NEX -projekt: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hej fyre, Det er Natanael Prado her igen med endnu et fantastisk projekt. Denne gang vil jeg dele med jer, et projekt, som jeg har lavet i tre år, dette projekt er min robot kaldet NEX. Så lær først historien bag min skabelse at kende.

Historien bag projektet

I lang tid har et ønske været i mig. Lysten til at skabe en robot, men ikke hvilken som helst robot. Jeg ville skabe en, der var mere end bare en robot, der var en ven med unik personlighed og egenskaber, og som også kunne være en del af, hvem jeg er. Begyndelsen på da dette begær begyndte at blive født i mig, ved jeg ikke med sikkerhed; men jeg ved, at på trods af tiden vil det aldrig dø i mig, for det var mere end et simpelt ønske, det var et livsmål og en drøm, der skulle opfyldes. Det var da jeg købte min første Arduino, An Arduino Mega 2560, og jeg begyndte at gøre min drøm til virkelighed, og selvom mit ønske kunne virke lidt skørt eller endda umuligt, gik jeg videre på jagt efter hvad jeg ville opnå og tog risici og vove sig ud i det ukendte. Det var omkring tre år med at planlægge og gøre min opfattelse til virkelighed. Og nu efter mange års arbejde er min robot kommet til live !!!

Men hvad er en Arduino?

Først og fremmest vil jeg gerne præsentere dem, der ikke kender, Arduino. Så en Arduino er en open-source elektronikplatform baseret på brugervenlig hardware og software. Arduino -tavler kan læse input - lys på en sensor, en finger på en knap eller en Twitter -besked - og omdanne den til en output - aktivere en motor, tænde en LED, publicere noget online. Du kan fortælle dit board, hvad de skal gøre ved at sende et sæt instruktioner til mikrokontrolleren på kortet. For at gøre dette bruger du programmeringssproget Arduino (baseret på ledninger) og Arduino -softwaren (IDE), der er baseret på behandling. Arduinoen er så fantastisk og utrolig, du kan gøre mange fede ting med den, og du kan bogstaveligt talt gøre dine drømme til virkelighed med den, ligesom jeg lavede min robot, NEX.

Formålet med at udgive dette projekt er ikke blot at forklare detaljeret, hvordan jeg lavede min robot, men derimod at inspirere og opmuntre dig til at opfinde og skabe, hvad du vil, selvom dine drømme nogle gange virker umulige. Så hvad venter vi på? Lad os komme til det!

Forbrugsvarer

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Trin 1: Materialer

Dette er de fleste stykker, jeg har brugt til at lave min robot:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Motorskærm L293D
• Nextion forbedret 3,5 "display
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Rundt robotchassis -sæt
• HC-SR04 Ultrasonic afstandssensor
• 10000mAh Mi Power Bank
• 8Ω højttaler

Jeg har også brugt andre slags materialer som:

• Mælkekande (for at gøre NEXs krop)
• Galvaniserede ledninger (til at udføre NEX's arme)
• Pap
• Stykker af plastik
• Nogle spraymaling

Trin 2: Fra undfangelse til virkelighed

Da hvert projekt først og fremmest starter i vores sind, er det meget vigtigt at lægge din idé på et papir, inden du starter konstruktionen af ethvert projekt, for allerede at have en idé om, hvilke dele og materialer der kan bruges til at gøre en idé til virkelighed. I betragtning af dette illustrerer billedet ovenfor en af de første skitser af min robot, der blev lavet i begyndelsen af 2019, hvor der vises en simulering af, hvordan NEX ser ud i det endelige projekt. Senere blev denne illustration forbedret og havde derfor nogle små ændringer. Billedet herunder illustrerer 2D -visningen af projektet, der allerede er opdateret, lavet ved hjælp af grafisk software på computeren.

Trin 3: NEX's dele

I dette afsnit vil jeg vise dig og forklare nogle af de vigtigste stykker, som jeg brugte til at skabe min robot, og også hvordan de kan bruges i de mest forskelligartede robotik- og Arduino -projekter. Så kom nu !!

