Arduino Mothbot: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

هدف از این پروژه طراحی و ساخت یک ربات ساده با استفاده از برد میکروکنترلر Arduino Duemilanove است. من واقعاً می خواستم یک پروژه ربات را به اشتراک بگذارم که ارزان ، ساده ساخته شده و دارای مجموعه کاملی از دستورالعمل ها برای همه مراحل مختلف بود. امیدوارم موفق شده باشم و خوشحال می شوم نظرات خود را در مورد بهتر ساختن این دستورالعمل دریافت کنم.

طراحی این ربات بر استفاده از کتاب "شروع کار با آردوینو" اثر ماسیمو بانزی متمرکز شده و با [makezine.com Make] منتشر شده است. من همچنین از کد برای اجرای سرویس ها در پروژه ای با عنوان: چگونه می توان یک روبات سروو کنترل شده با آردوینو (SERB) ساخت. Arduino Mothbot در کل یک ربات بسیار سریع برای ساخت است. با فرض اینکه شما با تمام قسمت ها شروع کرده اید و نیازی به بداهه نویسی ندارید ، ساختن کل پروژه شاید یک ساعت طول بکشد. اگر دستورالعمل ها را دنبال کنید و کد را کپی کنید. با این حال ، اگر فقط یک ویژگی را همزمان بسازید و در طول راه آزمایش کنید ، این پروژه می تواند به طور قابل توجهی بیشتر طول بکشد. مزیت مسیر طولانی تر این است که احتمالاً چیزهای بیشتری یاد می گیرید و کمی سرگرم خواهید شد.

مرحله 1: قطعات و ابزارهای خود را جمع آوری کنید

اگر قبلاً چنین کاری انجام نداده اید ، ساخت این ربات تقریباً 80 دلار برای شما هزینه دارد. از آنجا که بسیاری از وسایل الکترونیکی برای کار از من دور افتاده است ، هزینه برای من بسیار کمتر بود. با این حال ، من می دانم چقدر می توان ناامید کننده بود که سعی کنید یک دستورالعمل را دنبال کنید بدون اینکه بدانید از کدام قطعات تهیه کنید ، از کجا سفارش دهید و هزینه همه چیز چقدر است ، بنابراین من تمام این کار را برای شما انجام داده ام. هنگامی که قطعات را به صورت چهارگوش درآورده اید ، انجام این پروژه باید فوری باشد. پیوند زیر را به ویکی پروژه من دنبال کنید تا لیست کاملی از قطعات را دریافت کنید. لیست قطعات Arduino Mothbot

حالا ممکن است بخواهید برخی از ابزارها را تهیه کنید. از آنجا که در این پروژه از یک تخته نان بدون لحیم استفاده می شود ، می توانید بدون تجهیزات الکترونیکی فانتزی انجام دهید. امیدوارم بقیه وسایل مورد نیاز خود را در گاراژ پیدا کنید: 1. انبردست سوزنی 2. برش سیم 3. پیچ گوشتی سر تخت 4. پیچ گوشتی کوچک فیلیپس (4 طرفه) 5. آچار قابل تنظیم یا 11/32 " آچار شش ضلعی 6. مته 7. 1/16 "، 5/32" و 7/32 "بیت مته 8. اره (اختیاری) 9. عینک ایمنی لطفاً هنگام استفاده از هر گونه ابزار برقی از شیوه های ایمن استفاده کنید.

مرحله 2: مرحله برنامه ریزی

قبل از شروع این پروژه ، بسیاری از پروژه های دیگر را در Instructables بررسی کردم. همچنین مدتی را صرف خواندن کتاب "شروع کار با آردوینو" اثر ماسیمو بانزی کردم. تقریباً همه چیز در این پروژه از یک مثال در این وب سایت یا در کتاب انجام شده است. من این پروژه را به این منظور طراحی کردم تا بتوانم آن را برای روباتیک مبتدی در دسترس قرار دهم.

در مرحله برنامه ریزی من نه تنها سخت افزار و کد نویسی را بررسی کردم بلکه تکالیف الکترونیکی خود را نیز انجام دادم. من می خواستم یک شماتیک الکترونیکی ساده برای این پروژه تهیه کنم تا بتوانم آنچه را که در حال ساخت آن است ، دنبال کنم. در تصویر می توانید اجزای مختلف ، خطوط برق و پین های آردوینو را مشاهده کنید. به امید خدا این یک نمودار واضح است و همچنین نشان می دهد که لوازم الکترونیکی این پروژه چقدر ساده است.

مرحله 3: اتصال Servos به آردوینو

اگر می خواهید یک ربات بسازید ، اولین چیزی که احتمالاً می خواهید کار کنید این است که چگونه آن را حرکت دهید. به احتمال زیاد شما می خواهید قادر به ارسال آن به جلو ، عقب ، راست ، چپ و متوقف کردن آن باشید. اگر نمی توانید بفهمید چگونه به آن دستور دهید که به درستی حرکت کند ، احتمالاً نمی توانید با اتصال همه سنسورها کاری انجام دهید. در زیر مراحل اتصال موتور به آردوینو آمده است.

