Roboti Iliyoangaziwa ya DIY Na Arduino: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Roboti hii ilijengwa haswa kwa kuelewa Arduino na kuchanganya miradi anuwai ya Arduino kuunda Roboti ya Matukio ya Arduino. Na zaidi, ni nani hataki kuwa na robot ya wanyama kipenzi? Kwa hivyo niliipa jina la BLUE ROVIER 316. Ningeweza kununua chasisi nzuri inayofuatiliwa lakini kuifanya kutoka mwanzo hukufundisha zaidi na kukupa kiburi zaidi baada ya kuimaliza. Roboti hiyo ina uwezo wa kuelewa amri za sauti, kujibu maswali rahisi, kudhibiti kama gari la RC na hata kuzuia vizuizi wakati wa kusonga. Inadhibitiwa haswa kupitia simu ya Android ambayo imeunganishwa nayo kupitia Bluetooth. Kulingana na huduma za Android kama Utambuzi wa Sauti ya Google na kuhisi Tilt, inaweza kuishi kama roboti nzuri na nadhifu. Niliongeza BLUE kwa jina lake kwa sababu ni msingi wa Bluetooth. Kwa kweli ulikuwa mradi wangu wa kwanza wa Arduino na nilitaka iwe ya kipekee. Ikiwa unapenda mradi huo, tafadhali nipigie kura katika Mashindano ya Roboti!

Hatua ya 1: Video ya Maonyesho

Unaweza kutazama onyesho la roboti kwenye wavuti hii:

Hatua ya 2: Hadithi ya ROVIER

Unaweza kuruka kwa hatua inayofuata ikiwa hautaki kupitia hadithi nzuri ya BLUE ROVIER 316. Karibu mwaka mmoja nyuma, nilipokea Arduino UNO kama zawadi kutoka kwa baba yangu. Kwa kuwa ilikuwa hatua yangu ya kwanza katika uwanja wa Arduino, nilitaka kuunda kitu tofauti na cha kipekee kutoka kwa miradi ya jumla ya Arduino. Ilihitaji kuwa roboti mzuri na mzuri ambaye anaweza kuelewa maagizo ya Sauti na kufanya vitu vingi vya akili kama vile Udhibiti wa Kijijini, Kufuata Mistari, Kuepuka Vizuizi na kadhalika. Swali lilikuwa jinsi ya kuzichanganya pamoja. Na baada ya kutumia wavu kwa wakati mzuri sana, nilihitimisha kuwa Bluetooth itakuwa njia rahisi zaidi. Kwa hivyo, BLUE ROVIER ilianzishwa. Lakini hali ilitokea ambapo ilibidi niondolee sifa nyingi za roboti ambayo nilitarajia iwe nayo, haswa kwa sababu ya ukosefu wa kumbukumbu kwenye Arduino UNO (hata idadi ndogo ya pini za dijiti kwenye UNO). Haijalishi, niliendelea. Ilinichukua wakati mzuri kuunda toleo la mwisho la Robot. Na kwa hivyo baada ya majaribio mengi na kutofaulu, BLUE ROVIER mwishowe alikuja. Na kwa hivyo sasa tunaweza kuendelea na utengenezaji wa roboti.

Hatua ya 3: Vipengele na Sehemu

Utahitaji tu vifaa vifuatavyo: 1. Mfumo wa Android 2. Arduino Uno 3. moduli ya wtv020-sd-16p na spika ya 8ohm4. 2x L293d motor mdhibiti mzunguko 5. 4x bo motors na magurudumu6. HC SR04 sensor ya ultrasonic 7.9g servo8. Mmiliki wa betri 8 AA na betri 9. 1gb kadi ndogo ya SD 10. sanduku ndogo la kubadili chasisi.11. Moduli ya Bluetooth ya HC 05 najua inaonekana kuwa ya gharama kubwa! Lakini usijali, itagharimu tu rupia elfu mbili au tatu. Kuzungumza juu ya Android, haitakuwa suala kubwa kwa moja kwa sababu wengi wanayo siku hizi. Lakini kuwa na matoleo mapya (juu ya 5.0) kunaweza kuongeza utendaji Jaribu kununua motors zilizo na rpm wastani (60 hadi 100). Hii itasaidia kuweka kasi ya roboti chini ya udhibiti, kwani hakuna mzunguko mwingine wa kudhibiti kasi uliowekwa. Na betri 8 aa zinatosha kuwezesha roboti kwa wakati mzuri. Kwa kuzingatia Bluetooth, HC 05 inafaa kwa roboti kwa sababu ni ya bei rahisi, na utendaji ni bora pia. Kadi ndogo ya 1 GB ndogo inahitajika kuhifadhi faili za sauti ambazo huchezwa wakati swali lolote linaulizwa kwa roboti [Ilijadiliwa kwa undani katika sehemu ya baadaye ya isiyoweza kueleweka]. Vipengele vingine vimejadiliwa kwa kina katika hatua yao.

