DIY Multi Tampok na Robot Na May Arduino: 13 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Pangunahing itinayo ang robot na ito para sa pag-unawa sa Arduino at pagsasama-sama ng iba't ibang mga proyekto ng Arduino upang makabuo ng isang Multi Tampok na Arduino Robot. At higit pa, sino ang ayaw magkaroon ng isang pet robot? Kaya't pinangalanan ko itong BLUE ROVIER 316. Maaari akong bumili ng isang magagaling na sinusubaybayan na chassis ngunit ang paggawa nito mula sa simula ay nagtuturo sa iyo ng higit pa at bibigyan ka ng higit na pagmamataas matapos mo itong makumpleto. Ang robot ay may kakayahang maunawaan ang mga utos ng boses, pagsagot sa mga simpleng katanungan, pagkontrol bilang isang kotseng RC at kahit na iniiwasan ang mga hadlang habang gumagalaw. Pangunahin itong kinokontrol sa pamamagitan ng isang Android phone na konektado dito sa pamamagitan ng Bluetooth. Batay sa mga tampok sa Android tulad ng Google Voice Recognition at Tilt sensing, maaari talaga itong kumilos tulad ng isang maganda, matalinong robot. Nagdagdag ako ng BLUE sa pangalan nito dahil pangunahing batay ito sa Bluetooth. Ito talaga ang aking unang proyekto ng Arduino at nais kong maging kakaiba ito. Kung nais mo ang proyekto, mangyaring bumoto para sa akin sa Robotics Contest!

Hakbang 1: Video ng Pagpapakita

Maaari mong panoorin ang demo ng robot sa site na ito:

Hakbang 2: Kwento ng ROVIER

Maaari kang tumalon sa susunod na hakbang kung hindi mo nais na dumaan sa nakatutuwang maliit na kwento ng BLUE ROVIER 316. Tungkol sa isang taon, nakatanggap ako ng isang Arduino UNO bilang isang regalo mula sa aking ama. Dahil ito ang aking unang hakbang sa larangan ng Arduino, nais kong lumikha ng isang bagay na kakaiba at natatangi mula sa pangkalahatang mga proyekto ng Arduino. Kailangan ito upang maging isang nakatutuwa at matalinong robot na maaaring maunawaan ang mga utos ng Boses at gumawa ng mas maraming matalinong bagay tulad ng Remote Control, Sumusunod na Mga Linya, Pag-iwas sa Mga Balakid at iba pa. Ang tanong ay kung paano pagsamahin ang mga ito nang magkasama. At pagkatapos mag-surf sa net para sa isang talagang magandang oras, napagpasyahan kong ang Bluetooth ang magiging pinakamurang mode. At sa gayon, ang BLUE ROVIER ay inilipat. Ngunit isang sitwasyon ang lumitaw kung saan kailangan kong ibukod ang maraming mga tampok ng robot na inaasahan kong magkaroon nito, higit sa lahat dahil sa kawalan ng memorya sa Arduino UNO (kahit na mas kaunti ang bilang ng mga digital na pin sa UNO). Hindi mahalaga, nagpatuloy ako. Talagang napakatagal ng paggawa sa akin ng huling bersyon ng Robot. At sa gayon pagkatapos ng maraming pagsubok at pagkabigo, sa wakas ay naganap ang BLUE ROVIER. At sa ngayon ay maaari na tayong lumipat sa paggawa ng robot.

Hakbang 3: Mga Bahagi at Bahagi

Kakailanganin mo lamang ang mga sumusunod na sangkap: 1. Android system 2. Arduino Uno 3. wtv020-sd-16p module at 8ohm speaker4. 2x L293d motor controller circuit 5. 4x bo motors at gulong6. HC SR04 ultrasonic sensor 7. 9g servo8. 8 AA na may hawak ng baterya at baterya 9. 1gb micro SD card 10. maliit na switch box para sa chassis.11. HC 05 Bluetooth Module Alam kong mukhang magastos! Ngunit huwag magalala, magkakahalaga lamang ito ng dalawa o tatlong libong rupees. Pinag-uusapan ang tungkol sa Android, hindi ito magiging isang mahusay na isyu upang magkaroon ng isa dahil karamihan sa mga mayroon ito sa panahong ito. Ngunit ang pagkakaroon ng mga mas bagong bersyon (sa itaas 5.0) ay maaaring dagdagan ang pagganap. Subukang bumili ng mga motor na may katamtamang rpm (60 hanggang 100). Makakatulong ito upang mapanatili ang kontrol ng robot, dahil walang ibang naka-install na circuit control. At 8 aa baterya ay sapat upang mapalakas ang robot para sa isang magandang panahon. At isinasaalang-alang ang Bluetooth, ang HC 05 ay angkop para sa robot dahil ito ay sapat na mura, at ang pagganap ay natitirang din. Ang 1 GB micro SD card ay kinakailangan upang mag-imbak ng mga file ng boses na kung saan ay pinatugtog kapag ang anumang katanungan ay tinanong sa robot [Tinalakay nang detalyado sa susunod na bahagi ng hindi maipalabas na]. Ang iba pang mga sangkap ay tinalakay nang detalyado sa kani-kanilang hakbang.

