Kuchora Robot ya Arduino: Hatua 18 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Kumbuka: Nina toleo jipya la roboti hii ambayo hutumia bodi ya mzunguko iliyochapishwa, ni rahisi kujenga, na ina ugunduzi wa kikwazo cha IR! Angalia katika

Nilibuni mradi huu kwa semina ya masaa 10 ya ChickTech.org ambayo lengo lake ni kuanzisha wanawake wa ujana kwa mada za STEM. Malengo ya mradi huu yalikuwa:

• Rahisi kujenga.
• Rahisi kupanga.
• Alifanya kitu cha kupendeza.
• Bei ya chini ili washiriki waweze kuipeleka nyumbani na kuendelea kujifunza.

Kwa malengo hayo akilini, hapa kulikuwa na chaguzi kadhaa za muundo:

• Arduino ni sawa kwa urahisi wa programu.
• Nguvu ya betri ya AA kwa gharama na upatikanaji.
• Motors za stepper kwa mwendo sahihi.
• Kuchapishwa kwa 3D kwa urahisi wa usanifu.
• Kupanga kalamu na michoro ya Turtle kwa pato la kupendeza.
• Chanzo wazi ili uweze kutengeneza yako mwenyewe!

Hapa kuna roboti iliyokuja karibu na kile nilitaka kufanya: https://mirobot.io. Sina mkataji wa laser na usafirishaji kutoka Uingereza ulikuwa marufuku. Nina printa ya 3D, kwa hivyo nadhani unaweza kuona hii inaenda wapi…

Usiruhusu ukosefu wa printa ya 3D ikuzuie. Unaweza kupata wanaovutiwa na wenyeji wako tayari kukusaidia katika www.3dhubs.com

Ilichukua kazi nyingi, lakini ninafurahishwa na jinsi ilivyotokea. Na, nilijifunza kidogo katika mchakato. Napenda kujua nini unafikiri!

Hatua ya 1: Sehemu

Kuna njia kadhaa za kuwezesha roboti, kuendesha, na kudhibiti. Unaweza kuwa na sehemu tofauti mkononi ambazo zitafanya kazi, lakini hizi ndio zile ambazo nimejaribu na kupatikana kufanya kazi vizuri:

Umeme:

• 1- Arduino UNO au sawa- adafruit.com/products/50

  Adafruit sasa ni Utengenezaji wa Amerika wa Arduinos halisi! Zipate kutoka chanzo

• 2- Imekusudiwa 5V Stepper- adafruit.com/products/858
• 1- ULN2803 Darlington Dereva - adafruit.com/products/970
• Bodi ya mkate ya ukubwa wa nusu- adafruit.com/products/64

• 12- Wanaume-wanaume wanaruka- adafruit.com/products/1956

  Angalau mbili zinapaswa kuwa 6 ", wengine wanaweza kuwa 3"

• 1- Servo ndogo- adafruit.com/products/169
• 1- Kichwa cha pini cha kiume- digikey.com/short/t93cbd
• 1- 2 x AA Mmiliki- digikey.com/short/tz5bd1
• 1 -3 x AA Holder- digikey.com/short/t5nw1c
• 1 -470 uF 25V capacitor - www.digikey.com/product-detail/en/ECA-1EM471/P5155-ND/245014
• Kubadilisha slaidi ya 1 -SPDT - www.digikey.com/product-detail/en/EG1218/EG1903-ND/101726
• 1- kebo ndogo ya USB
• Betri 5 - AA

Vifaa:

• 2- 1 7/8 "ID x 1/8" O-pete- mcmaster.com/#9452K96
• 1- Caster 5/8 "kuzaa- mcmaster.com/#96455k58/=yskbki
• 10- M3 x 8mm kichwa cha sufuria- mcmaster.com/#92005a118/=z80pbr
• 4- M3 x 6mm kichwa kichwa gorofa- mcmaster.com/#91420a116/=yskru0
• 12- M3 Nut- mcmaster.com/#90591a250/=yskc6u3D
• 2 - 1/4 "uzi unaounda screw 4-20