Sasa wacha tuende kwenye "nadharia" rahisi ambazo hutumiwa kwenye roboti hii.

Hatua ya 4: Nadharia ya Kudhibiti Sauti

Roboti inaweza kuelewa amri za sauti kupitia simu ya android. Nadhani kila mtu anajua Utambuzi wa Sauti ya Google, kipengee kwenye Android ambapo tunasema neno na Google huichapa. Kipengele hicho hicho kinatumika hapa kwa kutambua amri za sauti na kuzibadilisha kuwa amri za maandishi. Programu hapa inabadilisha hotuba kuwa maandishi kupitia Google na kuipeleka kwa roboti kupitia Bluetooth. Roboti imewekwa kufuata amri hizi zilizopokelewa kupitia Bluetooth. Inaweza pia kujibu idadi nzuri ya maswali. Unaweza hata kuongeza amri zingine kwenye nambari ili kumfanya roboti afanye mambo ya kushangaza zaidi. Hapa kuna Maombi ya Android:

Hatua ya 5: Nadharia ya Udhibiti wa Ishara

Udhibiti wa ishara au hali ya kudhibiti mwendo pia hufanywa kupitia Android. Kwa hali hii, roboti inaweza kudhibitiwa kama gari la RC kwa kutumia Android kama usukani. Kuna sensa inayoitwa "Accelerometer" katika Android zote ambazo hutumiwa katika hali hii. Accelerometer hii inaweza kuamua pembe ambayo simu ina jina kwa kupima nguvu za kuongeza kasi zinazofanya kazi kwenye Android. Ni sensor hii ambayo hufanya Android kuzunguka skrini yake wakati tunapotosha simu. Programu hapa hutumia kipima kasi cha simu kuamua pembe ambayo simu imeelekezwa. Halafu mhusika (A, B….) Hutumwa kwa roboti kupitia Bluetooth. Arduino imewekwa kufanya kazi kulingana na data iliyopokelewa. Kama simu imeelekezwa mbele, mhusika A hutumwa na roboti inasonga mbele. Inapowekwa nyuma, tabia B inatumwa na roboti inarudi nyuma na kadhalika kushoto na kulia. Wakati Android imewekwa kwa usawa, mhusika E hutumwa na roboti huacha kusonga.

Hatua ya 6: Nadharia ya Udhibiti wa Bluetooth

Katika hali hii, robot hufanya kazi kama gari la jumla la RC. Hakuna kitu kipya katika hali hii, ni sawa tu na gari la jumla linalodhibitiwa kijijini linalopatikana sokoni, tofauti pekee ni kwamba tunatumia programu ya Android kudhibiti robot. Kuna vifungo tofauti katika programu, kila moja ina herufi tofauti inayohusishwa nayo. Wakati kitufe chochote kinapoguswa, mhusika hutumwa kwa roboti kupitia Bluetooth, kama hali ya kudhibiti ishara. Kwa kuongezea, wahusika sawa hutumwa wakati funguo husika zinapoguswa, na roboti ifuatavyo wahusika wanaoingia. Nimetumia vifungo vya digrii 360 na -360 katika programu kuifanya roboti ionekane kulia na kushoto. Unaweza kuibadilisha katika nambari ikiwa unataka kumfanya roboti afanye vitu vingine.

