Arduino Mothbot: 11 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Formålet med dette projekt er at designe og bygge en simpel lys-følgende robot ved hjælp af et Arduino Duemilanove mikrokontrolkort. Jeg ville virkelig gerne dele et robotprojekt, der var billigt, enkelt at bygge og havde et komplet sæt instruktioner til alle de forskellige trin. Jeg håber, det er lykkedes, og jeg vil elske at få kommentarer om at gøre dette instruerbart endnu bedre.

Designet af denne robot fokuserede på at bruge bogen "Getting Started with Arduino" af Massimo Banzi og udgivet med [makezine.com Make]. Jeg brugte også kode til at køre servoer fra et projekt med titlen: How to Make an Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Arduino Mothbot er i alt en ret hurtig robot at bygge. Forudsat at du starter med alle delene og ikke behøver at improvisere, bør projektet i alt tage måske en time at bygge. Det er, hvis du følger instruktionerne og kopierer koden. Men hvis du kun bygger en funktion ad gangen og tester undervejs, kan dette projekt tage betydeligt længere tid. Fordelen ved det længere spor er, at du sikkert vil lære meget mere og have det sjovt undervejs.

Trin 1: Saml dine dele og værktøjer

At bygge denne robot kommer til at koste dig cirka $ 80 i dele, hvis du aldrig har gjort noget lignende før. Omkostningerne for mig var betydeligt mindre, da jeg har meget elektronik liggende at arbejde ud fra. Jeg ved dog, hvor frustrerende det kan være at prøve at følge en instruerbar uden at vide, hvilke dele man skal hente, hvor man skal bestille fra, og hvor meget alt vil koste på forhånd, så jeg har gjort alt det arbejde for dig. Når du har fået alle delene kvadreret væk, burde det være et øjeblik at lave dette projekt. Følg det følgende link til min projektwiki for at få en komplet reservedelsliste. Arduino Mothbot Reserveliste

Nu vil du måske få nogle værktøjer. Da dette projekt anvender et loddefrit brødbræt, kan du undvære en masse fancy elektronikudstyr. Forhåbentlig kan du finde resten af de ting, du har brug for i en garage: 1. Nåletang 2. Wire Cutters 3. Flad skruetrækker 4. Små Phillips (4-sidet) skruetrækker 5. Justerbar skruenøgle eller 11/32 " unbrakonøgle 6. Bor 7. 1/16 ", 5/32" og 7/32 "bor bits 8. Sav (valgfrit) 9. Sikkerhedsbriller Brug sikker praksis ved brug af elværktøj.

Trin 2: Planlægningsfasen

Inden jeg startede dette projekt, kiggede jeg rundt på Instructables på en masse andre projekter. Jeg brugte også noget tid på at læse bogen "Kom godt i gang med Arduino" af Massimo Banzi. Næsten alt i dette projekt er udført fra et eksempel på dette websted eller i bogen. Jeg designede projektet på denne måde i et forsøg på at gøre det tilgængeligt for en nybegynder -robotiker.

I min planlægningsfase kiggede jeg ikke kun på hardware og kodning, men lavede også mine elektroniske lektier. Jeg ville lave en simpel elektronisk skema for dette projekt, så jeg kunne følge med i, hvad der foregik, mens jeg byggede det. Du kan se på billedet de forskellige komponenter, strømledninger og Arduino -benene. Forhåbentlig er det et klart diagram og illustrerer også, hvor enkel elektronikken til dette projekt er.

Trin 3: Tilslutning af servoerne til Arduino

Hvis du skal bygge en robot, er det første, du sandsynligvis vil træne, hvordan du får det til at bevæge sig rundt. Mest sandsynligt vil du være i stand til at sende det fremad, bagud, til højre, til venstre og få det til at stoppe. Hvis du ikke kan finde ud af at kommandere den til at bevæge sig korrekt, er det sandsynligt, at du ikke kan få den til at gøre noget, når du tilslutter alle sensorerne. Nedenfor er trinene til at forbinde motoren til Arduino.

1. Den første ting, du skal gøre, når du opsætter det loddefrie brødbræt, er at opsætte jorden (GND) og strøm (+6V) til servoerne. Jeg valgte at bruge de to lange strimler på brættet, der ville være tættest på Arduino. 2. Når jord- og kraftledninger er identificeret, forbindes jorden på Arduino -pladen med jordstrimlen på det loddefrie brødbræt. Tilslut ikke strømmen til det loddefrie brødbræt endnu. 3. Hver servo har tre ledninger, der kommer ud af dem. Mine har en sort, rød og hvid ledning til hver. Den sorte er til jord, den røde er til strøm, og den hvide er kontrolwiren. Klip tre jumperwires til hver servo af samme størrelse (altså 6 i alt). 4. Fastgør jumpertrådene til enden af servotråde og derefter hver servo til det loddefrie brødbræt. 5. Brug nu jumpere til at forbinde jorden og strømmen fra hver servo til jorden og kraften i det loddefrie brødbræt. 6. Tilslut nu styrekablerne fra hver servo til Arduino. Tilslut den venstre servo til digital output (PWM) 3 og den højre servo til digital output (PWM) 11. 7. Tilslut til sidst jorden og strømmen fra 4AA -batterierne til det loddefri brødbræt og strøm. Vær ikke bekymret, hvis servoerne begynder at bevæge sig, når din Arduino ikke har strøm eller endnu ikke er programmeret. 8. Ved hjælp af koden skal du nu kunne køre motorerne fremad, bagud, venstre eller højre ved hjælp af de medfølgende funktioner.

