Arduino Mothbot: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Formålet med dette prosjektet er å designe og bygge en enkel lys-følgende robot ved hjelp av et Arduino Duemilanove mikrokontrollerbord. Jeg ville virkelig dele et robotprosjekt som var billig, enkelt å bygge og som hadde et komplett sett med instruksjoner for alle de forskjellige trinnene. Jeg håper jeg har lyktes, og jeg vil gjerne få kommentarer om hvordan dette kan bli enda bedre.

Utformingen av denne roboten fokuserte rundt bruk av boken "Getting Started with Arduino" av Massimo Banzi og utgitt med [makezine.com Make]. Jeg brukte også kode for å kjøre servoene fra et prosjekt med tittelen: How to Make an Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Arduino Mothbot er totalt sett en ganske rask robot å bygge. Forutsatt at du starter med alle delene og ikke trenger å improvisere, bør prosjektet totalt ta kanskje en time å bygge. Det er hvis du følger instruksjonene og kopierer koden. Men hvis du bare bygger en funksjon om gangen og tester underveis, kan dette prosjektet ta betydelig lengre tid. Fordelen med det lengre sporet er at du sannsynligvis vil lære mye mer og ha det gøy underveis.

Trinn 1: Samle deler og verktøy

Å bygge denne roboten kommer til å koste deg omtrent $ 80 i deler hvis du aldri har gjort noe lignende før. Kostnaden for meg var betydelig mindre siden jeg har mye elektronikk liggende å jobbe ut fra. Imidlertid vet jeg hvor frustrerende det kan være å prøve å følge en instruerbar uten å vite hvilke deler jeg skal få, hvor du skal bestille fra, og hvor mye alt vil koste på forhånd, så jeg har gjort alt som fungerer for deg. Når du har fått delene i kvadrat, bør det være et øyeblikk å gjøre dette prosjektet. Følg lenken nedenfor til prosjektwikien min for å få en komplett deleliste. Arduino Mothbot Parts List

Nå vil du kanskje få noen verktøy. Siden dette prosjektet bruker et loddfritt brødbrett, kan du klare deg uten mye fancy elektronikkutstyr. Forhåpentligvis kan du finne resten av tingene du trenger i en garasje: 1. Nåletang 2. Wire Cutters 3. Flatskrutrekker 4. Liten stjerneskrutrekker (4-sidig) 5. Justerbar skiftenøkkel eller 11/32 " unbrakonøkkel 6. Bor 7. 1/16 ", 5/32" og 7/32 "borekroner 8. Sag (valgfritt) 9. Sikkerhetsbriller Bruk sikker praksis når du bruker elektroverktøy.

Trinn 2: Planleggingsfasen

Før jeg startet dette prosjektet så jeg rundt på Instructables på mange andre prosjekter. Jeg brukte også litt tid på å lese boken "Getting Started with Arduino" av Massimo Banzi. Nesten alt i dette prosjektet er gjort fra et eksempel på dette nettstedet eller i boken. Jeg designet prosjektet på denne måten i et forsøk på å gjøre det tilgjengelig for en nybegynnerrobotiker.

I planleggingsfasen så jeg ikke bare på maskinvare og koding, men gjorde også leksene mine på elektronikk. Jeg ønsket å lage en enkel elektronisk skjema for dette prosjektet, slik at jeg kunne følge med på hva som foregikk mens jeg bygde det. Du kan se på bildet de forskjellige komponentene, kraftledningene og Arduino -pinnene. Forhåpentligvis er det et tydelig diagram og illustrerer også hvor enkelt elektronikken til dette prosjektet er.

Trinn 3: Koble servoene til Arduino

Hvis du skal bygge en robot, er det første du sannsynligvis vil trene, hvordan du får den til å bevege seg rundt. Mest sannsynlig vil du kunne sende den fremover, bakover, høyre, venstre og få den til å stoppe. Hvis du ikke kan finne ut hvordan du beordrer den til å bevege seg skikkelig, er det ikke sannsynlig at du får det til å gjøre noe når du kobler til alle sensorene. Nedenfor er trinnene for å koble motoren til Arduino.

1. Det første du må gjøre når du setter opp det loddefrie brødbrettet, er å sette opp bakken (GND) og strøm (+6V) for servoene. Jeg valgte å bruke de to lange stripene på brettet som ville være nærmest Arduino. 2. Når bakken og kraftlinjene er identifisert, kobler du bakken på Arduino -brettet til jordlisten på det loddefrie brødbrettet. Ikke koble strømmen til det loddefrie brødbrettet ennå. 3. Hver servo har tre ledninger som kommer ut av dem. Mine har en svart, rød og hvit ledning for hver. Den svarte er for bakken, den røde er for strømmen, og den hvite er kontrolltråden. Klipp tre hoppetråder for hver servo av samme størrelse (altså 6 totalt). 4. Fest jumper -ledningene til enden av servotrådene og deretter hver servo til det loddefrie brødbrettet. 5. Bruk nå hoppere til å koble bakken og strømmen fra hver servo til bakken og kraften til det loddefrie brødbrettet. 6. Koble nå kontrolltrådene fra hver servo til Arduino. Koble venstre servo til digital utgang (PWM) 3 og høyre servo til digital utgang (PWM) 11. 7. Til slutt kobler du bakken og strømmen fra 4AA -batteriene til det loddefrie brødbrettet og strøm. Ikke bli skremt hvis servoene begynner å bevege seg når Arduino ikke har strøm eller ikke er programmert ennå. 8. Ved å bruke koden skal du nå kunne kjøre motorene forover, bakover, venstre eller høyre ved hjelp av de medfølgende funksjonene.