Hatua ya 7: Nadharia ya Kuzuia Vizuizi

Kwa hali hii, roboti inafanya kazi kama roboti ya Kuzuia Kikwazo, ikijizuia kugongana na kitu chochote. Hii imefanywa na sensorer ya HC SR04. Nadhani unajua kuhusu SONAR (Sauti Navigation Na Kuanzia). Sensor ya HC SR04 inaendelea kutoa mawimbi ya sauti ya ultrasonic. Mawimbi haya hurejeshwa nyuma baada ya kupiga uso thabiti na kurudi kwenye sensorer. Wakati uliochukuliwa na mawimbi kurudi kwenye sensa umerekodiwa. Kwa kuwa sauti husafiri kwa 340 m / s takriban na tunajua kuwa SPEED × TIME = DISTANCE, tunaweza kuamua umbali ulio mbele. Kwa mfano, ikiwa sauti inachukua sekunde 2 kurudi, tunaweza kuamua umbali kupitia fomula iliyo hapo juu yaani 340 × 2 = 680 m. Hii ndio jinsi roboti inaweza kupima umbali mbele yake kupitia sensa. Wakati wa kusonga, roboti inaendelea kupima umbali mbele kupitia sensa. Ikiwa inahisi kuwa nafasi wazi mbele yake ni chini ya cm 30, inaacha kusonga. Halafu inaonekana kushoto na kulia na inalinganisha umbali wa kila upande. Ikiwa upande wa kushoto una umbali mkubwa, roboti inageuka kushoto. Vinginevyo ikiwa upande wa kulia ni mkubwa, roboti inageuka kulia. Ikiwa pande zote zina umbali sawa, roboti inarudi nyuma. Utaratibu huu rahisi husaidia robot kuepuka vizuizi.

Hatua ya 8: Kukusanya Chassis

Kufanya chasisi peke yako, lazima uwe mwangalifu sana juu ya vipimo na mpangilio. Nilichagua kufanya hivyo kwa sababu sikuweza kupata moja kwenye wavu iliyoniridhisha. Sanduku ya kubadili kwa jumla inayotumiwa kwa madhumuni ya usambazaji wa umeme inatumiwa kama chasisi. Nadhani, unaweza kupata urahisi kutoka duka la vifaa vya umeme. Kwanza, ambatisha motors nne chini na gundi au vifungo kisha unganisha magurudumu. Kisha unapaswa kufanya kichwa cha robot (servo na sensorer ya HC SR04). Kwa kichwa, kata kipande kidogo cha ubao wa pembeni na uiambatanishe na servo kupitia screw. Kisha ambatisha sensorer ya ultrasonic kwenye ubao na gundi fulani. Kata shimo ndogo la mraba juu ya sanduku na urekebishe servo ndani yake. Kisha ambatisha mmiliki wa betri nyuma ya roboti kupitia screw. Weka nyaya na vifaa vingine ndani ya sanduku na chasisi yako iko tayari. Usisahau kutengeneza mashimo mbele ya spika ili sauti itoke na kutoa ubora bora.