Lumipat tayo ngayon sa ilang simpleng "Mga Teorya" na ginagamit sa robot na ito.

Hakbang 4: Teoryang Control ng Boses

Maaaring maunawaan ng robot ang mga utos ng boses sa pamamagitan ng isang android phone. Hulaan ko na pamilyar ang lahat sa Pagkilala sa Google Voice, ang tampok sa Android kung saan sinasabi namin na ang salita at ang Google ay nai-type ito. Ginagamit ang parehong tampok dito para sa pagkilala sa mga utos ng boses at pag-convert sa mga ito ng mga text command. Ang app dito ay nagko-convert ng pagsasalita sa teksto sa pamamagitan ng Google at ipinapadala ito sa robot sa pamamagitan ng Bluetooth. Ang robot ay na-program upang sundin ang mga utos na natanggap sa pamamagitan ng Bluetooth. May kakayahan din itong sagutin ang isang mahusay na bilang ng mga katanungan. Maaari ka ring magdagdag ng ilang mga utos sa code upang magawa ng robot ang ilang mga kasindak-sindak na bagay. Narito ang Android Application:

Hakbang 5: Teoryang Pagkontrol ng Kilos

Ang pagkontrol ng kilos o control control mode ay ginagawa rin sa pamamagitan ng Android. Sa mode na ito, ang robot ay maaaring kontrolin bilang isang RC car sa pamamagitan ng paggamit ng Android bilang manibela. Mayroong isang sensor na tinatawag na "Accelerometer" sa lahat ng mga Android na ginagamit sa mode na ito. Maaaring matukoy ng accelerometer na ito ang anggulo kung saan ang telepono ay may pamagat sa pamamagitan ng pagsukat ng mga puwersa ng acceleration na kumikilos sa Android. Ang sensor na ito ang gumagawa ng Android na paikutin ang screen nito kapag ikiling namin ang telepono. Ginagamit ng app dito ang accelerometer ng telepono upang matukoy ang anggulo kung saan ikiling ang telepono. Pagkatapos ang isang character (A, B ….) ay ipinadala sa robot sa pamamagitan ng Bluetooth. Ang arduino ay na-program upang gumana alinsunod sa natanggap na data. Kung ang telepono ay ikiling nang maaga, ang character A ay ipinadala at ang robot ay sumusulong. Kapag ikiling, ang character B ay ipapadala at ang robot ay gumagalaw paatras at iba pa para sa kaliwa at kanan. Kapag inilagay nang pahalang ang Android, ipinapadala ang character na E at huminto sa paggalaw ang robot.

Hakbang 6: Teoryang Control ng Bluetooth

Sa mode na ito, gumagana ang robot bilang isang pangkalahatang kotse sa RC. Walang bago sa mode na ito, pareho lamang ito sa isang pangkalahatang remote control na kotse na magagamit sa merkado, ang pagkakaiba lamang ay gumagamit kami ng isang Android app upang makontrol ang robot. Mayroong iba't ibang mga pindutan sa app, bawat isa ay may iba't ibang mga character nauugnay dito Kapag nahawakan ang anumang susi, ipinapadala ang isang character sa robot sa pamamagitan ng Bluetooth, tulad ng mode ng pagkontrol sa kilos. Dagdag dito, ang parehong mga character ay ipinadala kapag ang kani-kanilang mga key ay hinawakan, at ang robot ay sumusunod sa mga papasok na character. Ginamit ko ang mga 360 at -360 degree na mga pindutan sa app upang gawin ang robot na tumingin sa kanan at kaliwa. Maaari mong palitan ito sa code kung nais mong gawin ang robot na gumawa ng iba pang mga bagay.