Sehemu zilizochapishwa (angalia www.3dhubs.com ikiwa huna ufikiaji wa printa):

• https://www.thingiverse.com/thing:1091401

  • 1 x Mpira wa kuzaa mpira
  • 1 x Chassis
  • 2 x Magurudumu
  • 2 x mabano ya kukanyaga
  • 1 x Mmiliki wa kalamu / bracket ya servo
  • 1 x Kola ya Kalamu
• Ninatumia azimio la chini, kujaza 100%, na hakuna msaada. Hii ni karibu masaa 4 ya uchapishaji.

Ugavi:

• Dereva wa screw ya Phillips
• Bunduki ya gundi moto
• Mita nyingi za dijiti
• Kisu mkali
• Alama za rangi ya Crayola

Hatua ya 2: Flash Firmware

Kabla hatujafika mbali kwenye ujenzi, hebu tupakie firmware ya jaribio kwenye microcontroller. Mpango wa jaribio huchota tu masanduku ili tuweze kuangalia mwelekeo na mwelekeo sahihi.

1. Pakua programu ya Arduino kutoka www.arduino.cc/en/Main/Software
2. Fungua programu ya Arduino.

3. Pakua faili ya zip iliyoambatishwa na uifungue kwenye eneo la kitabu cha ski ya Arduino.

   Unaweza kupata (au kubadilisha) eneo hili katika Arduino IDE: [Faili] -> [Mapendeleo] -> "Mahali pa Sketchbook"

4. Pakia mchoro wa jaribio: [Faili] -> [Sketchbook] -> [TIRL_Arduino_TEST]
5. Ambatisha Arduino yako kwenye kompyuta yako na kebo ya USB.

6. Katika IDE ya Arduino:

   1. Weka aina ya bodi: [Zana] -> [Bodi] -> Aina ya bodi yako.
   2. Weka bandari yako ya serial: [Zana] -> [Bandari] -> Kawaida ile ya mwisho iliyoorodheshwa.
7. Pakia mchoro ukitumia ikoni ya mshale.

Ikiwa una shida yoyote, rejea www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting kwa msaada.

Hatua ya 3: Mmiliki wa Kalamu na Wamiliki wa Betri

1. Ingiza karanga upande wa juu wa chasisi (Picha 1). Labda lazima ubonyeze ndani.
2. Sakinisha Kishikilia Kalamu na Brvo Bracket upande wa juu wa chasisi (Picha 2 & 3).

3. Ambatisha wamiliki wa betri chini ya chasisi ukitumia screws 3Mx6mm gorofa-kichwa (Picha 4)

   • Unahitaji angalau 5xAA ili kuwezesha Arduino vizuri kupitia mdhibiti wa ndani. Sita ingefanya kazi pia, kwa hivyo nimejumuisha mashimo kwa saizi yoyote pande zote mbili.
   • Unataka uzito ubadilishwe kuelekea kasta, kwa hivyo weka 3xAA nyuma.
   • Kuelekeza wamiliki kwa hivyo risasi ziko karibu zaidi na njia za mstatili za kebo.
4. Thread betri inaongoza kupitia waya wa mstatili (Picha 4).
5. Rudia kwa mmiliki mwingine wa betri.

Kumbuka: Isipokuwa imeainishwa, salio la screws ni 3Mx8mm vichwa vya kichwa vya sufuria

Hatua ya 4: Backets za Stepper

1. Ingiza karanga kwenye bracket ya stepper na uiambatanishe juu ya chasisi na screw (Picha 1).
2. Ingiza stepper ndani ya bracket na ambatanisha na screws na karanga.
3. Rudia bracket nyingine.

