The Arduino Mothbot: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Ang layunin ng proyektong ito ay upang magdisenyo at bumuo ng isang simpleng robot na sumusunod sa ilaw gamit ang isang Arduino Duemilanove microcontroller board. Nais kong ibahagi ang isang proyekto ng robot na mura, simpleng buuin, at may kumpletong hanay ng mga tagubilin para sa lahat ng magkakaibang mga hakbang. Inaasahan kong nagtagumpay ako at nais kong makakuha ng mga puna tungkol sa pagpapabuti ng pagtuturo na ito.

Ang disenyo ng robot na ito ay nakatuon sa paligid gamit ang librong "Pagsisimula sa Arduino" ni Massimo Banzi at nai-publish sa [makezine.com Gumawa]. Gumamit din ako ng code para sa pagpapatakbo ng mga servos mula sa isang proyekto na pinamagatang: Paano Gumawa ng isang Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Ang Arduino Mothbot ay nasa kabuuan ng isang medyo mabilis na robot upang bumuo. Ipagpalagay na nagsisimula ka sa lahat ng mga bahagi at hindi kailangang mag-improba, ang proyekto sa kabuuan ay dapat tumagal ng isang oras upang mabuo. Iyon ay kung susundin mo ang mga tagubilin at kopyahin ang code. Gayunpaman, kung bumubuo ka lamang ng isang tampok nang paisa-isa at subukan sa kahabaan ng paraan kung gayon ang proyektong ito ay maaaring tumagal nang mas matagal. Ang bentahe ng mas mahabang track ay malamang na marami kang matutunan at magsisiyahan ka.

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Bahagi at Mga Tool

Ang pagbuo ng robot na ito ay magbabayad sa iyo ng halos $ 80 sa mga bahagi kung hindi mo pa nagagawa ang anumang katulad nito dati. Ang gastos para sa akin ay makabuluhang mas mababa dahil mayroon akong maraming mga electronics na namamalagi upang gumana mula sa. Gayunpaman, alam ko kung gaano nakakainis na subukan at sundin ang isang itinuro nang hindi alam kung aling mga bahagi ang kukuha, saan mag-oorder, at kung magkano ang gagastusin sa harap kaya nagawa ko na ang lahat para sa iyo. Kapag nakuha mo na ang mga bahagi sa lahat ng parisukat na dapat ito ay isang iglap upang gawin ang proyektong ito. Sundin ang sumusunod na link sa aking proyekto wiki upang makakuha ng isang kumpletong listahan ng mga bahagi. Listahan ng Mga Bahagi ngrduino Mothbot

Ngayon ay maaaring gusto mong makakuha ng ilang mga tool. Dahil ang proyektong ito ay gumagamit ng isang solderless breadboard na maaari mong gawin nang walang maraming mga magarbong kagamitan sa electronics. Inaasahan mong mahahanap mo ang natitirang mga bagay na kailangan mo sa isang garahe: 1. Mga karayom sa ilong ng ilong 2. Mga Wire Cutter 3. Flat head screw driver 4. Maliit na Phillips (4-panig) na driver ng tornilyo 5. Naayos na wrench o 11/32 " hex wrench 6. Drill 7. 1/16 ", 5/32" at 7/32 "drill bits 8. Saw (opsyonal) 9. Mga Salaming Pangkaligtasan Mangyaring gumamit ng mga ligtas na kasanayan kapag gumagamit ng anumang mga tool sa kuryente.

Hakbang 2: Ang Yugto ng Pagpaplano

Bago ko sinimulan ang proyektong ito ay tumingin muna ako sa mga Instructable sa maraming iba pang mga proyekto. Gumugol din ako ng ilang oras sa pagbabasa ng librong "Getting Started with Arduino" ni Massimo Banzi. Halos lahat sa proyektong ito ay tapos na mula sa isang halimbawa sa website na ito o sa libro. Dinisenyo ko ang proyekto sa ganitong paraan sa pagtatangkang gawing ma-access ito sa novice roboticist.

