یک ربات قابل آموزش با بسیاری از ویژگی ها: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام دوستان ، من در این برنامه آموزشی یک ربات فوق العاده را معرفی می کنم که می تواند کارهای زیر را انجام دهد:

1- می تواند حرکت کند و کنترل حرکات آن توسط بلوتوث انجام می شود

2- می تواند به عنوان جاروبرقی نظافت را انجام دهد

3- قابلیت پخش آهنگ توسط بلوتوث را دارد

4- توسط آردوینو می تواند حالات چشم و دهان خود را تغییر دهد

5- دارای LED چشمک زن است

6- ابرو و حاشیه دامن آن از LED نواری ساخته شده است

بنابراین این آموزش منحصر به فرد برای کسانی که یک ربات ساده اما چند منظوره می خواهند کلاس بسیار خوبی است.

باید اضافه کنم ، بسیاری از ویژگی های این ربات برگرفته از مقاله های موجود در سایت Instructables است و من با نقل قول مقاله در هر بخش مربوطه به این امر اذعان دارم.

مرحله 1: ابعاد و ویژگی ها

1- ابعاد کلی ربات:

-ابعاد پایه: 50 * 50 سانتی متر ، ارتفاع از سطح زمین 20 سانتی متر شامل چرخ ها

- ابعاد چرخ ها: قطر چرخ های جلو: 5 سانتی متر ، چرخ های عقب 12 سانتی متر

- ابعاد مخزن جاروبرقی: 20 * 20 * 15 سانتی متر

- قطر لوله ها: 35 میلی متر

- ابعاد محفظه باتری: 20 * 20 * 15 سانتی متر

- ابعاد ربات Istructables: 45 * 65 * 20 سانتی متر

امکانات:

- حرکت توسط دو موتور که چرخهای عقب و دو چرخ جلو را بدون قدرت می چرخانند ، چرخش موتورها توسط یک واحد کنترل شده توسط بلوتوث و نرم افزاری قابل نصب در تلفن های هوشمند کنترل می شود.

- عملکرد تمیز کردن خلاء با سوئیچ

- نوارهای چشمک زن LED با رنگ های قرمز و آبی

- تغییر حالت چشم و دهان هر 10 ثانیه

- ابروها و حاشیه دامن LED قرمز روبات با نور ثابت را می توان خاموش و روشن کرد

-بلندگوهای بلوتوث بدنه روبات را خاموش و روشن می کردند و می توان آنها را از طریق بلوتوث توسط تلفن هوشمند اندرویدی اداره کرد.

مرحله 2: بیل مواد ، ماژول ها و اجزاء

مواد ، ماژول ها و اجزای مورد استفاده در این ربات به شرح زیر است:

1- دو موتور گیربکس ZGA28 (شکل 1):

مدل - ZGA28RO (RPM) 50 ، سازنده: ZHENG ، قطر شفت: 4 میلی متر ، ولتاژ: 12 ولت ، طول محور 11.80 میلی متر ، جریان بدون بار: 0.45 A ، قطر گیربکس: 27.90 میلی متر ، حداکثر گشتاور: 1.7 کیلوگرم سانتی متر ، ارتفاع گیربکس: 62.5 میلی متر ، گشتاور ثابت: 1.7 کیلوگرم سانتی متر ، طول: 83 میلی متر ، نسبت سرعت: 174 ، قطر: 27.67 میلی متر

2- یک درایور بلوتوث برای موتورهای ربات (شکل 2):

BlueCar v1.00 مجهز به ماژول بلوتوث HC-O5 (شکل 3)

یک نرم افزار اندرویدی به نام BlueCar v1.00 می تواند در تلفن های هوشمند اندرویدی نصب شود و به سادگی حرکات موتورها را کنترل کند.

نرم افزار اندروید در شکل (4-1 ، 4-2 ، 4-3 ، 4-4 ، 4-5) نشان داده شده است و قابل بارگیری است

3- یک باتری سرب اسید 12 ولت ، 4.5 A-h (شکل 5)

4- دو براکت موتور 28 * 23 * 32 میلی متر (شکل 6 ، شکل 7)

5- دو موتور 10*10*(4-6) میلی متر (شکل 8)

6- دو محور موتور قطر 6 میلی متر * طول 100 میلی متر

7- دو چرخ عقب محرک هر کدام به قطر 12 سانتی متر (شکل 9)

8- دو چرخ جلو هر کدام به قطر 5 سانتی متر (شکل 10)

9- ورق 50 سانتی متر * 50 سانتیمتر ، قطعه مربع PC (پلی کربنات) با ضخامت 6 میلی متر

10- از كانال برقي ساخته شده از PVC جهت تقويت و قاب بندي ابعاد 3*3 سانتيمتر استفاده مي شود

11- لوله PVC با قطر 35 میلی متر برای لوله های جاروبرقی (شامل آرنج)

12- مخزن یا ظرف جاروبرقی ظرف پلاستیکی است که در ضایعات خود با ابعاد 20* 20* 15 سانتی متر داشتم.