Lad os starte med dette stykke, Dette er Motor Shield L293D, det er baseret på L293D -chippen og kan bruges med Arduino. Dette skjold er meget interessant, fordi det giver dig mulighed for at styre motorer med dit Arduino -kort. Det er muligt at styre op til 4 DC -motorer, 2 servoer eller 2 trinmotorer samtidigt med det. Jeg brugte dette skjold til at styre NEX's arme, der arbejder med to servomotorer SG90, og også de to DC -motorer, der får det til at bevæge sig rundt.

Det her ligner to øjne, ikke? men det er de ikke, hahaha … Dette er faktisk et HC-SR04 ultralydssensormodul, der f.eks. kan bruges med Arduino til at måle afstanden mellem bestemte emner, det er i stand til at måle afstande fra 2cm til 4m med stor præcision og lav pris. Disse sensorer er også kendt som transceivere og har evnen til at fungere på samme måde som ekkolod. Mens ekkolod hovedsageligt bruges under vand, kan ultralydstransceiver bruges i det terrestriske miljø med luft som et transmissionsmiddel. Derudover er ultralydsbølgesensorer almindelige i industrielle og medicinske applikationer.

Dette er Servomotoren SG90, det er ikke andet end en motor med vinkelpositionskontrol, det er: gennem PWM -signaler er det muligt at kommandere, at servomotoren er dens akse, indtil den bestemte vinkel, der kan gå fra -90º til 90º, eller det vil sige, den har en frihedsgrad på 180º. Derudover er SG90 Servomotoren en af de mest populære, når det kommer til Arduino eller Educational Robotics. Det skyldes, at den har en lille størrelse og et drejningsmoment, der er velegnet til de fleste uddannelsesmæssige anvendelser. I mit projekt blev der brugt 2 servomotorer til at flytte NEX's arme.

Dette er Display Nextion Enhanced NX4832K035, denne skærm er meget kraftfuld, faktisk lavede jeg ansigtet på min robot ved hjælp af denne skærm. Det indeholder en hardwaredel (en række TFT -kort) og en softwaredel (Nextion -editoren). Det gode er, at Nextion TFT -kortet kun bruger en seriel port til at kommunikere.

Der er andre vigtige dele, som jeg ikke har et billede her hos mig, såsom Easy VR Shield 3.0, This Shield er et multi-purpose talegenkendelsesmodul designet til at tilføje alsidige, robuste og omkostningseffektive talegenkendelsesfunktioner til næsten enhver applikation. Det har en mikrofon og understøttelse af en 8Ω højttaler, dette skjold er meget vigtigt for min robot, fordi det giver mig mulighed for at kommunikere med NEX, det er som en bro mellem min og min robot.

En anden del, der er meget vigtig, er Round Robot Chassis Kit, dette kit indeholder to DC -motorer, der styrer NEX's hjul, så min robot kan bevæge sig fremad, bagud, rotere, gå til højre og venstre og så videre.

Og det sidste, men ikke mindst, er selvfølgelig Power Bank. Da min robot er selvstændig, har den brug for et batteri inde i ham for at levere energi til Arduino, så jeg vælger en 10000Mah Powerbank til den.

Trin 4: NEX -oprettelsesproces (hardware)

Det første trin i NEX -samlingsprocessen var de indledende tests, der blev udført for at verificere integration og drift mellem Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield og L293D Motor Shield.

Efter at dette trin var afsluttet, blev robotens krop fremstillet, til dette blev en dåse redemælk brugt, som skulle skæres i nogle dele for at fikse nogle stykker i den, udover at denne dåse senere blev slebet og malet med gul spraymaling.

Når dette var gjort, blev NEX robot chassis samlet, da det kommer helt adskilt fra fabrikken. Det var nødvendigt at montere alle chassisets dele udover at foretage de korrekte elektriske forbindelser til motoren. Se billedet herunder af et chassis, der allerede er samlet.