Trin 4: Test af motorerne

Jeg synes, det er vigtigt at inkludere nogle af de testkoder, jeg brugte, når jeg sammensatte Arduino Mothbot. Hvis du er interesseret og villig til at bruge tid på at pille rundt, tror jeg, at du finder disse kodestykker lærerige og nyttige i andre projekter. Inden jeg sender nogen kode herunder, vil jeg gøre det kendt, at følgende er baseret på et andet godt projekt kaldet How to Make an Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Jeg lærte meget af at følge arbejdet med det instruerbare og vil gerne give kredit, hvor det skyldes.

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

Trin 5: Integrering af tænd/sluk -knappen

Nu vil du måske tænde og slukke din robot med et tryk på en knap. Selve Arduino kører kode i en endeløs sløjfe, indtil du tager stikket ud, hvilket kan være ret frustrerende, når du tilslutter din robot på bordet, og den begynder at løbe væk fra dig! Integrering af knappen er et godt trin i denne proces, fordi du også lærer at bruge knapper til andre ting, som f.eks. At oprette en kofanger til at registrere, når robotten rammer en væg. Som en note vil du bemærke, at jeg fjernede servoerne fra det loddefrie brødbræt til de fleste af mine billeder. Dette hjælper bare med at gøre billedet mere klart, når jeg viser forskellige trin. For at begynde skal du afbryde strømmen fra servomotorerne, før du udfører mere arbejde. Husk at gøre dette hver gang du tilføjer noget til dette projekt. Nu vil du måske gerne kunne tænde og slukke din robot i modsætning til, at robotten straks begynder at bevæge sig, når du tilslutter strømmen. Identificer en strimmel på den modsatte side af det loddefri brødbræt, der skal tændes for tænd/sluk -knappen (og senere sensorerne).4. Brug en lang jumperledning til at slutte strømmen (+5V) fra Arduino til den strimmel, du lige har identificeret. Tilslut to jumperkabler til den momentane kontakt, og tilslut den ene ende til (+5V) strøm 6. Sæt den anden ende af den momentane switch i en mindre strimmel midt på det loddefrie brødbræt. Fra den samme strimmel tilsluttes en 10K ohm modstand til strimlen og den anden ende i jorden8. Tilslut til sidst en ledning fra strimlen med kontakten og modstanden i den ene ende og placer den anden ende i digitalindgang 7 på Arduino.9. Nu med koden skal du kunne bruge knappen til at tænde og slukke robotten. Hvis du bruger koden med LED'en (digital udgang 13), ser du den indbyggede LED tændes og slukkes med robotten. Dette er en fantastisk måde at teste Arduino -koden på, hvis du har strømmen til motorerne afbrudt.

Trin 6: Test af tænd/sluk -knappen

Denne nye kode indeholder oplysninger om brug af tænd/sluk -knappen og få den indbyggede LED til at blinke.

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

Trin 7: Integrering af lyssensorerne

Hvad ville en Arduino Mothbot være, hvis den ikke havde lyssensorer? Pointen med dette enkle projekt er at lave en robot, der tiltrækkes af det skarpeste lys. Til dette skal vi integrere nogle lyssensorer, også kendt som foto-modstande.

1. Igen skal du afbryde strømmen fra servomotorerne, før du udfører dette trin 2. Opsætningen af lyssensorerne udføres to gange. Det er næsten det samme setup som den momentane switch. Faktisk er det den samme opsætning, men denne gang vil du bruge lyssensoren (fotomodstand) i stedet for en øjeblikkelig kontakt. 3. Fordi denne robot vil bruge de to lyssensorer til at vælge en retning til at køre, anbefales det, at du opsætter hver lyssensor på modsatte sider af det loddefri brødbræt eller så langt fra hinanden som muligt. 4. Tilslut den ene ende af en lyssensor til (+5V) strømledningen og den anden ende til en lille strimmel i midten af kortet. 5. Tilslut en 10k ohm modstand til den samme strimmel og den anden ende til jorden 6. Tilslut nu en jumperledning fra den lille strimmel (hvor fotomodstanden og den almindelige modstand er tilsluttet), og tilslut den anden ende til en analog indgang. 7. Tilslut den venstre sensor til analog indgang 0 på Arduino og den højre sensor til analog indgang 1. 8. Du skal nu kunne bruge lyssensorerne til at flytte servoerne.

Trin 8: Den endelige kode

Her er den sidste kode, der bruges til at køre Arduino Mothbot. I koden har jeg inkluderet udskrivningserklæringer til Arduino serielle port. Hvis du har Arduino tilsluttet via USB -porten på din computer, skal du kunne se udskriftssætningerne, der fortæller dig, hvilken vej robotten planlægger at gå. Du vil måske justere lyssensorens tærskelværdi for at finjustere robotens adfærd. Tærsklen afhænger hovedsageligt af dine sensorer og det omgivende lys på det sted, du befinder dig i.