13 - موتور جارو برقی ، موتور 12 ولت با فن گریز از مرکز که مستقیماً به آن متصل شده است

14- شش کلید راکر

15- یک ماژول Arduino Uno

16- یک ماژول تقویت کننده سبز PAM8403

www.win-source.net/fa/search؟q=PAM8403

17- دو بلندگو ، هر کدام 8 اهم ، 3 وات

18- پنج ماژول ماتریس 8*8 نقطه با تراشه Max7219 و کانکتور SPI (شکل 12)

www.win-source.net/fa/search؟q=Max7219

19- دو ترانزیستور قدرت 7805

20- دو دیود 1N4004

www.win-source.net/fa/search؟q=1N4004

21- دو خازن 3.3 uF

22- دو خازن 100 uF

23- دو ترانزیستور BC547

www.win-source.net/fa/search؟q=BC547

24- دو مقاومت 100 اهم

25- دو مقاومت 100 کیلو اهم

26- دو خازن 10 uF

27- سه تخته پروژه 6*4 سانتی متر

28- سیمهای تخته نان به اندازه کافی و سیمهای تک هسته 1 میلیمتری

29- یک کانکتور USB زن (من از هاب USB سوخته استفاده کردم و یکی از USB USB آن را بیرون آوردم!)

30- یک گیرنده بلوتوث BT163

31- مجرای برق ساخته شده از PVC 1*1 سانتی متر

32- پیچ

33- هشت پایانه روی کشتی

مرحله 3: ابزارهای مورد نیاز

1- کاتر

2- اره دستی

3- آهن لحیم کاری

4- انبردست

5- سیم برش

6- مته کوچک با سرهای مختلف (مته - آسیاب ، برش)

7- خط کش

8- لحیم کاری

9- چسب فوق العاده

10- پیچ گوشتی های کوچک و متوسط

مرحله 4: اندازه گیری Drive Motors

به منظور اندازه گیری موتورهای رانندگی ، از یک ابزار اندازه گیری درایو در سایت زیر استفاده کردم:

www.robotshop.com/blog/fa/drive-motor-sizin…

اصول اولیه به شرح زیر است:

he Drive Drive Sizing Tool قصد دارد با در نظر گرفتن مقادیر شناخته شده و محاسبه مقادیر مورد نیاز هنگام جستجو برای موتور ، نوع موتور محرک مورد نیاز برای ربات خاص شما را بیان کند. موتورهای DC عموماً برای سیستم های محرک چرخش مداوم استفاده می شوند ، اگرچه می توانند برای چرخش جزئی (زاویه به زاویه) نیز استفاده شوند. آنها در تنوع بی نهایت سرعت و گشتاور برای پاسخگویی به هر گونه نیاز ارائه می شوند. بدون DC ، موتورهای DC بسیار سریع می چرخند (هزاران دور در دقیقه (دور در دقیقه)) ، اما گشتاور کمی دارند. برای دریافت بازخورد از زاویه یا سرعت موتور ، یک موتور را با گزینه رمزگذار در نظر بگیرید. موتورهای گیربکس در اصل موتورهای DC هستند که دارای تنظیمات اضافی هستند. افزودن دنده زمین هم سرعت را کاهش می دهد و هم گشتاور را افزایش می دهد. به عنوان مثال ، یک موتور DC بدون بار ممکن است در 12000 دور در دقیقه بچرخد و 0.1 کیلوگرم بر سانتی متر گشتاور ایجاد کند. برای کاهش نسبی سرعت و افزایش گشتاور ، یک چرخ دنده 225: 1 اضافه می شود: 12000 دور در دقیقه / 225 = 53.3 دور در دقیقه و 0.1 22 225 = 22.5 کیلوگرم بر سانتی متر. موتور می تواند وزن قابل توجهی را با سرعت مناسب تری جابجا کند. اگر مطمئن نیستید که چه مقدار را باید وارد کنید ، سعی کنید یک حدس خوب "تحصیل کرده" داشته باشید. برای توضیح بیشتر در مورد تأثیر هر مقدار ورودی ، روی هر پیوند کلیک کنید. همچنین شما را تشویق می کند که به آموزش اندازه گیری درایو موتور بپردازید ، جایی که تمام معادلات استفاده شده در این ابزار را همراه با توضیحات پیدا خواهید کرد.