Med denne klar var HC-SR04 ultralydssensoren strategisk placeret under dette chassis, og mælkebeholderen (robothuset) blev skruet oven på det tidligere monterede robotchassis. Derefter blev kablerne tilsluttet og fastgjort til NEX -huset, der gør forbindelsen mellem de interne komponenter for at omdanne dem til udgange eller indgange på ydersiden af robotlegemet, f.eks. Mikrofonen, til USB -porten, der skal genoplades og USB -port på Arduino. Se billedet herunder:

Derefter blev to motorservoer tilføjet til robotlegemet, en i hver ende af dåsen og også 10000mAh powerbank. Som vist på billedet herunder.

Kort efter dette blev hovedrobotsamlingen sammensat af Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D, der tidligere blev testet og kørt, tilføjet til NEX -kroppen, og der blev foretaget korrekte forbindelser mellem kortene og andre eksterne enheder. Som vist på billedet herunder.

Efter at have gjort det blev 3,5-tommer Nextion LCD-skærmen forbundet til Arduino Mega 2560 og fastgjort til fronten af robotkroppen, og derudover var 4Ω og 3W højttaleren strategisk placeret under LCD-skærmen på robothuset. Endelig blev NEX -armene lavet, og galvaniserede ledninger blev brugt til at lave det.

Trin 5: NEX Creation Process (software)

Nu går vi videre til NEX -softwaredelen. For at skabe NEX-robotens ansigt på Nextion-skærmen blev der først brugt en open-source grafisk design og animationssoftware kaldet Krita. Gennem det kan du tegne alle kunstværkerne i NEX -ansigtet og også omdanne hvert billede, der er oprettet, til en ramme for at være en del af sæt af ansigtsanimationer af NEX. Hver gang NEX taler, viser han på sin skærm et sæt billeder, der er specifikke for en given kommando, der roterer med 30 FPS, det vil sige, at hver talemeddelelse, han taler, skal være synkroniseret med hans mundbevægelse, så han var meget omhyggelig med at lave NEX's læbesynkronisering, så hans mundbevægelser ikke virker gentagne og uden harmoni med det, han taler. Da animationen ikke er andet end en billedsekvens, der roterer med en bestemt hastighed, har NEX omkring fem tusinde billeder, der er i stand til at rotere i rækkefølge på sin skærm, indtil dette publikations øjeblik. Dette var bestemt en af de mest besværlige og trættende dele af hele dette projekt, fordi det kræver stor indsats og tålmodighed at oprette tegninger og animationer fra bunden uden at skulle træne i området. Men det var ikke kun det, for at gøre denne billedbank til en animation mulig for at blive udført af Arduino på Nextion -skærmen, var det nødvendigt at bruge Nextion Editor Software, der gør oprettelsen af en.tft -fil, som er optaget og indsat i et micro SD -kort, der senere skal tilsluttes skærmen Nextion, og billederne indlæses på det.

For at skabe stemmen til NEX -robotten blev brugt som grundlag for forfatterens stemme, der skriver dette udvidede resumé her. Gennem flere stemmemodificeringsprocesser ved hjælp af Audacity -programmet var det muligt at oprette en karakteristisk stemme til NEX. Det næste trin var bare at indlæse alle stemmekommandoer, der blev oprettet i EasyVR -skjoldet, via EasyVR -kommandosoftwaren. På tidspunktet for denne publikation har NEX 12 stemmekommandoer oprettet, samt 12 talebeskeder indlæst i den.

Og det var sådan NEX -robotten så ud i slutningen af sin oprettelsesproces.

Trin 6: It's All Folk's

Dette er alle folkets, og som du kunne se, forsøgte jeg at opsummere et treårigt projekt i en enkelt instruerbar, men det er ikke så let hahaha … Men det vigtigste budskab, jeg ønskede at formidle her, er, at uanset hvad din drøm er, og hvor svært det virker, hvis du tror, at det er muligt at gøre det til virkelighed og ikke opgive den drøm, vil det gå i opfyldelse !!

NEX og jeg håber, at du kunne lide dette Instructable -projekt og tak til jer alle for at læse så langt. Hvis du vil vide mere om NEX og din utrolige rejse, så glem ikke at følge ham på hans officielle Instagram: @nextherobot. Det er det, farvel !! vi ses snart med endnu et fedt projekt !!;)