Trinn 4: Testing av motorene

Jeg tror det er viktig å inkludere noen av testkodene jeg brukte da jeg satte sammen Arduino Mothbot. Hvis du er interessert og villig til å sette av tid til å pusle rundt, tror jeg at du vil finne disse kodebitene lærerike og nyttige i andre prosjekter. Før jeg legger ut noen kode nedenfor, vil jeg gjøre det kjent at følgende er basert på et annet flott prosjekt som heter How to Make an Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Jeg lærte mye av å følge arbeidet med det instruerbare og vil gi æren der det skyldes.

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

Trinn 5: Integrering av på/av -knappen

Nå vil du kanskje slå roboten av og på med et tastetrykk. Selve Arduino vil kjøre kode i en endeløs sløyfe til du kobler den fra, noe som kan være ganske frustrerende når du plugger inn roboten din på bordet og den begynner å løpe fra deg! Integrering av knappen er et godt skritt i denne prosessen fordi du også lærer hvordan du bruker knapper til andre ting, som å lage en støtfanger for å oppdage når roboten treffer en vegg. Som et notat vil du legge merke til at jeg fjernet servoene fra det loddefrie brødbrettet for de fleste av bildene mine. Dette hjelper bare med å gjøre bildet tydeligere når jeg viser forskjellige trinn. For å begynne, koble strømmen til servomotorene før du utfører mer arbeid. Husk å gjøre dette hver gang du legger til noe i dette prosjektet. Nå kan det være lurt å slå roboten på og av i motsetning til at roboten umiddelbart begynner å bevege seg når du kobler til strømmen. Identifiser en stripe på motsatt side av det loddefrie brødbrettet for å slå på/av -knappen (og senere sensorene).4. Koble strømmen (+5V) fra Arduino til stripen du nettopp identifiserte ved hjelp av en lang jumperkabel. Koble to jumperledninger til den midlertidige bryteren og koble den ene enden til (+5V) strøm 6. Koble den andre enden av den momentane bryteren til en mindre stripe midt på det loddefrie brødbrettet. Fra den samme stripen kobler du en 10K ohm motstand til stripen og den andre enden til bakken8. Til slutt kobler du en ledning fra stripen med bryteren og motstanden i den ene enden og plasserer den andre enden i digital inngang 7 på Arduino.9. Nå, med koden, bør du kunne bruke knappen til å slå på og av roboten. Hvis du bruker koden med LED-en (digital utgang 13), vil du se den innebygde LED-en slå seg på og av med roboten. Dette er en fin måte å teste Arduino -koden hvis du har strømmen til motorene frakoblet.

Trinn 6: Test av/på -knappen

Denne nye koden inneholder informasjon om hvordan du bruker av/på -knappen og får LED -lampen til å blinke.

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

Trinn 7: Integrering av lyssensorene

Hva ville en Arduino Mothbot være hvis den ikke hadde lyssensorer? Poenget med dette enkle prosjektet er å lage en robot som tiltrekkes av det skarpeste lyset. For dette må vi integrere noen lyssensorer, også kjent som foto-motstander.

1. Igjen, koble strømmen fra servomotorene før du gjør dette trinnet 2. Oppsettet for lyssensorene vil bli utført to ganger. Det er nesten det samme oppsettet som den midlertidige bryteren. Egentlig er det det samme oppsettet, men denne gangen vil du bruke lyssensoren (fotomotstand) i stedet for en øyeblikkelig bryter. 3. Fordi denne roboten vil bruke de to lyssensorene til å velge retning for å kjøre, anbefales det at du setter opp hver lyssensor på motsatte sider av det loddefrie brødbrettet eller så langt fra hverandre som mulig. 4. Koble den ene enden av en lyssensor til (+5V) kraftledning og den andre enden til en liten stripe i midten av brettet. 5. Koble en 10k ohm motstand til den samme stripen og den andre enden til bakken. 6. Koble nå en startkabel fra den lille stripen (der fotomotstanden og den vanlige motstanden er tilkoblet) og koble den andre enden til en analog inngang. 7. Koble venstre sensor til analog inngang 0 på Arduino og høyre sensor til analog inngang 1. 8. Du bør nå kunne bruke lyssensorene til å flytte servoene.

Trinn 8: Den endelige koden

Her er den siste koden som ble brukt til å kjøre Arduino Mothbot. I koden har jeg inkludert utskriftserklæringer til den serielle porten til Arduino. Hvis du har Arduino koblet til via USB -porten på datamaskinen din, bør du kunne se utskriftsuttalelsene som forteller deg hvilken vei roboten planlegger å gå. Det kan være lurt å justere terskelverdien for lyssensoren for å finjustere oppførselen til roboten. Terskelen avhenger hovedsakelig av sensorene dine og omgivelseslyset på stedet du befinner deg i.

