Ard-e: il robot con un Arduino come cervello: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Come creare un robot open source controllato da Arduino per meno di $ 100.

Spero che dopo aver letto questo tutorial sarai in grado di fare il tuo primo passo nella robotica. Ard-e costa circa $ 90 a $ 130 a seconda di quanta elettronica di riserva hai in giro. I costi principali sono: Arduino Diecimella- $35 https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Bulldozer kit- $31 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- $10 Ho preso il mio in un negozio di hobby locale Motoriduttore a vite senza fine- $12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Varie altre elettroniche- circa $10 radioshack o digikey.com Sensori - ovunque da 0 dollari a $ 28 a seconda di quanti ne vuoi e quanto è estesa la tua pila di elettronica spazzatura Quindi con una spesa di circa $ 100 ottieni un robot telecomandato con un sistema di panoramica e inclinazione che potrebbe essere utilizzato per puntare una telecamera, un hackerato pistola airsoft (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) o potresti attaccarci un laser perché è quello che hai in giro. Se volevi essere davvero crudele potevi attaccarci un dvd laser e masterizzare quello che volevi (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Oltre a realizzare il sistema di pan e tilt che è telecomandato puoi anche acquistare circa tre dollari di chip, collegare sensori ad Ard-e e renderlo completamente autonomo. Per circa un centinaio di dollari puoi costruire il tuo sistema robotico che ha la maggior parte delle funzionalità di un roomba o di un robot lego-mindstorms: può percepire quando urta qualcosa essere programmato per evitare ciò che urta, può seguire i più brillanti luce, annusare sostanze inquinanti, ascoltare suoni, sapere con precisione fino a che punto è andato ed essere controllato da un vecchio telecomando riciclato. Tutto questo per circa la metà del prezzo delle unità commerciali. Questa è la mia partecipazione al concorso robot RobotGames, quindi se ti piace assicurati di votarlo! Nota- Originariamente stavo per partecipare alla versione telecomandata solo come mia iscrizione al concorso, ma poiché la scadenza è stata posticipata, ti mostrerò come far funzionare Ard-e da solo. Quindi su come costruire Ard-e

Passaggio 1: costruisci il tuo bulldozer

Quindi, una volta ricevuto il tuo nuovo kit bulldozer per posta o presso il tuo negozio di hobby locale, devi metterlo insieme. Questi kit di Tamiya tendono ad essere un po' costosi, ma ne vale la pena. Ho trovato il riduttore a vite senza fine che uso per spostare il laser in una scatola di vecchi progetti coperti di polvere, non veniva toccato da forse tre anni. Dopo aver soffiato via la polvere e averlo collegato, funzionava bene.

Un coltellino tascabile o un leatherman dovrebbero essere tutti gli strumenti di cui avrai bisogno per impostare il bulldozer. Le istruzioni sono passo passo e facili da seguire anche se l'inglese è un po' traballante. Dato che non avevo intenzione di usare Ard-e come un bulldozer molto debole, non ho attaccato l'aratro. I motori a corrente continua che azionano il bulldozer sono controllati dagli interruttori bipolari a doppia corsa (DPDT) che compongono il controller. Ho aggiunto un diagramma su come collegare il tuo interruttore DPDT per controllare un motore perché in seguito finisco per controllare il motore di panoramica con un altro interruttore DPDT. Si spera che il diagramma chiarisca che l'interruttore quando viene lanciato in una direzione fa girare il motore in una direzione e quando viene lanciato nell'altra gira nell'altra direzione.

