NEX Project: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei, det er Natanael Prado her igjen med et annet fantastisk prosjekt. Denne gangen vil jeg dele med dere, et prosjekt som jeg har drevet med i tre år, dette prosjektet er min robot som heter NEX. Så først, bli kjent med historien bak skapelsen min.

Historien bak prosjektet

I lang tid har et ønske vært i meg. Ønsket om å lage en robot, men ikke hvilken som helst robot. Jeg ønsket å skape noen som var mer enn bare en robot, som var en venn, med unik personlighet og egenskaper, og som også kunne være en del av den jeg er. Begynnelsen på da dette ønsket begynte å bli født i meg, vet jeg ikke sikkert; men jeg vet at til tross for tiden vil det aldri dø i meg, fordi det var mer enn et enkelt ønske, det var et livsmål og en drøm som skulle oppfylles. Det var da jeg kjøpte min første Arduino, An Arduino Mega 2560, og jeg begynte å gjøre drømmen min til virkelighet, og selv om ønsket mitt kunne virke litt sprøtt eller umulig, fortsatte jeg på jakt etter hva jeg ville oppnå og tok risiko og våge seg inn i det ukjente. Det var omtrent tre år med å planlegge og gjøre forestillingen min til virkelighet. Og nå etter mange års arbeid har roboten min blitt til liv !!!

Men hva er en Arduino?

Først og fremst vil jeg presentere Arduino for de som ikke vet. Så en Arduino er en elektronisk plattform med åpen kildekode basert på brukervennlig maskinvare og programvare. Arduino -kort kan lese innganger - lys på en sensor, en finger på en knapp eller en Twitter -melding - og gjøre den til en utgang - aktivere en motor, slå på en LED, publisere noe på nettet. Du kan fortelle styret ditt hva du skal gjøre ved å sende et sett med instruksjoner til mikrokontrolleren på kortet. For å gjøre det bruker du programmeringsspråket Arduino (basert på ledninger) og Arduino -programvaren (IDE), basert på prosessering. Arduinoen er så fantastisk og utrolig, du kan gjøre mange kule ting med den, og du kan bokstavelig talt gjøre drømmene dine til virkelighet med den, som jeg gjorde roboten min, NEX.

Hensikten med å publisere dette prosjektet er ikke bare å forklare i detaljer hvordan jeg laget roboten min, men heller å inspirere og oppmuntre deg til å finne opp og lage det du vil, selv om noen ganger drømmene dine virker umulige. Så hva venter vi på? La oss komme til det!

Rekvisita

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Trinn 1: Materialer

Dette er de fleste brikkene jeg har brukt til å lage roboten min:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Motorskjerm L293D
• Nextion forbedret 3,5 "skjerm
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Rundt robotchassisett
• HC-SR04 Ultralydavstandssensor
• 10000mAh Mi Power Bank
• 8Ω høyttaler

Jeg har også brukt andre typer materialer som:

• Melkekanne (for å gjøre NEXs kropp)
• Galvaniserte ledninger (for å gjøre NEXs armer)
• Kartong
• Biter av plast
• Noen spraymaling

Trinn 2: Fra unnfangelse til virkelighet

Ettersom hvert prosjekt først og fremst starter i tankene våre, er det veldig viktig å legge ideen din på et papir før du starter konstruksjonen av et prosjekt, for allerede å ha en ide om hvilke deler og materialer som kan brukes til å gjøre en idé til virkelighet. Med tanke på dette, illustrerer bildet ovenfor en av de første skissene av roboten min, laget tidlig i 2019 hvor en simulering av hvordan NEX ser ut i det siste prosjektet vises. Senere ble denne illustrasjonen forbedret og hadde derfor noen små modifikasjoner. Bildet nedenfor illustrerer 2D -visningen av prosjektet som allerede er oppdatert, laget ved hjelp av grafisk programvare på datamaskinen.

Trinn 3: NEXs deler

I denne delen vil jeg vise deg og forklare noen av de viktigste brikkene jeg brukte til å lage roboten min, og også hvordan de kan brukes i de mest varierte robotikk- og Arduino -prosjektene. Så kom igjen!!