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

Trinn 9: Bygg Mothbot -kroppen

Roboten du bygger er virkelig ikke bra med mindre den kan holde seg sammen. Av denne grunn trenger den en kropp. Jeg prøvde mitt beste for å gjøre dette så enkelt som et byggeprosjekt som mulig. Du må imidlertid gjøre litt arbeid på egen hånd for å finne ut de riktige målingene. Jeg foreslår den gamle metoden "mål to ganger, kutt en gang". Kroppen til roboten er laget av et lite ark av poppeltre jeg kjøpte på jernvarehandelen, forhåndsdekket til 6 "x 24". Jeg kuttet min ned til 6 "x 8" ved å bruke sagen i jernvarehandelen. Deretter boret jeg hull mot forsiden av brettet for å feste servobeslagene for hver servo. Til dette brukte jeg en 5/32 "størrelse bore. 3. Jeg boret også i et hull på baksiden av brettet for hjulet som balanserer roboten. Til dette brukte jeg en 7/32" størrelse bor. Jeg valgte å bruke en litt mindre borekrone, slik at jeg kunne få en tett friksjon med hjulet siden jeg ikke brukte en mutter- og boltkombinasjon for å feste den. Deretter festet jeg brakettene til brettet med muttere og bolter. Dette ble gjort ved hjelp av flatskrutrekker og justerbar skiftenøkkel.5. Etter å ha festet brakettene festet jeg hver servo til brakettene med muttere og bolter. 6. Til slutt skjøv jeg hjulet inn i helheten.

Trinn 10: Lag hjulene

Hjulene var et vanskelig problem for meg. Jeg hadde faktisk bot noen sertifiserte robothjul, men innså at de var a) for tunge og b) jeg hadde ingen mulighet til å feste dem til mine valgte servoer. Det var da jeg husket at jeg brukte glasslokk på videregående skole til et lignende prosjekt. Så det gikk til butikken på jakt etter et passende robothjulalternativ. Hvert hjul er laget av lokket fra en Ziploc Twist 'n Loc -beholder. Andre gode lokk er de på peanøttsmørkrukker eller andre matvarer. Jeg tar ikke til orde for å kaste bort mat, men spar på lokkene dine, og du kan finne en som er riktig størrelse for robotprosjektet ditt. Jeg brukte de resterende beholderne til å holde deler jeg har samlet. Det første jeg gjorde var å velge servohornet jeg ønsket for hjulene. Jeg plukket de som hadde fire horn, og som fulgte med servoene mine da jeg kjøpte dem. Før du gjør noe, bor et hull i midten av hjulet. Jeg anbefaler å gjøre dette med din 5/32 "borekrone. Du trenger dette slik at du kan komme til skruen som kobler hornet til servoen. 4. Skru nå lokket til hornet. Jeg brukte fire medfølgende skruer med hver servo for å koble lokkene til hornene. Det kan være lettere hvis du forhåndsborer små hull gjennom lokket som jeg gjorde. Jeg brukte en 1/16 "borekrone til dette. Men vær forsiktig, det kan være vanskelig å bore gjennom denne plasten med et tungt bor og en liten bit. Koble nå hornene til servoene ved hjelp av den lille Phillips (4-sidig) skrutrekker. Til slutt, vikle gummibånd rundt hvert hjul for å gi deg mer trekkraft. Jeg fikk gummibåndene mine fra råvarer jeg kjøpte i matbutikken. Forhåpentligvis har du noen få liggende. På dette tidspunktet bør hele karosseriet og hjulene monteres.

Trinn 11: Fullføring av Arduino Mothbot

Med karosseri og hjul montert er det enkelt å plassere Arduino og loddetinnbrett rett på robotkroppen. Sørg for at du fortsatt kan nå USB -inngangen på Arduino hvis du trenger å endre programmeringen. Jeg brukte litt svart elektrisk tape under hver for å feste dem til kroppen. Elektrisk tape er lett å fjerne og holder ganske godt. Tape Arduino og loddefritt brødbrett til toppen av robothuset som du har bygget. Å bruke tape igjen er en god idé å koble 4AA batteriholderen og 9V batteriet til kroppen. Sørg for at ledningene når 3. Koble servoledningene til det loddefrie brødbrettet hvis du hadde fjernet dem tidligere. Koble til Arduino -strømmen 5. Koble servomotorens strøm 6. Plasser nå roboten på bakken og trykk på av/på -bryteren! Det skulle nå komme til liv og jage lyset rundt i rommet:) Som et fremtidig tilleggsprosjekt vil jeg inkludere en enkel støtfanger eller veggsensor. Dette ville være en bryter, omtrent som på/av -knappen som ble brukt i dette prosjektet. Imidlertid, når knappen ble trykket, ville den be roboten om å reversere retning, svinge til venstre eller høyre og fortsette med programmet. Når det er fullført, ville denne roboten være en flott liten testplattform for andre sensorer og enheter.