Hatua ya 5: Caster

1. Ingiza mpira ndani ya kasta.

   Usilazimishe kuingia au itavunjika. Tumia bunduki ya hewa-kavu au moto moto kulainisha nyenzo ikiwa inahitajika

2. Ambatisha caster upande wa chini wa chasisi mbele ya kishikilia betri.

Nimejaribu vitu vingine vya duara kama marumaru, lakini laini na nzito inaonekana kufanya kazi vizuri. Ikiwa unahitaji kipenyo tofauti, unaweza kuhariri faili ya OpenScad (https://www.thingiverse.com/thing:1052674) kutoshea kile ulichonacho.

Hatua ya 6: Bodi ya mkate na akili

1. Ondoa moja ya reli za umeme ukitumia kisu kikali, ukikata kwa kushikamana chini (Picha 1).

   Reli moja ina nguvu (nyekundu) kwenye ukingo wa nje, zingine hasi (bluu). Ninaweka ya kwanza kushikamana, na itafanana na hesabu na picha. Ikiwa unatumia nyingine, rekebisha tu waya ipasavyo

2. Kushikilia ubao wa mkate juu ya reli za chasisi, weka alama mahali wanapokata makali (Picha 2).
3. Kutumia makali moja kwa moja (kama reli ya umeme iliyoondolewa), weka alama kwenye mistari na ukate kuunga mkono (Picha 3).
4. Weka ubao wa mkate kwenye chasisi na reli zikigusa wambiso ulio wazi (Picha 4).
5. Ambatisha Arduino kwa upande mwingine wa chasisi ukitumia screws 4-20 (Picha 5).

Hatua ya 7: Capacitor na Kuweka Sehemu

1. Weka dereva wa darlington na ubadilishe umeme kwenye ubao wa mkate (Picha 1).

   • Nimeongeza nukta za machungwa kwa kujulikana kuashiria zifuatazo:

     • Bandika 1 ya dereva wa darlington
     • Pini ya betri ya microtroller. Kubadilisha nguvu "kwenye" nafasi.
2. Punguza mwongozo wa capacitor ikiwa ni lazima (tena ni hasi) (Picha 2).
3. Ingiza capacitor kwenye reli sahihi juu ya ubao wa mkate (Picha 3).

Hatua ya 8: Nguvu

1. Na risasi ya mkono wa kulia: Unganisha laini nyekundu kwenye pini ya kwanza ya swichi ya umeme (Picha 1).
2. Unganisha risasi nyeusi kwenye safu tupu kati ya microcontroller na chip ya darlington (Picha 1).
3. Pamoja na risasi za mkono wa kushoto: Unganisha laini nyekundu kwenye safu ile ile kama risasi nyeusi ya betri nyingine (Picha 2).
4. Unganisha laini nyeusi kwa reli mbaya ya ubao wa mkate (Picha 2).

5. Unganisha nguvu kwa mdhibiti mdogo:

   1. Jumper nyekundu kutoka reli nzuri hadi pini ya betri (nukta ya machungwa, Picha 3).
   2. Jumper nyeusi kutoka reli mbaya hadi pini iliyowekwa alama "G" (Picha 4).
6. Sakinisha betri na uwasha umeme (Picha 5).
7. Unapaswa kuona taa za kijani na nyekundu za mtawala zikija (Picha 6).

Utatuzi wa shida:

• Ikiwa taa ndogo za kudhibiti hazikuwashwa, zima mara moja umeme na utatue:

  • Betri zilizowekwa katika mwelekeo sahihi?
  • Angalia mara mbili betri inaweka nafasi.
  • Kuangalia mara mbili kubadili kunasababisha nafasi.
  • Tumia mita nyingi kuangalia voltages ya betri.
  • Tumia mita nyingi kuangalia voltages za reli.