Sa aking yugto ng pagpaplano hindi lamang ako tumingin sa hardware at coding ngunit ginawa ko rin ang aking electronics homework. Nais kong gumuhit ng isang simpleng iskemang electronics para sa proyektong ito upang masundan ko kung ano ang nangyayari habang itinatayo ko ito. Maaari mong makita sa larawan ang iba't ibang mga bahagi, mga linya ng kuryente, at ang mga pin ng Arduino. Inaasahan kong ito ay isang malinaw na diagram at naglalarawan din kung gaano kasimple ang electronics para sa proyektong ito.

Hakbang 3: Pagkonekta sa Mga Serbisyo sa Arduino

Kung magtatayo ka ng isang robot ang unang bagay na marahil ay nais mong mag-ehersisyo ay kung paano ito gagalawin. Malamang na nais mong maipadala ito pasulong, paatras, kanan, pakaliwa at ihinto ito. Kung hindi mo mawari kung paano ito utusan upang gumalaw ng maayos hindi ka malamang na magagawa itong gumawa ng anumang bagay kapag ikinonekta mo ang lahat ng mga sensor. Nasa ibaba ang mga hakbang upang ikonekta ang motor sa Arduino.

1. Ang unang bagay na dapat gawin kapag ang pag-set up ng solderless breadboard ay ang pag-set up ng lupa (GND) at kapangyarihan (+ 6V) para sa mga servos. Pinili kong gamitin ang dalawang mahabang piraso sa pisara na magiging pinakamalapit sa Arduino. 2. Kapag nakilala ang mga linya ng lupa at kuryente ikonekta ang lupa ng Arduino board sa ground strip sa solderless breadboard. Huwag ikonekta ang lakas sa solderless breadboard pa. 3. Ang bawat servo ay may tatlong mga wire na lumabas sa kanila. Ang minahan ay mayroong itim, pula, at puting wire para sa bawat isa. Ang itim ay para sa lupa, ang pula ay para sa lakas, at ang puti ay ang control wire. Gupitin ang tatlong mga wire ng lumulukso para sa bawat servo ng parehong laki (kaya 6 sa kabuuan). 4. Ikabit ang mga jumper wires sa dulo ng mga servo wires at pagkatapos ang bawat servo sa solderless breadboard. 5. Ngayon gumamit ng mga jumper upang ikonekta ang lupa at lakas mula sa bawat servo sa lupa at lakas ng solderless breadboard. 6. Ngayon ikonekta ang mga wire ng kontrol mula sa bawat servo sa Arduino. Ikonekta ang kaliwang servo sa digital output (PWM) 3 at ang tamang servo sa digital output (PWM) 11. 7. Panghuli, ikonekta ang lupa at lakas mula sa 4AA na baterya patungo sa solderless breadboard ground at lakas. Huwag maalarma kung ang mga servo ay nagsimulang gumalaw kapag ang iyong Arduino ay walang kapangyarihan o hindi pa nai-program. 8. Gamit ang code dapat mo na ngayong patakbuhin ang mga motor sa pasulong, paatras, kaliwa o kanan na direksyon gamit ang mga kasamang pagpapaandar.

Hakbang 4: Pagsubok sa Mga Motors

Sa palagay ko mahalaga na isama ang ilan sa mga test code na ginamit ko kapag pinagsama ang Arduino Mothbot. Kung interesado ka at handang maglagay ng oras upang mag-isip sa palagay ko makikita mo ang mga code na ito na pang-edukasyon at kapaki-pakinabang sa iba pang mga proyekto. Bago ako mag-post ng anumang code sa ibaba nais kong ipaalam na ang sumusunod ay batay sa isa pang mahusay na proyekto na tinatawag na Paano Gumawa ng isang Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Marami akong natutunan mula sa pagsunod sa gawain sa itinuturo at nais na magbigay ng kredito kung saan ito nararapat.

