Робот-робот: 10 шагов (с картинками)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

В этом руководстве вы узнаете, как создать полностью автоматизированного робота по имени Роб, который оснащен датчиками, которые позволяют ему обнаруживать препятствия. Роб движется, пока не сталкивается с препятствием, а затем останавливается, проверяет свое окружение и продолжает свой путь, свободный от препятствий.

Чтобы создать этого робота, знание Arduino и C ++ не обязательно, но оно действительно помогает!

Давайте начнем!

Шаг 1. Что вам понадобится

Для этого проекта вам понадобятся:

Материалы:

• Arduino UNO x1
• Моторный щит x1
• Макетная плата x1
• Двигатели постоянного тока x4
• Колеса x4
• Ультразвуковой датчик HC-SR04 x1
• Держатели батарей 9 В x2
• Микро-серводвигатель x1
• Батареи 9 В x2
• Электроизоляционная лента
• Провода
• Черный ящик x1
• Сенсорный датчик x1

Инструменты:

• Пистолет для горячего клея
• Паяльник
• 3д принтер
• Отвертка
• Кусачки

Шаг 2: Подготовьте колеса

Возьмите две перемычки и проденьте по одной через каждый из медных выступов сбоку двигателя постоянного тока. С помощью паяльника аккуратно припаяйте перемычки к двигателю постоянного тока. Повторите для всех двигателей.

Возьмите колесо и поместите его на белый штифт, расположенный на противоположной стороне от медных выступов на двигателе постоянного тока. Колесо должно плотно прилегать и свободно вращаться вместе с двигателем постоянного тока.

Чтобы проверить, правильно ли работают колеса, поместите каждый из проводов, припаянных к каждому двигателю постоянного тока, на положительные и отрицательные клеммы 9-вольтовой батареи. Колесо должно вращаться.

Шаг 3: Подготовка компонентов для 3D-печати

С помощью трехмерного принтера распечатайте следующие файлы.stl. Файлы деталей также включены на тот случай, если возникнет необходимость изменить конструкцию.

Шаг 4: Установите моторный щит

Используя отвертку, мы собираемся подключить каждый из проводов двигателя постоянного тока к портам M1, M2, M3 и M4 на экране двигателя.

Подключите двигатели, которые будут управлять левыми колесами, к портам M1 и M2, а двигатели правого колеса - к портам M3 и M4.

Если двигатель вращается в обратном направлении, просто переключите провода на порте экрана двигателя для этого колеса. (По существу переключение положительных и отрицательных соединений).

Припаяйте длинные провода к + 5V, заземлению, A0, A1 и контакту 3 на щите двигателя. Они будут использоваться для подключения макета, ультразвукового датчика и сенсорного датчика на более поздних этапах.

С помощью отвертки подключите держатель аккумулятора к порту EXT_PWR на моторном щите. Это обеспечит питание моторного щита и колес.

Поместите моторный щит на Arduino, убедившись, что порты правильно выровнены.

Шаг 5: подключитесь к макетной плате

Для простоты большинство соединений припаиваются к моторному щиту. Макетная плата в основном используется для подключения +5 В и заземления.

Используя провода, припаянные к экрану двигателя на последнем этапе, подключите провод + 5 В к красному удлинителю на макетной плате и подключите провод заземления к синему удлинителю на макетной плате.

Шаг 6: Настройте ультразвуковой датчик HC-SR04

Для этой части вам понадобятся ваши 3-D распечатанные детали из шага 3!

Установите ультразвуковой датчик в часть держателя ультразвукового датчика с трехмерной печатью. Подсоедините 4 соединительных провода к гнезду перемычки к портам заземления, триггера, эха и VCC на задней стороне ультразвукового датчика. Пропустите перемычки внутри детали крепления сервопривода и с помощью горячего клея соедините деталь крепления сервопривода с частью держателя ультразвукового датчика.

Подключите провода, которые были припаяны к экрану двигателя на шаге 4, к концу гнезда ультразвукового датчика к гнезду. TRIG должен подключаться к A0, а ECHO должен подключаться к A1. Выполните соединение от красного удлинителя на макетной плате к порту VCC на ультразвуковом датчике и другое соединение от синего удлинителя к порту ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

Закрепите соединения изолентой, чтобы они не расшатались.

Шаг 7: Настройте серводвигатель

Для этого шага вам понадобится распечатанная часть Base 3-D.

Установите серводвигатель в центральное отверстие (среднее отверстие из трех прямоугольных отверстий) печатной детали Base 3-D. Пропустите сервопроводы через отверстие и подключите серводвигатель к порту SER1 в углу моторного щита.

Приклейте ультразвуковой элемент из предыдущего шага к верхней части серводвигателя горячим клеем.

Шаг 8: Настройте датчик касания

Подключите 3 перемычки с гнездом к гнезду к портам G, V и S на задней стороне сенсорного датчика.

Подключите провод, припаянный к контакту 3 экрана двигателя, к порту S сенсорного датчика. Выполните соединение от красного удлинителя на макетной плате к порту VCC на ультразвуковом датчике и другое соединение от синего удлинителя к порту ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

Шаг 9: соберите Роба

Нагрейте клеевой пистолет, он будет активно использоваться на этом этапе. Пока вы ждете, пока нагреется пистолет для горячего клея, раскрасьте акриловой краской черный ящик, который вы предоставили на курсе «Сделать курс». Подождите, пока он высохнет.

Когда клей станет горячим, приклейте основание / ультразвуковой датчик к верхней части коробки. Проденьте провода внутрь коробки. Поместите моторный щит, Arduino и макет внутрь коробки.

Приклейте горячим клеем четыре двигателя постоянного тока к нижней части коробки, убедившись, что колеса, подключенные к M1 и M2, находятся слева, а колеса, подключенные к M3 и M4, находятся с правой стороны. На этом этапе Роб должен быть закончен без кода.

Шаг 10: Код

Чтобы запустить предоставленный код, сначала вы должны загрузить файлы AFmotor и NewPing в свои библиотеки arduino.r

Загрузите файл FinalCode_4connect и загрузите его на свой arduino.

Код устанавливает функции, которые помогают изменить путь робота, если на его пути есть препятствие. Когда он обнаруживает препятствие, Роб останавливается и проверяет его слева и справа, и в зависимости от местоположения препятствия вызываются функции движения вперед, назад, поворота, поворота влево и поворота вправо, чтобы он мог двигаться в нужном направлении. Когда сенсорный датчик нажат, сервопривод начинает осматривать окружающее, и Роб движется вперед, пока не обнаруживает препятствие. При обнаружении препятствия Роб останавливается и запускает функцию changePath.

Теперь ваш робот должен бежать и избегать препятствий!