Hatua ya 9: Kuandaa Moduli ya Sauti

Njia ya kuongea ya robot inatimizwa na moduli ya WTV 020 SD. Moduli hutumiwa kucheza faili za sauti kwa roboti. Wakati swali lolote likiulizwa, arduino itafanya moduli icheze faili ya sauti husika kwenye kadi ya SD. Kuna mistari minne ya data ya serial kwenye moduli ya kuwasiliana na arduino, kuweka upya, saa, data na pini zilizo na shughuli nyingi. Kumbuka kuwa majina ya faili yanapaswa kuwa katika desimali (0001, 0002…). Na kwamba faili zinapaswa kuwa katika muundo wa AD4 au WAV. Zaidi ya hayo moduli inafanya kazi tu kwenye kadi ndogo ya 1gb SD. Moduli zingine zinafanya kazi kwenye kadi za 2gb na kadi inaweza kushikilia faili za sauti 504. Kwa hivyo unaweza kujumuisha idadi nzuri ya faili za sauti kucheza kwa idadi nzuri ya maswali. Unaweza hata kutengeneza faili zako za sauti za AD4 (Unaweza kuruka sehemu hii ikiwa unaweza kuzoea na faili za sauti zilizotolewa pamoja na hii isiyoweza kubadilika) Kwanza., lazima uwe na laini mbili, programu ya kuhariri sauti na programu inayoitwa 4D SOMO TOOL ambayo ingeweza kubadilisha faili kuwa fomati ya AD4. Pili, lazima uandae Sauti za Robot. Unaweza kubadilisha maandishi kuwa hotuba au hata kurekodi sauti yako mwenyewe na utengeneze sauti za Robot. Zote hizi zinaweza kufanywa katika Programu ya Kuhariri Sauti. Lakini hakika, roboti hazionekani vizuri ikiwa wanazungumza sauti za wanadamu. Kwa hivyo inapaswa kuwa bora kubadilisha maandishi kuwa hotuba. Kuna injini anuwai kama Microsoft Anna na Microsoft Sam Kompyuta yako ambayo itasaidia kufanya hivi. Baada ya kuandaa faili za sauti, lazima uihifadhi katika 32000 Hz na katika Umbizo la WAV. Hii ni kwa sababu moduli inaweza kucheza faili za sauti hadi 32000 Hz. Kisha tumia 4D SOMO TOOL kubadilisha faili kuwa fomati ya AD4. Ili kufanya hivyo, fungua tu SOMO TOOL, chagua faili, na bonyeza AD4 Encode na faili zako za sauti ziko tayari. Unaweza kuangalia picha hapo juu kwa kumbukumbu. Kama unataka maelezo zaidi katika kutengeneza sauti za roboti, unaweza kwenda hapa:

[Kutengeneza Sauti za Roboti] Hapa kuna faili za sauti za asili na programu:

Hatua ya 10: Kufanya Uunganisho

Fupisha pini zote za Vcc za moduli husika pamoja na unganisha kwenye pini ya 5v kwenye arduino. Fanya vivyo hivyo kwa pini za gnd. Hapa kuna unganisho la moduli tofauti. Moduli ya HC 05: RX pini kwa arduino kuchimba pini 0. Pini ya pin kwa arduino kuchimba pin 1. HC SR04 sensor: Echo pin kwa arduino kuchimba pin 6. Trig pin kwa arduino dig pin 7WTV020-SD moduli: pin1 (kuweka upya pini) kwa arduino chimba pin2.pin4 kwa spika + pin5 kwa spika -pin7 (saa) kwa arduino kuchimba pin3.pin8 hadi gnd.pin10 (data) hadi arduino dig pin4.pin15 (busy) hadi arduino dig pin5 pin 16 hadi 3.3v Kisha unganisha waya ya servo (ya manjano) na kuchimba pini 12. Mdhibiti wa motor wa L293d: piga A1 hadi arduino kuchimba pin 8. pin A2 hadi arduino dig pin 9. pin B1 to arduino dig pin 10. pin B2 kwa arduino kuchimba pini 11. Kumbuka kwamba katika roboti hii, tunatumia moduli mbili za L293d. Hii ni kwa sababu moduli moja ina uwezo wa kuwezesha motors mbili. Ili kudhibiti motors nne, tunatumia madereva mawili ya magari. Kwa hivyo kumbuka kufanya unganisho rudufu kwenye moduli zote mbili za mtawala. Kwa mfano unganisha pini ya Arduino 8 kubandika A1 ya moduli zote mbili za dereva. Usisahau kuunganisha pato la moduli moja kwenye motors mbili na moduli nyingine kwenye motors zingine mbili. Angalia mchoro kwa kumbukumbu zaidi.