Hatua ya 9: Nguvu ya Stepper

Sasa kwa kuwa unayo nguvu kwa mdhibiti mdogo, wacha tumalize nguvu ya wiring kwa watembezi:

1. Unganisha jumper nyeusi kutoka kwa kushoto juu ya pini ya darlington hadi upande hasi wa reli ya nguvu (Picha 1).
2. Unganisha jumper nyekundu kutoka pini ya chini ya kushoto ya darlington kwa upande mzuri wa reli ya umeme (Picha 1).
3. Unganisha jumper nyekundu kutoka kwa pini ya chini ya kushoto ya darlington hadi safu moja kulia ya darlington (Picha 2).
4. Ingiza vichwa vya pini kwa viunganisho vyeupe vya JST vya stepper (Picha 2).

Hatua ya 10: Ishara za Udhibiti wa Stepper

Mdhibiti mdogo hutoa ishara 5 za volt kwa safu ya darlington ambayo pia hutoa VCC kwa coil za stepper:

1. Anza na pini karibu na pini ya ardhini kwenye dereva wa darlington, na uweke waya wa machungwa, manjano, kijani kibichi na bluu kwa mpangilio huo (Picha 1).

2. Ambatisha warukaji kwenye pini zifuatazo za arduino (Picha 2):

   1. rangi ya machungwa - Pini ya dijiti 4
   2. manjano - pini ya dijiti 5
   3. kijani - Siri ya dijiti 6
   4. bluu - pini ya dijiti 7

3. Rudi darlington, endelea kuruka kwa stepper nyingine nyuma ya zingine:

   bluu, kijani, manjano, na machungwa (Picha 3)

4. Ambatisha warukaji kwenye pini zifuatazo za arduino (Picha 4):

   1. samawati - pini ya dijiti 9 (pini 8 iliyotumiwa mwisho kwa servo).
   2. kijani - Siri ya dijiti 10
   3. manjano - pini ya dijiti 11
   4. machungwa - Dijiti ya dijiti 12

Hatua ya 11: Maunganisho ya Coil ya Stepper

Viunganisho vyeupe vya JST vya stepper vinaambatanisha na kichwa cha pini. Kiongozi nyekundu ni nguvu, na inapaswa kufanana na kuruka kwa nguvu nyekundu tuliyoweka mapema (Picha 1).

Rangi zote zinapaswa kufanana na warukaji wa microcontroller upande wa pili wa darlington, isipokuwa kijani, ambayo inalingana na waya wa pink wa stepper (Picha 2).

Hatua ya 12: Servo

1. Sakinisha pembe ya servo na servo iliyozungushwa saa moja kwa moja hadi kusimama na pembe usawa (Picha 1).
2. Ambatisha servo kwa mmiliki, na pembe ilielekeza upande wa kulia wa picha (Picha 1).
3. Ambatisha kahawia (ardhi), nyekundu (5V nguvu), na nyeupe (ishara) ya kuruka ndani ya kiunganishi cha servo, inayolingana na rangi za waya za servo (Picha 2).
4. Ambatisha nguvu na kuruka ardhini chini na kichwa cha 5V kwenye Arduino (Picha 3).
5. Unganisha waya mweupe wa ishara na Pini ya Dijitali ya Arduino 8 (Picha 4).

Hatua ya 13: Magurudumu

1. Weka pete ya mpira pembeni ya gurudumu (Picha 1).

2. Ikiwa kifafa cha kitovu kwenye axle kiko huru, unaweza kutumia screw ya 3M kuishikilia (Picha 2).

   Usikaze sana au utaivua plastiki

Hatua ya 14: Upimaji

Tunatumahi kuwa tayari umepakia firmware katika Hatua ya 2. Ikiwa sivyo, fanya sasa.

Firmware ya jaribio huchota mraba mara kwa mara ili tuweze kuangalia mwelekeo na usahihi.

1. Weka roboti yako kwenye laini, gorofa na uso wazi.
2. Washa umeme.
3. Tazama mraba wako wa kuchora roboti.

Ikiwa hauoni taa kwenye microcontroller, rudi nyuma na usumbue nguvu kama katika Hatua ya 8.