بنابراین ورودی های من به ابزارها در شکل 1 نشان داده شده است

و نقاط بیرون در شکل 2 نشان داده شده است

دلایل انتخاب ورودی های من ، اولاً در دسترس بودن و ثانیاً قیمت بود ، بنابراین من مجبور شدم طرح خود را با آنچه در دسترس بود تطبیق دهم و بنابراین مجبور شدم مصالحه های زیادی از جمله زاویه تمایل ، سرعت و دور در دقیقه را انجام دهم ، بنابراین با وجود ارزش 80 دور در دقیقه ابزار پیشنهادی ، یک موتور با 50 دور در دقیقه انتخاب کردم.

در سایت زیر می توانید سایتهای زیادی را که برای انتخاب موتور انتخاب شده اند پیدا کنید ، راهنمای بسیار خوبی در قالب pdf وجود دارد که نکات ارزشمندی در مورد انتخاب موتورهای ربات تلفن همراه ارائه می دهد:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

مرحله 5: نحوه ساخت قطعات مکانیکی

ساخت قطعات مکانیکی را می توان در مراحل زیر انجام داد:

1- ایجاد پایه: برش ورق 50*50 سانتیمتر از PC (پلی کربنات) با ضخامت 6 میلی متر و استفاده از مجاری الکتریکی 3*3 برای تقویت آن هم به صورت مستطیل و هم دو مهاربندی عرضی برای استحکام بهتر.

2- اتصال دو قسمت عمودی از مجاری الکتریکی به پایه و استحکام کافی برای حرکت چرخ ها ، ساخت محفظه ای برای حرکت موتورها و ثابت نمودن همه این موارد به پایه با پیچ جهت ایجاد سازه ای محکم برای تحمل بار و پشتیبانی چرخ.

3- اتصال سیمها به اندازه کافی به موتورها و لحیم کاری آنها و اتصال موتورها توسط براکت به محفظه موتور.

4- اتصال چرخ ها به شفت ها با پیچ و چسباندن برای مقاوم سازی این مجموعه ها به اندازه کافی که بتوانند بار و سرعت را تحمل کنند و بعد از قرار دادن شفت ها در سوراخ های ارائه شده در قسمتهای عمودی (بند 2 را ببینید) و افزودن دو واشر پلاستیکی در دو طرف یک بلبرینگ برای چرخش شفت ، شفت ها را به کوپلینگ های موتور وصل کنید و برای ایجاد یک اتصال قوی از پیچ های پیچ استفاده کنید ، در غیر این صورت شفت ها می توانند از موتور جدا شده و زندگی را برای شما دشوار کنند. تراز کردن موتورها مهم است و نیاز به کار دقیق و دقیق و صبر کافی برای درایو محکم و حرکت آزاد دارد.

5- اتصال چرخ های جلو (در مورد من نوعی غلطک که در صندلی های متحرک استفاده می شود) به پایه کوچک و پیچاندن پایه آنها به لوله های عمودی PVC 35 میلی متری ، به منظور چرخاندن آزادانه آنها بدون هیچ مانعی و چنگ زدن ، بهتر است استفاده از روغن سیلیکون کمی برای همه چرخ های دارای حفره و بر روی چرخ های نورد برای حرکت آزادانه آنها با سرعت.

6- اتصال محفظه باتری که از ورقه های پلی کربنات ساخته شده و پیچاندن محفظه به پایه و قرار دادن باتری در داخل محفظه آماده اتصالهای بعدی.

۷- مخزن جاروبرقی را با چسب و پیچ به پایه وصل کرده و لوله ها را به آن متصل می کنم ، از آرنج استفاده کرده و با استفاده از لوله ها یک تی شرت ایجاد کرده ام که به طور مناسب برش خورده اند تا به عنوان ورودی مکش جاروبرقی استفاده شود. همچنین اتصال فن موتور برای تمیز کردن جاروبرقی (پایانه های موتور باید به اندازه کافی برای کارهای بعدی به سیمها متصل شوند همچنین سیمها حداقل 0.5 میلی متر^2 برای کشش جریان زیاد توسط موتور جاروبرقی) به بالای قسمت مخزن

8- در این مرحله ربات قابل آموزش از ورق پلی کربنات (ضخامت 6 میلی متر) بریده می شود و به پایه متصل می شود به طوری که مخزن جاروبرقی در داخل آن قرار دارد و سر ربات که مکعب 20*20*20 اختصاص داده شده است. به قطعات الکترونیکی و ماژول ها. سه سوراخ برای سوئیچ های راکر باید در بدنه جلوی ربات ایجاد شود.