Hakbang 7: Teoryang Pag-iwas sa Balakid

Sa mode na ito, ang robot ay gumagana bilang isang robot ng Pag-iwas sa Balakid, pinipigilan ang sarili nito mula sa pagkakabangga sa anumang bagay. Ginagawa ito sa sensor ng HC SR04. Alam ko na alam mo ang tungkol sa SONAR (Sound Navigation And Ranging). Ang sensor ng HC SR04 ay patuloy na naglalabas ng mga ultrasonic sound wave. Ang mga alon na ito ay nababalik pagkatapos na makagulat ng isang solidong ibabaw at bumalik sa sensor. Ang oras na kinuha ng mga alon upang bumalik sa sensor ay naitala. Dahil ang tunog ay naglalakbay sa 340 m / s humigit-kumulang at alam namin na SPEED × TIME = DISTANCE, maaari nating matukoy ang distansya nang maaga. Halimbawa, kung ang tunog ay tumatagal ng 2 segundo upang bumalik, maaari nating matukoy ang distansya sa pamamagitan ng formula sa itaas ie 340 × 2 = 680 m. Ito ay kung paano masusukat ng robot ang distansya sa unahan nito sa pamamagitan ng sensor. Habang gumagalaw, patuloy na sinusukat ng robot ang distansya nang maaga sa pamamagitan ng sensor. Kung nadarama na ang malinaw na puwang na nauuna sa ito ay mas mababa sa 30 cm, hihinto ito sa paggalaw. Pagkatapos ay mukhang kaliwa at kanan ito at inihahambing ang distansya ng bawat panig. Kung ang kaliwang bahagi ay may mas malaking distansya, ang robot ay lumiliko sa kaliwa. Iba pa kung ang kanang bahagi ay mas malaki, ang robot ay lumiliko pakanan. Kung ang magkabilang panig ay may pantay na distansya, ang robot ay babalik sa likod. Ang simpleng mekanismong ito ay tumutulong sa robot upang maiwasan ang mga hadlang.

Hakbang 8: Pagtitipon ng Chassis

Ang paggawa ng chassis sa iyong sarili, dapat kang maging maingat tungkol sa mga sukat at pagkakahanay. Pinili kong gawin ito dahil wala akong makitang isa sa net na nasiyahan ako. Ang isang pangkalahatang switch box na ginamit para sa mga layunin ng supply ng kuryente ay ginagamit bilang chassis. Sa palagay ko, madali kang makakakuha ng isa mula sa isang tindahan ng elektrisidad. Una, ikabit ang apat na motor sa ilalim na may ilang pandikit o clamp at pagkatapos ay ilakip ang mga gulong. Pagkatapos ay kailangan mong gawin ang ulo ng robot (ang servo at HC SR04 sensor). Para sa ulo, gupitin ang isang maliit na piraso ng perfboard at ilakip ito sa servo sa pamamagitan ng isang tornilyo. Pagkatapos ay ikabit ang ultrasonic sensor sa perfboard na may ilang pandikit. Gupitin ang isang maliit na parisukat na butas sa tuktok ng kahon at ayusin ang servo dito. Pagkatapos ay ikabit ang may hawak ng baterya sa likod ng robot sa pamamagitan ng isang tornilyo. Ilagay ang mga circuit at ang iba pang mga sangkap sa loob ng kahon at handa na ang iyong chassis. Huwag kalimutan na gumawa ng ilang mga butas sa harap ng nagsasalita para lumabas ang tunog at makagawa ng isang mas mahusay na kalidad.