Ikiwa roboti yako haitembei, angalia mara mbili viunganisho vya umeme na dereva wa darlington katika Hatua ya 9.

Ikiwa roboti yako inahama ovyo, angalia mara mbili viunganisho vya pini kwa mdhibiti mdogo na dereva wa darlington katika Hatua ya 10.

Hatua ya 15: Upimaji

Ikiwa roboti yako inakwenda kwenye mraba wa karibu, ni wakati wa kuweka karatasi chini na kuweka kalamu ndani yake.

Pima kipenyo cha gurudumu lako (Picha 1) na msingi wa gurudumu (Picha 2) kwa milimita.

Mipangilio yako ya upimaji nambari ni:

kuelea wheel_dia = 63; // mm (ongezeko = ond nje)

kuelea wheel_base = 109; // mm (ongezeko = ond katika) int steps_rev = 128; // 128 kwa sanduku la gia 16x, 512 kwa sanduku la gia 64x

Nilianza na kipenyo cha gurudumu kilichopimwa cha 65 mm na unaweza kuona visanduku vinavyozunguka nje au kwa saa kila hatua (Picha 3).

Mwishowe nilifika kwa thamani ya 63mm (Picha 4). Unaweza kuona kuwa bado kuna makosa ya asili kwa sababu ya upigaji wa gia na vile. Karibu sana kufanya kitu cha kupendeza!

Hatua ya 16: Kuinua na Kupunguza kalamu

Tumeongeza servo, lakini hatujafanya chochote nayo. Inakuwezesha kuinua na kupunguza kalamu ili roboti iweze kusonga bila kuchora.

1. Weka kola ya kalamu kwenye kalamu (Picha 1).

   Ikiwa iko huru, itepe kwa mkanda mahali pake

2. Angalia ikiwa itagusa karatasi wakati mkono wa servo umeshushwa.
3. Angalia kwamba haitagusa karatasi wakati imeinuliwa.

Pembe za servo zinaweza kubadilishwa ama kwa kuondoa pembe na kuiweka tena, au kupitia programu:

int PEN_DOWN = 20; // angle ya servo wakati kalamu iko chini

int PEN_UP = 80; // angle ya servo wakati kalamu imeisha

Amri za kalamu ni:

penup ();

pendown ();

Ikiwa unataka kutumia saizi tofauti za kalamu, itabidi ubadilishe kishikilia kalamu (www.thingiverse.com/thing:1052725) na kola ya kalamu (www.thingiverse.com/thing:1053273) na kipenyo sahihi.

Hatua ya 17: Furahiya

Natumai ulifanya ni hii mbali bila maneno mengi ya laana. Nijulishe ulijitahidi na nini ili niweze kuboresha maagizo.

Sasa ni wakati wa kuchunguza. Ukiangalia mchoro wa jaribio, utaona nimekupa amri kadhaa za kawaida za "Kobe":

mbele (umbali); // milimita

nyuma (umbali); kushoto (pembe); digrii // kulia (pembe); penup (); pendown (); imefanywa (); // kutolewa stepper kuokoa betri

Kutumia amri hizi, unapaswa kufanya karibu kila kitu, kutoka kwa kuchora theluji au kuandika jina lako. Ikiwa unahitaji usaidizi kuanza, angalia:

• https://code.org/learn
• https://codecombat.com/

Hatua ya 18: Majukwaa mengine

Je! Roboti hii inaweza kufanywa na?

Ndio! Jukwaa hili ni rahisi sana. Kwa kweli unahitaji tu kurekebisha chasisi.

Nimeifanya na Raspberry Pi (Picha 1) na Adafruit Trinket (www.instructables.com/id/Low-Cost-Arduino-Compatible-Drawing-Robot/) (Picha 2).

Napenda kujua nini kuja na!