Passaggio 2: assemblare il sistema di panoramica e inclinazione

Quindi ora hai una base per Ard-e che è progettata e costruita bene (si spera che l'inglese nelle istruzioni non ti abbia buttato fuori troppo). Ora devi costruire qualcosa che questa base possa guidare e fare cose interessanti. Ho scelto di mettere un altro motore DC e un servo su di esso come un sistema di panoramica e inclinazione che potrebbe essere utilizzato per mirare a qualsiasi cosa tu voglia. Il servo è controllato dall'Arduino e il motore di panning è controllato da un interruttore DPDT che ho comprato a Radio Shack per circa due dollari. Per controllare il servo ho scritto del codice nell'ambiente software Arduino che legge la caduta di tensione di un potenziometro e la converte nell'angolo a cui dovrebbe essere spostato il servo. Per implementarlo su Arduino, colleghi il cavo dati del servo a uno dei pin di uscita digitale su Arduino e il cavo della tensione positiva a 5 V e il cavo di terra a terra. Per il potenziometro è necessario collegare i due cavi esterni a +5V e l'altro a massa. Il cavo centrale del potenziometro deve quindi essere collegato a un ingresso analogico. Il potenziometro funge quindi da partitore di tensione con possibili valori da 0V a +5. Quando Arduino legge l'ingresso analogico, lo legge da 0 a 1023. Per ottenere un angolo per far funzionare il servo ho diviso il valore che l'Arduino stava leggendo per 5,68 per ottenere una scala di circa 0-180. Ecco il codice che ho usato per controllare il servo tilt da un potenziometro:#include int potPin = 2; // seleziona il pin di ingresso per il potenziometroServo servo1;int val = 0; // variabile per memorizzare il valore proveniente dal potenziometervoid setup() { servo1.attach(8); //seleziona il pin per il servo}void loop() { val = analogRead(potPin); // legge il valore dal potenziometro val = val / 5.68; //converte il valore in gradi servo1.write(val); //fai andare il servo a quel grado Servo::refresh(); // comando necessario per eseguire il servo} Se hai bisogno di aiuto per lavorare con Arduino come ho fatto io, ti consiglio vivamente di andare su www.arduino.cc È un fantastico sito Web open source che è davvero utile. Quindi, dopo aver testato il controllo del servo e dell'interruttore, avevo bisogno di un posto dove metterli. Ho finito per usare un pezzo di legno di scarto tagliato a circa la stessa lunghezza di Ard-e e avvitarlo nel pannello posteriore con un pezzo di alluminio piegato a un angolo di 90 gradi. Ho quindi installato l'interruttore DPDT e il potenziometro nel controller. È stata una stretta stretta e ho dovuto praticare un altro foro nella parte superiore per far passare i fili, ma nel complesso ha funzionato abbastanza bene. Ho anche finito per saldare i fili sui circuiti del controller esistente per alimentare la scatola degli ingranaggi a vite senza fine. Probabilmente avrei dovuto usare un altro servo per il panning, ma il negozio di hobby in cui sono andato aveva solo uno di quelli da dieci dollari e il motore può girare di 360 gradi a differenza del servo. Il motore però è un po' troppo lento. Ora passiamo ai test.

Passaggio 3: test e realizzazione della versione telecomandata di Ard-e

Quindi, prima di iniziare a guidare Ard-e, dobbiamo rendere mobile Arduino. Tutto ciò di cui hai bisogno affinché il Decimilla diventi mobile è una batteria da 9 volt collegata a una spina che si inserisce nell'alimentatore esterno. Ho finito per tagliare il cavo di alimentazione da un vecchio trasformatore e ho ottenuto una clip da nove volt smontando un vecchio nove volt. Anche il jumper deve essere spostato dall'alimentazione USB all'alimentazione ext. Se la batteria è collegata correttamente, la spia di alimentazione su Arduino dovrebbe accendersi. In caso contrario, probabilmente hai sbagliato la polarità e dovresti scambiare i fili. L'ho fatto all'inizio e non ha causato alcun danno al chip, ma non consiglierei di farlo a lungo.

Ora dovresti provare per vedere se tutto funziona come previsto. Attacca qualcosa al sistema di panoramica e inclinazione come una telecamera o un led. Ho usato un laser legato al servo perché si adattava bene e ne avevo uno in giro. Guida Ard-e in giro e cerca di non puntare il laser nei tuoi occhi. Quando ho messo insieme Ard-e per la prima volta, ho messo l'Arduino dietro il controller e l'ho fissato in posizione. Con questa configurazione ogni volta che azionavo i motori di azionamento o il motore di panoramica, il servo andava in posizione 0 gradi. Apparentemente il funzionamento dei motori interferirebbe con l'impulso di controllo della temporizzazione e farebbe pensare al servo che avrebbe dovuto essere a 0 gradi. Ho pensato che questo fosse probabilmente dovuto alla lunghezza del cavo di controllo sul servo di Ard-e. Doveva correre da Ard-e all'Ardunio dietro il controller pur essendo in prossimità dei fili che portavano la corrente ai motori. Questi fili hanno indotto molto rumore nel cavo di controllo e lo hanno portato a 0. Per risolvere questo problema ho spostato l'Arduino da dietro il controller su Ard-e. Notare il montaggio del nastro adesivo dall'aspetto molto professionale sia del servo che dell'Arduino. Ciò ha eliminato i cavi del motore che inducono rumore e ha risolto il problema. I fili lunghi quindi trasportavano l'alimentazione e il segnale di ingresso dal potenziometro invece del segnale di alimentazione e di controllo per il servo. Il rumore dei fili del motore ora influisce sulla lettura del potenziometro che ha poco o nessun effetto sul grado a cui è guidato il servo. Quindi ora hai la versione telecomandata di Ard-e. Fondamentalmente hai appena realizzato un'auto costruita in casa davvero fantastica che puoi guidare e puntare a cose con cui. L'Arduino è a dir poco sottoutilizzato. Ard-e in questo momento sta usando 1/6 della sua capacità di percepire il mondo analogico e 1/14 delle sue capacità di I/O digitali. Potresti risparmiare un po 'di soldi ed estrarre il servo e Arduino se un'auto costruita in casa è tutto ciò che desideri …. Ma se vuoi davvero affondare i denti nella robotica, continua a leggere su come far guidare Ard-e da solo.

Passaggio 4: Ard-e su Auto: utilizzo di Ardunio per azionare i motori CC

Secondo Premio al Concorso Robot Instructables e RoboGames