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

Hakbang 5: Pagsasama ng Button na On / Off

Ngayon ay maaaring nais mong buksan at i-off ang iyong robot sa pamamagitan ng pagpindot ng isang pindutan. Ang Arduino mismo ay magpapatakbo ng code sa isang walang katapusang loop hanggang sa i-unplug mo ito, na maaaring maging lubos na nakakabigo kapag na-plug mo ang iyong robot sa mesa at nagsisimulang tumakbo palayo sa iyo! Ang pagsasama ng pindutan ay isang mahusay na hakbang sa prosesong ito dahil matututunan mo rin kung paano gamitin ang mga pindutan para sa iba pang mga bagay, tulad ng paglikha ng isang bumper upang matukoy kapag ang robot ay tumama sa isang pader. Bilang isang tala, mapapansin mo na tinanggal ko ang mga servo mula sa ang solderless breadboard para sa karamihan ng aking mga larawan. Tumutulong lamang ito na gawing mas malinaw ang imahe kapag nagpapakita ako ng iba't ibang mga hakbang.1. Upang magsimula, idiskonekta ang kuryente mula sa mga servo motor bago gumawa ng anumang trabaho. Tandaan na gawin ito sa tuwing magdagdag ka ng isang bagay sa proyektong ito.2. Ngayon ay maaaring gusto mong i-on at i-off ang iyong robot na taliwas sa pagkakaroon ng robot na agad na magsimulang gumalaw kapag ikinonekta mo ang lakas. Tukuyin ang isang strip sa kabaligtaran ng solderless breadboard upang maging lakas para sa on / off na pindutan (at kalaunan ang mga sensor).4. Gamit ang isang mahabang wire ng lumulukso ikonekta ang lakas (+ 5V) mula sa Arduino patungo sa strip na iyong natukoy. 5. Ikonekta ang dalawang mga jumper wires sa pansamantalang switch at i-plug ang isang dulo sa (+ 5V) power6. I-plug ang kabilang dulo ng panandaliang paglipat sa isang mas maliit na strip sa gitna ng solderless breadboard.7. Mula sa parehong strip na iyon ikonekta ang isang 10K ohm risistor sa strip at ang iba pang mga dulo sa ground8. Sa wakas, ikonekta ang isang kawad mula sa strip na may switch at ang risistor sa isang dulo at ilagay ang kabilang dulo sa digital input 7 sa Arduino.9. Ngayon, gamit ang code dapat mong magamit ang pindutan upang i-on at i-off ang robot. Kung gagamitin mo ang code sa LED (digital output 13) makikita mo ang on-board LED na naka-on at naka-off gamit ang robot. Ito ay isang mahusay na paraan upang subukan ang Arduino code kung mayroon kang lakas sa mga motor na nakakabit.

Hakbang 6: Pagsubok sa Button na Bukas / Naka-off

Ang bagong code na ito ay may kasamang impormasyon para sa paggamit ng pindutang On / Off at ginagawa ang onboard LED blink.

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

Hakbang 7: Pagsasama ng mga Light Sensor

Ano ang isang Arduino Mothbot kung wala itong mga light sensor? Ang punto ng simpleng proyektong ito ay upang makagawa ng isang robot na naaakit sa pinakamaliwanag na ilaw. Para dito kailangan naming pagsamahin ang ilang mga light sensor, na kilala rin bilang mga resistors ng larawan.