1. اولین چیزی که هنگام راه اندازی تخته نان بدون لحیم کاری باید انجام دهید این است که زمین (GND) و قدرت (+6V) را برای سروها تنظیم کنید. من تصمیم گرفتم از دو نوار بلند روی تخته استفاده کنم که نزدیک به آردوینو است. 2. پس از مشخص شدن خطوط زمین و برق ، زمین برد آردوینو را به نوار زمینی روی تخته نان بدون لحیم وصل کنید. هنوز برق را به تخته نان بدون لحیم وصل نکنید. 3. هر سروو دارای سه سیم است که از آنها خارج می شود. برای هر کدام یک سیم سیاه ، قرمز و سفید وجود دارد. سیاه برای زمین ، قرمز برای قدرت و سفید سیم کنترل است. برای هر سروو با همان اندازه (در مجموع 6 عدد) سه سیم بلوز را قطع کنید. 4. سیمهای بلوز را به انتهای سیمهای سروو و سپس هر سروو را به تخته نان بدون لحیم وصل کنید. 5. اکنون از بلوز برای اتصال زمین و قدرت هر سروو به زمین و قدرت تخته نان بدون لحیم استفاده کنید. 6. حالا سیم های کنترل هر سروو را به آردوینو وصل کنید. سرووی سمت چپ را به خروجی دیجیتال (PWM) 3 و سرووی راست را به خروجی دیجیتال (PWM) 11. وصل کنید. 7. در نهایت ، زمین و برق باتری های 4AA را به زمین و قدرت تخته نان بدون لحیم وصل کنید. اگر سرووها هنگامی که آردوینو شما قدرت ندارد یا هنوز برنامه ریزی نشده است شروع به حرکت کنند ، نگران نباشید. 8. با استفاده از کد ، اکنون باید بتوانید موتورها را در جهت های جلو ، عقب ، چپ یا راست با استفاده از توابع موجود اجرا کنید.

مرحله 4: آزمایش موتورها

من فکر می کنم این مهم است که برخی از کد آزمایشی را که هنگام جمع آوری Arduino Mothbot استفاده کردم ، قرار دهید. اگر علاقه دارید و مایل هستید که وقت خود را برای گشت و گذار در وقت خود بگذارید ، فکر می کنم این قطعات کد را در پروژه های دیگر آموزشی و مفید بدانید. قبل از ارسال هرگونه کدی در زیر می خواهم اعلام کنم که موارد زیر بر اساس پروژه بزرگ دیگری به نام How to Make a Arduino Controlled Servo Robot (SERB) است. من چیزهای زیادی از پیگیری کار روی آن دستورالعمل آموختم و می خواهم در جایی که باید به آن اعتبار بدهم.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

مرحله 5: ادغام دکمه روشن/خاموش

حالا ممکن است بخواهید با فشار یک دکمه ربات خود را روشن و خاموش کنید. خود آردوینو تا زمانی که آن را از برق جدا نکنید ، در یک حلقه بی پایان اجرا می شود ، که وقتی ربات خود را روی میز وصل کنید و فرار از شما شروع به کار کند ، می تواند بسیار ناامید کننده باشد! ادغام دکمه یک گام بزرگ در این فرایند است زیرا شما همچنین نحوه استفاده از دکمه ها را برای موارد دیگر ، مانند ایجاد سپر برای تشخیص زمان برخورد ربات به دیوار ، خواهید آموخت. به عنوان نکته ، متوجه خواهید شد که سرویس ها را از تخته نان بدون لحیم برای اکثر تصاویر من. این فقط به روشن تر شدن تصویر هنگام نمایش مراحل مختلف کمک می کند. برای شروع ، قبل از انجام هرگونه کار دیگر ، برق موتورهای سروو را قطع کنید. به یاد داشته باشید این کار را هر زمان که چیزی به این پروژه اضافه می کنید انجام دهید. در حال حاضر ممکن است بخواهید بتوانید ربات خود را روشن و خاموش کنید در حالی که با اتصال برق ، بلافاصله ربات شروع به حرکت می کند. یک نوار در طرف مقابل تخته نان بدون لحیم مشخص کنید تا دکمه روشن/خاموش (و بعدا سنسورها) روشن باشد. با استفاده از یک سیم بلوز بلند ، قدرت (+5V) را از آردوینو به نواری که به تازگی شناسایی کرده اید وصل کنید. دو سیم بلوز را به سوئیچ لحظه ای وصل کرده و یک سر آن را به برق (+5V) وصل کنید 6. سر دیگر سوئیچ لحظه ای را به نوار کوچکتری در وسط تخته نان بدون لحیم وصل کنید. از همان نوار یک مقاومت 10 کیلو اهم را به نوار و سر دیگر را به زمین وصل کنید. در نهایت ، یک سیم را از نوار با سوئیچ و مقاومت در یک سر وصل کنید و انتهای دیگر را در ورودی دیجیتال 7 در Arduino.9 قرار دهید. اکنون ، با کد ، باید بتوانید از دکمه برای روشن و خاموش کردن ربات استفاده کنید. اگر از کد با LED (خروجی دیجیتال 13) استفاده می کنید ، LED روشن و خاموش با روبات را مشاهده خواهید کرد. اگر قدرت موتورهای قطع شده را دارید ، این یک روش عالی برای آزمایش کد آردوینو است.