Hakbang 9: Paghahanda ng Modyul ng Boses

Ang mode ng pagsasalita ng robot ay natutupad ng WTV 020 SD module. Ginagamit ang module upang i-play ang mga file ng boses para sa robot. Kapag may anumang katanungan na tinanong, gagawin ng arduino ang module na patugtugin ang kani-kanilang file ng boses sa SD card. Mayroong apat na mga linya ng serial data sa module para sa pakikipag-usap sa arduino, pag-reset, orasan, data at abala sa mga pin. Tandaan na ang mga pangalan ng mga file ay dapat na nasa decimal (0001, 0002…). At na ang mga file ay dapat na nasa format na AD4 o WAV. Dagdag dito ang module ay gagana lamang sa isang 1gb micro SD card. Ang ilang mga module ay gumagana pa rin sa 2gb card at ang card ay maaaring magkaroon ng maximum na 504 mga file ng boses. Kaya maaari mong isama ang isang mahusay na bilang ng mga file ng boses upang i-play para sa isang mahusay na bilang ng mga katanungan. Maaari ka ring gumawa ng iyong sariling mga file ng AD4 na boses (Maaari mong laktawan ang bahaging ito kung maaari mong ayusin kasama ang mga file ng boses na ibinigay kasama ang hindi maipaliliwanag na ito)., dapat mayroon kang dalawang mga software, isang software sa pag-edit ng tunog at isang software na tinatawag na 4D SOMO TOOL na magko-convert ng mga file sa format na AD4. Pangalawa, kailangan mong ihanda ang Robot Voice. Maaari mong i-convert ang teksto sa pagsasalita o kahit itala ang iyong sariling boses at gawin ang mga boses ng Robot. Ang parehong mga ito ay maaaring gawin sa Sound Editing Software. Ngunit tiyak, ang mga robot ay hindi maganda kung magsalita sila ng mga tinig ng tao. Kaya dapat mas mahusay na i-convert ang teksto sa pagsasalita. Mayroong iba't ibang mga engine tulad ng Microsoft Anna at Microsoft Sam iyong Computer na makakatulong upang gawin ito. Matapos ihanda ang mga file ng boses, kailangan mo itong i-save sa 32000 Hz at sa WAV Format. Ito ay dahil ang module ay maaaring maglaro ng mga file ng boses hanggang sa 32000 Hz. Pagkatapos ay gamitin ang 4D SOMO TOOL upang mai-convert ang mga file sa format na AD4. Upang magawa ito, buksan lamang ang SOMO TOOL, piliin ang mga file, at i-click ang AD4 Encode at handa na ang iyong mga file ng boses. Maaari mong suriin ang larawan sa itaas para sa sanggunian. Kung nais mo ng karagdagang mga detalye sa paggawa ng mga robotic na tinig, maaari kang pumunta dito:

[Paggawa ng Robotic Voice] Narito ang mga orihinal na file ng boses at ang software:

Hakbang 10: Paggawa ng Mga Koneksyon

Maikli ang lahat ng mga pin ng Vcc ng kani-kanilang mga module nang magkasama at ikonekta ito sa 5v pin sa arduino. Gawin ang pareho para sa mga pin ng gnd. Narito ang mga koneksyon ng iba't ibang mga module. Module ng HC 05: RX pin sa arduino dig pin 0. TX pin sa arduino dig pin 1. HC SR04 sensor: Echo pin sa arduino dig pin 6. Trig pin sa arduino dig pin 7WTV020-SD module: pin1 (i-reset ang pin) upang arduino dig dig2.pin4 sa speaker + pin5 sa speaker -pin7 (orasan) upang arduino dig pin3.pin8 hanggang gnd.pin10 (data) upang arduino dig pin4.pin15 (abala) upang arduino dig dig5. pin16 hanggang 3.3v Pagkatapos, ikonekta ang signal ng servo (dilaw) na kawad at upang maghukay ng pin upang arduino dig dig 11. Tandaan na sa robot na ito, gumagamit kami ng dalawang mga module na L293d. Ito ay sapagkat ang isang module ay may kapasidad na mag-kapangyarihan hanggang sa dalawang mga motor. Upang makontrol ang apat na motor, gumagamit kami ng dalawang mga driver ng motor. Kaya tandaan na gumawa ng mga duplicate na koneksyon sa parehong mga module ng motor controller. Halimbawa, ikonekta ang Arduino pin 8 upang i-pin ang A1 ng parehong mga module ng driver. Huwag kalimutang ikonekta ang output ng isang module sa dalawang motor at ang iba pang module sa iba pang dalawang motor. Suriin ang diagram para sa karagdagang sanggunian.