1. Muli, idiskonekta ang kuryente mula sa mga servo motor bago gawin ang hakbang na ito 2. Ang pag-set up para sa mga light sensor ay gagawin nang dalawang beses. Ito ay halos eksaktong eksaktong pag-set up ng panandaliang paglipat. Sa totoo lang, pareho ito ng pag-set up, ngunit sa oras na ito gagamitin mo ang light sensor (photo-resistor) sa halip na isang pansamantalang switch. 3. Dahil ang robot na ito ay gagamit ng dalawang light sensor upang pumili ng isang direksyon upang magmaneho inirerekumenda na i-set up mo ang bawat light sensor sa kabaligtaran ng solderless breadboard o kahit na malayo hangga't maaari. 4. Ikonekta ang isang dulo ng isang light sensor sa linya ng kuryente (+ 5V) at ang kabilang dulo sa isang maliit na strip sa gitna ng board. 5. Ikonekta ang isang 10k ohm risistor sa parehong strip at ang kabilang dulo sa lupa 6. Ngayon ikonekta ang isang jumper wire mula sa maliit na strip (kung saan nakakonekta ang risistor ng larawan at regular na risistor) at i-plug ang kabilang dulo sa isang analog input. 7. Ikonekta ang kaliwang sensor sa analog input 0 sa Arduino at ang kanang sensor sa analog input 1. 8. Dapat mo na ngayong magamit ang mga light sensor upang ilipat ang mga servos.

Hakbang 8: Ang Pangwakas na Code

Narito ang huling code na ginamit upang patakbuhin ang Arduino Mothbot. Sa code isinama ko ang mga naka-print na pahayag sa serial serial ng Arduino. Kung mayroon kang nakakonekta na Arduino sa pamamagitan ng USB port ng iyong computer dapat mong makita ang mga naka-print na pahayag na nagsasabi sa iyo kung aling paraan ang plano ng robot na pumunta. Maaaring gusto mong ayusin ang halaga ng light sensor threshold upang maiayos ang pag-uugali ng robot. Pangunahing depende ang threshold sa iyong mga sensor at sa paligid na ilaw ng lokasyon kung nasaan ka.

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

Hakbang 9: Buuin ang Katawang Mothbot

Ang robot na iyong itinatayo ay talagang hindi maganda maliban kung magkakasama ito. Para sa kadahilanang ito kailangan nito ng isang katawan. Sinubukan ko ang aking makakaya upang gawin itong simpleng proyekto sa konstruksyon hangga't maaari. Gayunpaman, ikaw ay kailangang gumawa ng isang maliit na trabaho sa iyong sarili upang malaman ang tamang mga sukat. Iminumungkahi ko ang edad na "sukatin nang dalawang beses, gupitin nang isang beses" na pamamaraan.1. Ang katawan ng robot ay gawa sa isang maliit na sheet ng kahoy na poplar na binili ko sa hardware store precut hanggang 6 "x 24". Pinutol ko ang minahan sa 6 "x 8" gamit ang lagari na ibinigay sa hardware store.2. Susunod ay nag-drill ako ng mga butas patungo sa harap ng board upang ikabit ang mga servo bracket para sa bawat servo. Para sa mga ito, gumamit ako ng 5/32 "size drill bit.3. Nag-drill din ako sa isang butas sa likuran ng board para sa caster wheel na nagbabalanse ng robot. Para dito gumamit ako ng 7/32" size drill bit. Pinili kong gumamit ng isang maliit na mas maliit na drill bit upang makakuha ako ng isang masikip na pagkikiskisan na angkop sa aking caster wheel dahil hindi ako gumagamit ng isang nut at bolt na kombinasyon upang ikabit ito. Pagkatapos ay ikinabit ko ang mga braket sa pisara gamit ang mga mani at bolt. Ginawa ito gamit ang flat head screw driver at ang adjustable wrench.5. Matapos ilakip ang mga braket ay ikinabit ko ang bawat servo sa mga braket na may mga mani at bolt. 6. Panghuli, itinulak ko ang caster wheel sa kabuuan.