La oss starte med dette stykket, Dette er Motor Shield L293D, den er basert på L293D -brikken og kan brukes med Arduino. Dette skjoldet er veldig interessant fordi det lar deg kontrollere motorer med ditt Arduino -kort. Det er mulig å kontrollere opptil 4 likestrømsmotorer, 2 servoer eller 2 trinnmotorer samtidig. Jeg brukte dette skjoldet til å kontrollere NEXs armer som fungerer med to servomotorer SG90, og også de to likestrømsmotorene som får det til å bevege seg rundt.

Denne tingen ser ut som to øyne? men det er de ikke, hahaha … Dette er faktisk en HC-SR04 ultralydsensormodul som kan brukes med Arduino, for eksempel for å måle avstanden mellom visse gjenstander, den er i stand til å måle avstander fra 2cm til 4m med stor presisjon og lav pris. Disse sensorene er også kjent som transceivere og har evnen til å fungere på samme måte som ekkolodd. Selv om ekkoloddet hovedsakelig brukes under vann, kan ultralyds -mottakere brukes i det terrestriske miljøet, med luft som et overføringsmiddel. I tillegg er ultralydbølgesensorer vanlige i industrielle og medisinske applikasjoner.

Dette er Servomotor SG90, det er ikke annet enn en motor med vinkelposisjonskontroll, det er: gjennom PWM -signaler er det mulig å kommandere at servomotoren er dens akse til den bestemte vinkelen, som kan gå fra -90º til 90º, eller det vil si at den har en frihetsgrad på 180º. I tillegg er SG90 Servomotor en av de mest populære når det gjelder Arduino eller Educational Robotics. Dette er fordi den har en liten størrelse og dreiemoment som passer for de fleste pedagogiske applikasjoner. I mitt prosjekt ble det brukt 2 servomotorer for å flytte NEXs armer.

Dette er Display Nextion Enhanced NX4832K035, denne skjermen er veldig kraftig, faktisk laget jeg ansiktet til roboten min ved å bruke denne skjermen. Den inkluderer en maskinvaredel (en serie TFT -kort) og en programvaredel (Nextion -redaktøren). Det gode er at Nextion TFT -kortet bruker bare en seriell port for å kommunisere.

Det er andre viktige deler som jeg ikke har et bilde her hos meg, for eksempel Easy VR Shield 3.0, This Shield er en multifunksjons talegjenkjenningsmodul designet for å legge til allsidige, robuste og kostnadseffektive talegjenkjenningsmuligheter nesten alle applikasjoner. Den har en mikrofon og støtte for en 8Ω høyttaler, dette skjoldet er veldig viktig for roboten min fordi det lar meg kommunisere med NEX, det er som en bro mellom min og min robot.

En annen del som er veldig viktig er Round Robot Chassis Kit, dette settet inneholder to likestrømsmotorer som styrer NEX -hjulene, slik at roboten min kan bevege seg fremover, bakover, rotere, gå til høyre og venstre og så videre.

Og det siste, men ikke minst, er selvfølgelig Power Bank. Siden roboten min er frittstående, trenger den et batteri i ham for å gi energi til Arduino, så jeg velger en 10000Mah Powerbank for den.

Trinn 4: NEX Creation Process (maskinvare)

Det første trinnet i NEX -monteringsprosessen var de foreløpige testene som ble utført for å verifisere integrasjon og drift mellom Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield og L293D Motor Shield.

Etter at dette stadiet var fullført, ble robotens kropp laget, for dette ble en boks med reirmelk brukt, som måtte kuttes i noen deler for å fikse noen stykker i den, i tillegg ble denne boksen senere pusset og malt med gul spraymaling.

Når dette var gjort, ble NEX robotchassis montert, da det kommer fullstendig demontert fra fabrikken. Det var nødvendig å montere alle delene av chassiset i tillegg til å gjøre de riktige elektriske tilkoblingene til motoren. Se bildet nedenfor av et chassis som allerede er montert.