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

Trin 9: Byg Mothbot -kroppen

Den robot, du bygger, er virkelig ikke god, medmindre den kan holde sig sammen. Af denne grund har den brug for en krop. Jeg prøvede mit bedste for at gøre dette så simpelt et byggeprojekt som muligt. Du bliver dog nødt til at gøre lidt arbejde på egen hånd for at finde ud af de rigtige målinger. Jeg foreslår den gamle alder "mål to gange, skær en gang" metode.1. Robotens krop er lavet af et lille stykke poppeltræ, som jeg købte i isenkræmmeren, der var forudskåret til 6 "x 24". Jeg skar min ned til 6 "x 8" ved hjælp af saven i isenkræmmeren. Dernæst borede jeg huller mod forsiden af brættet for at fastgøre servobeslagene til hver servo. Til dette brugte jeg en 5/32 "størrelse bor. 3. Jeg borede også i et hul bag på brættet til hjulet, der balancerer robotten. Til dette brugte jeg en 7/32" størrelse bor. Jeg valgte at bruge et lidt mindre bor, så jeg kunne få en tæt friktion med mit hjul, da jeg ikke brugte en møtrik og en boltkombination til at fastgøre det. Derefter fastgjorde jeg beslagene til brættet med møtrikker og bolte. Dette blev gjort ved hjælp af den flade skruetrækker og den justerbare skruenøgle. Efter montering af beslagene fastgjorde jeg hver servo til beslagene med møtrikker og bolte. 6. Til sidst skubbede jeg hjulet ind i det hele.

Trin 10: Fremstilling af hjulene

Hjulene var et vanskeligt problem for mig. Jeg havde faktisk bot nogle certificerede robothjul, men indså, at de var a) for tunge og b) jeg havde ingen måde at vedhæfte dem til mine valgte servoer. Det var da jeg huskede at bruge krukke låg på gymnasiet til et lignende projekt. Så det gik ud til butikken på jagt efter et passende robothjulalternativ. Hvert hjul er lavet af låget fra en Ziploc Twist 'n Loc -beholder. Andre gode låg er dem på jordnøddesmørskrukker eller andre fødevarer. Jeg går ikke ind for spild af mad, men spar dine låg, og du finder måske en, der er den rigtige størrelse til dit robotprojekt. Jeg brugte de resterende beholdere til at holde dele, jeg har samlet. Det første, jeg gjorde, var at vælge det servohorn, jeg ville have til hjulene. Jeg valgte dem, der havde fire horn, og som fulgte med mine servoer, da jeg købte dem. Inden du gør noget, skal du bore et hul i midten af hjulet. Jeg anbefaler at gøre dette med dit 5/32 "bor. Du skal bruge dette, så du kan komme til skruen, der forbinder hornet med servoen. 4. Skru nu låget til hornet. Jeg brugte fire medfølgende skruer til hver servo til at forbinde lågene til hornene. Det kan være lettere, hvis du forborrer små huller gennem låget som jeg gjorde. Jeg brugte et 1/16 "bor til dette. Men vær forsigtig, det kan være svært at bore igennem denne plast med en tung boremaskine og en lille smule. Tilslut nu hornene til servoerne ved hjælp af den lille Phillips (4-sidet) skruetrækker. Endelig vikles gummibånd om hvert hjul for at give dig mere vejgreb. Jeg fik mine elastikker fra produkter, jeg købte i købmanden. Forhåbentlig har du et par liggende. På dette tidspunkt skal hele karosseriet og hjulene samles.

Trin 11: Afslutning af Arduino Mothbot

Med karosseri og hjul samlet er det let at placere Arduino og loddefri brødbræt lige oven på robotlegemet. Sørg for, at du stadig kan nå USB -indgangen på Arduino, hvis du skal ændre programmeringen. Jeg brugte noget sort elektrisk tape under hver for at klæbe dem til kroppen. Elektrisk tape er let at fjerne og holder ganske godt. Tape Arduino og loddefri brødbræt til toppen af robotkroppen, du har bygget. Brug af tape igen er en god idé at tilslutte 4AA batteriholderen og 9V batteriet til kroppen. Sørg for, at ledningerne når 3. Tilslut servotråde til det loddefrie brødbræt, hvis du tidligere havde fjernet dem. Tilslut Arduino -strømmen 5. Tilslut servomotorens strøm 6. Placer nu din robot på jorden, og tryk på tænd/sluk -knappen! Det skulle nu komme til live og jagte lyset rundt i rummet:) Som et fremtidigt tilføjelsesprojekt ville jeg inkludere en simpel kofanger eller væg sensor. Dette ville være en omskifter, ligesom tænd/sluk -knappen, der blev brugt i dette projekt. Men når der blev trykket på knappen, ville den bede robotten om at vende retning, dreje til venstre eller højre og fortsætte med programmet. Når det er fuldført, ville denne robot være en god lille testplatform til andre sensorer og enheder.