Hakbang 10: Paggawa ng Mga Gulong

Ang mga gulong ay isang mahirap na problema para sa akin. Talagang may bot ako ng ilang mga sertipikadong gulong ng robot ngunit napagtanto na sila ay a) masyadong mabigat at b) Wala akong paraan upang ilakip ang mga ito sa aking napiling mga servo. Doon ko naalala ang paggamit ng mga pantakip ng garapon sa high school para sa isang katulad na proyekto. Kaya't napunta ito sa tindahan upang maghanap ng angkop na alternatibong robot na gulong. Ang bawat gulong ay ginawa mula sa takip mula sa isang lalagyan ng Ziploc Twist 'n Loc. Ang iba pang magagaling na takip ay ang mga nasa mga garapon ng peanut butter o iba pang mga kalakal sa pagkain. Hindi ako nagtataguyod ng pag-aaksaya ng pagkain ngunit i-save ang iyong mga takip at maaari mong makita ang isa ay ang tamang sukat para sa iyong proyekto sa robot. Ginamit ko ang mga natitirang lalagyan upang humawak ng mga bahagi na nakolekta ko.1. Ang unang ginawa ko ay piliin ang sungay ng servo na gusto ko para sa mga gulong. Pinili ko ang mga may apat na sungay at kasama iyon sa aking mga servo nang binili ko ito.2. Bago ka gumawa ng anumang bagay, mag-drill ng isang butas sa gitna ng gulong. Inirerekumenda kong gawin ito sa iyong drayber na 5/32 ". Kakailanganin mo ito upang makapunta ka sa tornilyo na nag-uugnay sa sungay sa servo.4. Ngayon i-tornilyo ang takip sa sungay. Gumamit ako ng apat na kasamang mga tornilyo sa bawat isa servo upang ikonekta ang mga takip sa mga sungay. Maaaring mas madali kung i-pre-drill mo ang maliliit na butas sa pamamagitan ng talukap ng katulad ko. Gumamit ako ng 1/16 "drill bit para dito. Ngunit mag-ingat, ang pagbabarena sa plastik na ito na may isang mabibigat na drill at isang maliit na piraso ay maaaring maging mahirap. Ikonekta ngayon ang mga sungay sa mga servos gamit ang maliit na Phillips (4-panig) na driver ng tornilyo. Panghuli, balutin ang mga goma sa paligid ng bawat gulong upang mabigyan ka ng higit pang lakas. Nakuha ko ang aking mga goma mula sa gawa na binili ko sa grocery store. Inaasahan kong mayroon kang ilang nakahiga.7. Sa puntong ito ang buong katawan at gulong ay dapat na tipunin.

Hakbang 11: Pagkumpleto sa Arduino Mothbot

Sa pamamagitan ng katawan at gulong na naka-assemble madali nitong mailagay ang Arduino at solderless breadboard sa ibabaw lamang ng katawan ng robot. Tiyaking maaabot mo pa rin ang input ng USB sa Arduino kung sakaling kailanganin mong baguhin ang programa. Gumamit ako ng ilang itim na electrical tape sa ilalim ng bawat isa upang idikit ang mga ito sa katawan. Madaling alisin ang electrical tape at mahigpit na hawakan.1. I-tape ang Arduino at solderless breadboard sa tuktok ng katawan ng robot na iyong itinayo. Paggamit muli ng tape magandang ideya na ikonekta ang may hawak ng baterya ng 4AA at ang baterya na 9V sa katawan. Siguraduhing umabot ang mga wire.3. Ikonekta ang mga servo wires sa solderless breadboard kung inalis mo ito dati.4. Ikonekta ang lakas ng Arduino5. Ikonekta ang lakas ng servo motor6. Ngayon ilagay ang iyong robot sa lupa at pindutin ang on / off switch! Dapat itong buhayin ngayon at habulin ang ilaw sa paligid ng silid:) Bilang isang karagdagang proyekto sa hinaharap na isasama ko ang isang simpleng bumper o wall sensor. Ito ay magiging isang switch, kagaya ng pindutang On / Off na ginamit sa proyektong ito. Gayunpaman, kapag pinindot ang pindutan sasabihin nito sa robot na baligtarin ang direksyon, kumaliwa o pakanan, at magpatuloy sa programa. Kapag nakumpleto na ang robot na ito ay magiging isang mahusay na maliit na platform ng pagsubok para sa iba pang mga sensor at aparato.