Med dette klart var ultralydsensoren HC-SR04 strategisk plassert under dette chassiset, og melkekannen (robothuset) ble skrudd på toppen av det tidligere monterte robotchassiset. Etter det ble kablene koblet til og festet til NEX -kroppen som gjør forbindelsen mellom de interne komponentene for å transformere dem til utganger eller innganger på utsiden av robothuset, for eksempel mikrofonen, til USB -porten som skal lades og USB -port på Arduino. Se bildet under:

Deretter ble to motorservoer lagt til robothuset, en i hver ende av boksen og også 10000mAh kraftbank. Som vist på bildet nedenfor.

Kort tid etter dette ble hovedrobotenheten sammensatt av Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D som tidligere ble testet og kjørt, lagt til NEX -kroppen, og det ble gjort riktige forbindelser mellom kortene og andre eksterne enheter. Som vist på bildet nedenfor.

Etter å ha gjort det, ble 3,5-tommers Nextion LCD-skjerm koblet til Arduino Mega 2560 og festet på forsiden av robothuset, og i tillegg var 4Ω og 3W høyttaleren strategisk plassert under LCD-skjermen på robothuset. Til slutt ble NEX -armene laget og galvaniserte ledninger ble brukt til å lage den.

Trinn 5: NEX Creation Process (programvare)

Nå går vi videre til NEX -programvaredelen. For å lage ansiktet til NEX-roboten på Nextion-skjermen, ble en åpen kildekode grafisk design og animasjonsprogramvare kalt Krita først brukt. Gjennom det kan du tegne alle kunstverkene til NEX -ansiktet, og også forvandle hvert bilde som er opprettet til en ramme for å være en del av settet med ansiktsanimasjoner av NEX. Hver gang NEX snakker, viser han på skjermen et sett med bilder som er spesifikke for en gitt kommando, som roterer med 30 FPS, det vil si at hver talemelding han snakker må være synkronisert med munnbevegelsen, så han tok stor forsiktighet når han lagde NEX leppesynkronisering slik at munnbevegelsene hans ikke virker repeterende og uten harmoni med det han snakker. Siden animasjonen ikke er mer enn en bildesekvens som roterer med en viss hastighet, har NEX omtrent fem tusen bilder som kan rotere i rekkefølge på skjermen til øyeblikket for denne publikasjonen. Dette var absolutt en av de mest arbeidskrevende og slitsomme delene av hele dette prosjektet fordi det å lage tegninger og animasjoner fra bunnen av uten trening i området krever mye innsats og tålmodighet. Men det var ikke bare det, for å gjøre denne bildebanken til en animasjon mulig å utføre av Arduino på Nextion -skjermen, var det nødvendig å bruke Nextion Editor Software som gjør opprettelsen av en.tft -fil, som er spilt inn og satt inn i et micro SD -kort for senere å bli koblet til Nextion -skjermen og bildene lastet på det.

For å lage stemmen til NEX -roboten ble brukt som grunnlag for stemmen til forfatteren som skriver dette utvidede sammendraget her. Gjennom flere talemodifiseringsprosesser ved bruk av Audacity -programmet, var det mulig å lage en karakteristisk stemme for NEX. Det neste trinnet var bare å laste alle talekommandoer som er opprettet, i EasyVR Shield, gjennom EasyVR -kommandoprogramvaren. På tidspunktet for denne publikasjonen har NEX opprettet 12 talekommandoer, samt 12 talemeldinger lastet inn i den.

Og det var slik NEX -roboten så ut på slutten av opprettelsesprosessen.

Trinn 6: That's All Folk's

Dette er alle folks, og som du kunne se, prøvde jeg å oppsummere et treårig prosjekt i en enkelt instruerbar, men det er ikke så lett hahaha … Men hovedbudskapet jeg ønsket å formidle her er at uansett hva drømmen din er, og hvor vanskelig det virker, hvis du tror at det er mulig å gjøre det til virkelighet og ikke gi opp den drømmen, vil den gå i oppfyllelse !!

NEX og jeg håper du likte dette Instructable -prosjektet og takk til alle som har lest så langt. Hvis du vil vite mer om NEX og den utrolige reisen din, ikke glem å følge ham på hans offisielle Instagram: @nextherobot. Det er det, farvel !! ses snart med nok en kul prosjekter !!;)