Hakbang 11: Ang Arduino Code

Ito ay isang kapanapanabik na oras sa paggawa ng code. Ito ay hindi isang kumplikadong code sa lahat, gumagamit lamang ito ng ilang mga aklatan upang makipag-usap sa Android at sa sound module. Ang isang pangunahing bahagi ng trabaho ay ginagawa sa Android at hindi sa Arduino. Ang code ay batay sa komunikasyon sa Bluetooth at ang papasok na data mula sa Bluetooth. Ang code ay ginawa sa paraang kailangan naming magbigay ng mga utos ng boses sa robot upang maipatupad ang iba't ibang mga mode at ang Arduino ay patuloy na sumusuri para sa mga papasok na Mga signal ng Bluetooth. Upang ihinto ang anumang mode, sasabihin lamang namin na "huminto". Ang problema lamang sa code ay kailangan nating manu-manong patayin ang robot kapag nasa Mode ng Pag-iwas sa Obstacle. Hindi namin magagamit ang "huminto" na utos sa mode na ito. Ito ay sapagkat ang setting ng tampok na ito ay nakakaapekto sa bilis ng pag-scan ng distansya ng mga object. Ang Arduino ay kailangang basahin nang sabay-sabay sa parehong distansya ng isang bagay pati na rin ang mga papasok na signal ng Bluetooth. Nakagagambala ito sa mode at nabigo ang robot na protektahan ang sarili nito mula sa mga hadlang. Ang robot ay maaaring mabigo upang tumigil kaagad kahit na ang distansya sa unahan ay mas mababa sa 30 cm. Kaya't mabuting hindi isama ang tampok na ito sa mode na ito. I-download lamang ang mga aklatan at ang code at I-upload ito sa Arduino. Ngunit huwag kalimutan na alisin ang mga pin ng TX at RX (0, 1) mula sa Arduino bago mag-upload. Ang mga pin na ito ay ginagamit para sa Serial na komunikasyon at ginagamit habang nag-a-upload ng code. At sa robot na ito, ginagamit ang mga pin na ito para sa pagkonekta sa module ng Bluetooth. Kaya tandaan na alisin ang mga ito sa ibang lugar na maaaring hadlangan ang iyong Module ng Bluetooth. Narito ang code at ang mga aklatan:

Hakbang 12: Pag-uuri-uri ng Mga Suliranin at Pagpapabuti

Maaari mong laktawan ang hakbang na ito dahil nakikipag-usap lamang ito sa mga pagpapabuti ng robot. Maraming mga problema ang lumitaw sa WTV-020-SD-16p module, tungkol sa kapasidad ng memory card. Ito ay dahil ang ilang mga module ay gumagana sa 2 GB card habang ang ilan ay hindi. Kaya mas mahusay na gumamit ng isang 1 GB micro SD card. Hindi magkakaroon ng maraming problema sa paggamit ng iba't ibang mga bersyon ng mga bahagi. Maaaring banggitin ang iba't ibang mga bersyon ng wtv 020 sd module. Ito ay dahil mayroon lamang pagkakaiba sa packaging sa pagitan ng mga module, habang ang karamihan sa iba pang mga panloob na bagay ay mananatiling pareho. Isa pang mahalagang bagay, ang paggamit ng isang PCB para sa robot ay makakatulong sa pagbabawas ng kasalukuyang pagkonsumo sa isang malaking lawak. Kung ikinokonekta mo ang iba't ibang mga sangkap tulad ng sa akin, gagastos ka ng ilang kasalukuyang dahil ang isang mahusay na halaga nito ay mawawala sa mga wire, pagkakaroon ng isang mataas na paglaban. Ito ay dahil ang circuit ay sapat na malaki. Ang maipapatayo na ito ay hindi kasama ang pagdidisenyo ng isang PCB (dahil hindi ako gumawa ng isa) ngunit maaari nitong dagdagan ang kahusayan ng robot ng robot. Ngunit ang BLUE ROVIER 316 ay hindi pa tapos! Naisip kong isama ang ilang higit pang mga tampok tulad ng pagsunod sa mga linya, paglutas ng mga maze at maraming iba pang mga bagay. Ngunit nanatili itong isang panaginip dahil sa kakulangan ng mga pin sa Arduino UNO (ang BLUE ROVIER ay talagang kumakain ng maraming mga pin ng Arduino). Kaya naisip ko na pagbutihin ang lahat ng mga tampok ng robot na ito at pagsamahin ang mga ito upang makabuo ng isang mas sopistikado at kapaki-pakinabang na Arduino Robot. Kaya't maging handa upang makita ang binagong pananaw ng ROVIER sa loob ng ilang buwan !!! Nais ko ring makita ang iba pang binagong mga bersyon ng robot ng ilang ibang mga tao na nagtataglay ng higit na pagkamalikhain kaysa sa akin !!!!

Hakbang 13: Paglalaro ng Robot

I-on ang robot at makita kung paano ka nito binabati, nakikipaglaro sa iyo. Magtanong ng anumang tanong (hindi mga hangal!) At panoorin ang sagot nito. Maaari mong sabihin na sundin ang mga linya o upang magpatuloy. Sabihin lamang na 'itigil' kung nais mong ihinto ang robot.

Runner Up sa Robotics Contest 2017