مرحله 6: تست دکمه روشن/خاموش

این کد جدید شامل اطلاعات مربوط به استفاده از دکمه روشن/خاموش و چشمک زدن LED داخلی است.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

مرحله 7: ادغام سنسورهای نور

Arduino Mothbot اگر سنسور نوری نداشت چه می شد؟ هدف این پروژه ساده ساخت رباتی است که به روشن ترین نور جذب می شود. برای این منظور ما باید برخی از سنسورهای نور را که به عنوان مقاومت عکس نیز شناخته می شوند ، ادغام کنیم.

1. دوباره ، قبل از انجام این مرحله ، برق موتورهای سروو را قطع کنید. 2. تنظیم سنسورهای نور دو بار انجام می شود. این تقریباً همان تنظیمات سوئیچ لحظه ای است. در واقع ، این همان تنظیمات است ، اما این بار شما به جای یک سوئیچ لحظه ای از سنسور نور (مقاومت عکس) استفاده خواهید کرد. 3. از آنجا که این ربات از دو سنسور نور برای انتخاب جهت رانندگی استفاده می کند ، توصیه می شود هر سنسور نور را در طرف مقابل تخته نان بدون لحیم یا تا حد امکان از هم قرار دهید. 4. یک سر سنسور نور را به خط برق (+5V) و سر دیگر را به یک نوار کوچک در مرکز برد وصل کنید. 5. یک مقاومت 10k اهم را به همان نوار و انتهای دیگر آن را به زمین وصل کنید. حالا یک سیم جامپر را از نوار کوچک (جایی که مقاومت عکس و مقاومت معمولی به هم متصل هستند) وصل کنید و سر دیگر را به ورودی آنالوگ وصل کنید. 7. سنسور سمت چپ را به ورودی آنالوگ 0 در آردوینو و سنسور راست را به ورودی آنالوگ 1. وصل کنید.

مرحله 8: کد نهایی

در اینجا آخرین کد مورد استفاده برای اجرای Arduino Mothbot است. در کد من دستورات چاپ شده برای پورت سریال آردوینو را وارد کرده ام. اگر آردوینو را از طریق پورت USB رایانه خود متصل کرده اید ، باید بتوانید دستورات چاپی را مشاهده کنید که به شما می گوید روبات قصد دارد از چه راهی حرکت کند. ممکن است بخواهید مقدار آستانه سنسور نور را برای تنظیم دقیق رفتار ربات تنظیم کنید. آستانه عمدتا به سنسورهای شما و نور محیطی که در آن هستید بستگی دارد.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

مرحله 9: بدن Mothbot را بسازید

رباتی که می سازید واقعاً خوب نیست مگر اینکه بتواند خود را در کنار هم نگه دارد. به همین دلیل به بدن نیاز دارد. من تمام تلاشم را کردم که این پروژه را تا آنجا که ممکن است ساده کنم. با این حال ، شما باید کمی کار خود را انجام دهید تا اندازه گیری های مناسب را انجام دهید. من روش قدیمی "دوبار اندازه گیری ، یکبار برش" را توصیه می کنم. بدنه این روبات از یک ورق کوچک چوب صنوبر ساخته شده است که من آن را در فروشگاه سخت افزار با ابعاد 6 اینچ در 24 اینچ خریدم. با استفاده از اره ارائه شده در فروشگاه سخت افزار ، اندازه خود را به 6 اینچ در 8 اینچ کاهش دادم. بعد من سوراخ هایی را به طرف جلوی تخته ایجاد کردم تا براکت های سرو را برای هر سروو متصل کنم. برای این منظور از یک مته سایز 5/32 اینچ استفاده کردم. 3 من همچنین در سوراخی در پشت تخته برای چرخ کاستور که ربات را متعادل می کند ، حفاری کردم. برای این کار از یک مته اندازه 7/32 "استفاده کردم. من تصمیم گرفتم از یک مته کمی کوچکتر استفاده کنم تا بتوانم اصطکاک محکمی با چرخ کاست خود داشته باشم زیرا از اتصال مهره و پیچ برای اتصال آن استفاده نمی کردم. سپس براکت ها را با مهره و پیچ به تخته وصل کردم. این با استفاده از پیچ گوشتی سر تخت و آچار قابل تنظیم انجام شد. پس از اتصال براکت ها ، هر سروو را با مهره و پیچ به براکت ها وصل کردم. 6. در نهایت ، من چرخ کاستور را به کل فشار دادم.