مرحله 6: نحوه ساخت قطعات الکترونیکی:

مراحل ساخت قطعات الکترونیکی به شرح زیر است:

1- ساخت LED چشمک زن

مدار و اجزای این قسمت دقیقاً از دستورالعمل قبلی من به شرح زیر گرفته شده است:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- ساخت LED نقطه ماتریس برای وضعیت چشم و دهان:

تمام کارهایی که در این مرحله انجام داده ام از دستورالعمل زیر گرفته شده است:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

به جز اینکه نرم افزار آن را تغییر داده ام و به جای کنترل آن از طریق مانیتور سریال ، برخی کدها را برای تغییر حالت چشم و دهان هر 10 ثانیه اضافه کرده ام. در بخش نرم افزار در این مورد بیشتر توضیح خواهم داد و نرم افزار را برای بارگیری اضافه می کنم. من یک مدار کوچک برای تبدیل ولتاژ باتری 12 ولت به 5 ولت برای اتصال ورودی Arduino UNO اضافه کرده ام ، جزئیات چنین مدارکی در دستورالعمل قبلی من به شرح زیر است:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- ساخت موتورهای رانندگی بلوتوث

اتصال موتورها به ماژول موتور رانندگی بلوتوث (شکل 3) آسان است و مطابق شکل فوق ، یعنی پایانه های موتور راست به پایانه های راست راننده و پایانه های موتور چپ به پایانه های چپ راننده ، و قدرت از باتری به پایانه های قدرت و زمین راننده که در آنها یک سوئیچ راک بر روی قسمت باتری برای روشن و خاموش نصب شده است. نرم افزار این قسمت در قسمت نرم افزاری توضیح داده می شود.

4- ساخت بلندگوهای بلوتوث

این بخش آسان است و دقیقاً از دستورالعمل زیر گرفته شده است:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

به استثنای دو مورد ، اولاً من گیرنده بلوتوث را پاره نکرده ام و از USB زن برای اتصال آن به منبع تغذیه خود (همان مورد 2 در بالا ، یعنی مدار 12 V/ 5 V) و یک جک زن برای اتصال آن استفاده کرده ام. به ماژول تقویت کننده من در مرحله دوم من از ماژول تقویت کننده ، سبز PAM8403 (https://www.win-source.net/fa/search؟q=PAM8403) ، 3 وات (شکل 11) ، به جای تقویت کننده استفاده شده در آن دستورالعمل استفاده کردم و متصل شدم بلندگوی چپ من به پایانه های چپ PAM8403 و بلندگوی راست را به پایانه های راست PAM8403 (https://www.win-source.net/fa/search؟q=PAM8403) متصل می کنم ، با در نظر گرفتن قطبیت ، I از منبع تغذیه 5 ولت از همان منبع تغذیه بالا استفاده کرده ام و من سه ترمینال PAM8403 را مطابق شکل به جک خروجی گیرنده بلوتوث وصل کرده ام.

مرحله 7: نرم افزارها

دو نرم افزار در این دستورالعمل وجود دارد ، 1- برای راننده موتور بلوتوث و 2) برای چشم و دهان نقطه ماتریس

- نرم افزار درایور موتور در اینجا برای بارگیری وجود دارد ، می توانید این apk را در تلفن هوشمند خود نصب کرده و ربات را توسط نرم افزار از طریق بلوتوث کنترل کنید.

-نرم افزار آردوینو همان نرم افزاری است که در بالا گفته شد که برای تغییر وضعیت چشم و دهان با استفاده از LED های دات ماتریس قابل استفاده است ، اما من برخی از کدها را تغییر دادم تا باعث شود وضعیت های آردوینو در هر 10 ثانیه ، و این نرم افزار برای بارگیری نیز در اینجا گنجانده شده است.

مرحله 8: نتیجه گیری:

در نهایت اما مهمتر از همه ، امیدوارم شما بتوانید ربات خود را بسازید و مانند من از آن لذت ببرید وقتی روبات آموزش پذیر خود را هر روز می بینم که کارهای خارق العاده ای انجام می دهد و این به من یادآوری می کند که من بخشی از یک جامعه خلاق به نام INSTRUCTABLES هستم.