Hatua ya 11: Nambari ya Arduino

Ilikuwa wakati wa kufurahisha kutengeneza nambari hiyo. Sio nambari ngumu kabisa, hutumia tu maktaba kadhaa kuwasiliana na Android na moduli ya sauti. Sehemu kuu ya kazi hufanyika kwenye Android na sio katika Arduino. Nambari hiyo inategemea mawasiliano ya Bluetooth na data inayoingia kutoka Bluetooth. Nambari imeundwa kwa njia ambayo inabidi tupe amri ya sauti kwa roboti kutekeleza njia tofauti na Arduino inaendelea kuangalia alama zinazoingia za Bluetooth. Ili kusimamisha hali yoyote, lazima tu tuseme "simama". Shida pekee na nambari ni kwamba tunapaswa kuzima robot wakati iko katika Njia ya Kuepuka Kizuizi. Hatuwezi kutumia amri ya "kuacha" katika hali hii. Hii ni kwa sababu kuweka huduma hii huathiri kasi ya skanning umbali wa vitu. Arduino italazimika kusoma wakati huo huo umbali wa kitu na vile vile ishara zinazoingia za Bluetooth. Hii inaingilia hali na roboti inashindwa kujilinda kikamilifu kutoka kwa vizuizi. Roboti inaweza kushindwa kusimama papo hapo hata ikiwa umbali mbele ni chini ya cm 30. Kwa hivyo itakuwa vizuri kutokujumuisha huduma hii katika hali hii. Pakua tu maktaba na nambari na Uipakie kwa Arduino. Lakini usisahau kuchukua pini za TX na RX (0, 1) kutoka Arduino kabla ya kupakia. Pini hizi hutumiwa kwa mawasiliano ya Serial na hutumiwa wakati wa kupakia nambari. Na katika roboti hii, pini hizi hutumiwa kuunganisha moduli ya Bluetooth. Kwa hivyo kumbuka kuziondoa zingine zinaweza kukwamisha Moduli yako ya Bluetooth. Hapa kuna nambari na maktaba:

Hatua ya 12: Kupanga Matatizo na Kufanya Maboresho

Unaweza kuruka hatua hii kwa sababu inahusika tu na maboresho ya roboti. Shida nyingi hujitokeza kwenye moduli ya WTV-020-SD-16p, juu ya uwezo wa kadi ya kumbukumbu. Hii ni kwa sababu moduli zingine hufanya kazi kwenye kadi 2 GB wakati zingine hazifanyi kazi. Kwa hivyo ni bora kutumia kadi ndogo ya 1 GB. Hakungekuwa na shida sana kutumia matoleo anuwai ya vifaa. Kutajwa kunaweza kutolewa kwa matoleo tofauti ya moduli ya wtv 020 sd. Hii ni kwa sababu kuna tofauti tu ya ufungaji kati ya moduli, wakati vitu vingi vya ndani vinabaki vile vile. Jambo lingine muhimu, kutumia PCB kwa roboti itasaidia katika kupunguza matumizi ya sasa kwa kiwango kikubwa. Ikiwa unaunganisha vifaa tofauti kama mimi, ingekugharimu sasa kwa sababu kiasi kizuri kitapotea kwenye waya, kuwa na upinzani mkubwa. Hii ni kwa sababu mzunguko ni mkubwa wa kutosha. Hii haiwezi kujumuisha muundo wa PCB (kwa sababu sikuifanya) lakini inaweza kuongeza ufanisi wa roboti. Lakini BLUE ROVIER 316 haijafanywa bado! Nilifikiria kujumuisha huduma zingine kama vile kufuata mistari, kutatua mazes na vitu vingine vingi. Lakini ilibaki kuwa ndoto kwa sababu ya ukosefu wa pini kwenye Arduino UNO (BLUE ROVIER hula kweli pini nyingi za Arduino). Kwa hivyo nadhani ya kuboresha huduma zote za roboti hii na kuzichanganya pamoja ili kuunda Roboti ya kisasa na muhimu ya Arduino. Kwa hivyo uwe tayari kuona maoni yaliyobadilishwa ya ROVIER katika miezi michache !!! Ninatamani hata kuona matoleo mengine ya roboti na watu wengine wenye ubunifu zaidi kuliko wangu !!!!

Hatua ya 13: Kucheza na Robot

Washa roboti na uone jinsi inakusalimu, inacheza na wewe. Uliza swali lolote (sio la kijinga!) Na uangalie ni jibu. Unaweza kusema kufuata mistari au kuendelea. Sema tu "simama" wakati unataka kusimamisha roboti.

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Roboti 2017