مرحله 10: ساختن چرخ ها

چرخ ها برای من مشکل پیچیده ای بودند. من در واقع برخی از ربات های ربات معتبر را ربوده بودم ، اما متوجه شدم که آنها a) خیلی سنگین هستند و ب) راهی ندارم که آنها را به سروهای انتخابی خود وصل کنم. آن موقع بود که به خاطر آوردم از درب شیشه در دبیرستان برای پروژه ای مشابه استفاده کردم. بنابراین در جستجوی جایگزین مناسب چرخ روبات به فروشگاه رفت. هر چرخ از درب ظرف Ziploc Twist 'n Loc ساخته شده است. درپوش های خوب دیگر روی شیشه های کره بادام زمینی یا سایر محصولات غذایی است. من طرفدار هدر دادن غذا نیستم ، اما درپوش خود را ذخیره کنید و ممکن است متوجه شوید که اندازه مناسب پروژه روباتان است. من از ظروف باقی مانده برای نگهداری قطعات جمع آوری شده استفاده کردم. اولین کاری که کردم بوق سروو بود که برای چرخ ها می خواستم. من آنهایی را انتخاب کردم که چهار شاخ داشتند و هنگام خرید آنها سروهای من قرار داشت. قبل از انجام هر کاری ، سوراخی در مرکز چرخ ایجاد کنید. توصیه می کنم این کار را با مته 5/32 اینچی خود انجام دهید. به این مورد نیاز دارید تا بتوانید به پیچ متصل کننده بوق به سروو برسید. 4. حالا درپوش را به شاخ بچسبانید. من با هر کدام از چهار پیچ استفاده کردم سروو برای اتصال پلک ها به شاخ ها. اگر شما مانند من سوراخ های کوچکی را از طریق درب از قبل سوراخ کنید ممکن است راحت تر باشد. من برای این کار از یک مته 1/16 اینچی استفاده کردم. اما مراقب باشید ، حفاری از طریق این پلاستیک با یک مته سنگین و یک تکه کوچک می تواند دشوار باشد. حالا با استفاده از پیچ گوشتی کوچک فیلیپس (4 طرفه) بوق ها را به سروها وصل کنید. در نهایت ، نوارهای لاستیکی را در اطراف هر چرخ بپیچید تا کشش بیشتری به شما داده شود. من نوارهای لاستیکی خود را از محصولاتی که در مغازه خواربارفروشی خریدم تهیه کردم. امیدوارم شما چند نفر دروغ گفته باشید. در این مرحله باید تمام بدنه و چرخ ها جمع شوند.

مرحله 11: تکمیل Arduino Mothbot

با مونتاژ بدنه و چرخ ها ، به راحتی می توانید اردوینو و تخته نان بدون لحیم را درست بالای بدنه ربات قرار دهید. در صورت نیاز به تغییر برنامه نویسی ، مطمئن شوید که هنوز می توانید به ورودی USB در Arduino دسترسی داشته باشید. من از نوار برقی سیاه زیر هر کدام برای چسباندن آنها به بدن استفاده کردم. نوار برقی به راحتی برداشته می شود و کاملا خوب نگه می دارد. آردوینو و تخته نان بدون لحیم را به قسمت بالای بدنه ربات بچسبانید. استفاده مجدد از نوار ایده خوبی است که نگهدارنده باتری 4AA و باتری 9V را به بدنه وصل کنید. اطمینان حاصل کنید که سیم ها به 3 برسند. اگر قبلاً سیم های سرو را جدا کرده اید ، آنها را به تخته نان بدون لحیم وصل کنید. آردوینو power5 را وصل کنید. سروو موتور power6 را وصل کنید. حالا ربات خود را روی زمین بگذارید و کلید روشن/خاموش را فشار دهید! اکنون باید زنده شود و نور اتاق را تعقیب کند:) به عنوان یک پروژه اضافی در آینده ، من یک سپر ساده یا سنسور دیوار را شامل می شوم. این یک سوئیچ خواهد بود ، درست مانند دکمه روشن/خاموش که در این پروژه استفاده می شود. با این حال ، هنگامی که دکمه را فشار می دهید ، به ربات می گوید جهت را معکوس کند ، به چپ یا راست بپیچد و برنامه را ادامه دهد. پس از اتمام کار ، این ربات یک پلت فرم کوچک برای آزمایش سایر حسگرها و دستگاه ها خواهد بود.