BOB' V2.0: 6 passaggi (con immagini)

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

Questo è un sequel, per così dire, del "Robot evita ostacoli con una personalità" istruibile. In quell'istruzione, ho deciso di chiamare il robot "BOB". BOB aveva alcuni difetti e svantaggi, quindi ora ho migliorato BOB in alcuni modi. (Lui? Esso?) ora ha di meglio:

• Resistenza (sistema di alimentazione migliorato)
• "Visione" (sensori aggiuntivi)
• 'Nervi' (i collegamenti sono fatti in modo più sicuro)
• Brainpower (diverso microcontrollore)

Bob ora utilizza un regolatore di commutazione e una batteria RC da 9,6 V per l'alimentazione, supporti per sensori migliori, un sensore IR GP2D12 aggiuntivo, un servo per il panning per il telemetro a ultrasuoni e un microcontrollore AVR ATmega168 su una scheda di sviluppo Arduino. Ho sempre amato costruire progetti con i microcontrollori, e cosa c'è di meglio che costruire un robot con uno per mostrare le capacità più complete del microcontrollore!

Passaggio 1: elenco delle parti

Ecco un elenco di cosa comprende BOB e dove trovarli: Servi:

• 1x Futaba S3003 (Hobby Servo) - Hobbytown USA, Futaba.com
• 2x Servo a rotazione continua Parallax - Parallax.com, Acroname.com

Hardware/Cavi di prototipazione:

• 1x cavo sensore a 3 fili - Qualsiasi rivenditore di parti robotiche online. Ho preso il mio da Trossenrobotics.com.
• 4x 'Jack analogici per montaggio su scheda'. - Li ho presi QUI. Penso che tu possa ottenerli anche da Digikey.
• Tagliere - Radioshack
• Varie lunghezze di cavo (per i collegamenti sulla breadboard). Ho usato una breadboard perché ODIO la saldatura. La breadboard viene utilizzata per effettuare tutte le connessioni tra i sensori e il microcontrollore.
• Intestazioni maschili - Ne ho avute alcune che ho ricevuto da sparkfun QUI.

Sensori:

• 3x sensori IR Sharp GP2D12 (con cavi a 3 fili) - Acroname, Trossen Robotics (è lì che ho preso il mio), Devantech
• 'Ping)))' Telemetro ultrasonico - Parallax.com, penso di averlo visto in altri posti online…

Potenza:

• Batteria ricaricabile Ni-Cd da 9,6 V (o qualsiasi altro pacco batteria da 8 celle AA/qualsiasi batteria ricaricabile sopra i 9 V) - Ho avuto questo da molto tempo fa, quando una volta era usato per un'auto da corsa RC. Puoi trovarli praticamente in qualsiasi negozio di hobby.
• Regolatore di tensione a commutazione 5V 1A - Dimension Engineering.com o Trossen Robotics (dove ho preso il mio)
• Connettore appropriato per adattarsi alla batteria che stai utilizzando (per effettuare il collegamento tra la batteria e l'elettronica).

Computer:

Microcontrollore Arduino (Arduino Diecimila; so che l'immagine mostra un NG; è stato un incidente. Volevo caricare una foto del Diecimila. Ho usato il Diecimila, ma non è necessario avere l'ultimo modello di Arduino per questo robot.)

Telaio:

Il telaio che ho usato è quello che ho preso da un kit di Parallax chiamato "BOE-Bot Kit". Puoi usare il plexiglass, un foglio di plastica di dimensioni adeguate, un telaio prelavorato da un rivenditore online o persino un blocco di legno

Gestione dei cavi:

Fascette per cavi - (quelle cose bianche e di plastica che trovi nella confezione per tenere insieme le cose) Puoi trovarle nel deposito di casa, nei negozi o praticamente in qualsiasi negozio di ferramenta

Altro:

• 1x altoparlante/elemento piezoelettrico: l'ho usato come indicatore; l'Arduino emette un segnale acustico quando il programma inizia a funzionare
• 1x LED
• 1x resistenza da 200 ohm (per il LED)

Passaggio 2: avvio dell'assemblaggio - Montaggio della staffa del sensore IR Sharp

Ci sono alcune fessure che si allineano con i fori e le fessure sul telaio. Fissare la staffa di montaggio del sensore con due viti e dadi sul lato inferiore.

Passaggio 3: montare il Pan Servo e il telemetro a ultrasuoni

Il servo di panning serve per spostare il Ping))) orizzontalmente per un'ampia gamma di rilevamento di oggetti, nonché per misurare distanze a vari angoli per determinare il percorso di viaggio più chiaro. Ho usato alcuni distanziatori per montare il servo e alcune delle viti che avevo. La dimensione che vuoi usare per questo hardware è davvero piccola; Non sono stato in grado di trovare viti del "filo" appropriato da nessuna parte se non online. Ottengo questo hardware da Sparkfun Electronics o Parallax (entrambi online). Entrambi questi rivenditori hanno tutte le viti e i distanziatori delle stesse dimensioni. Ora, per il telemetro ad ultrasuoni. Ho realizzato su misura una staffa di montaggio per il ranger ultrasonico Ping))) perché non volevo spendere soldi extra per uno online. Ho usato del plexiglas, un bordo dritto (lametta da barba) e un morsetto a C per spezzare la plastica. Tutto quello che devi fare per realizzare questo supporto è misurare il telemetro ad ultrasuoni, ritagliare due pezzi identici di plexiglass un paio di mm più grandi della dimensione del ranger ad ultrasuoni, praticare i fori dove necessario e incollarli ad angolo retto come mostrato. Infine, praticare un piccolo foro appena leggermente più grande della vite che è stata fissata alla testa del servo, inserire la vite e quindi collegare l'intero gruppo al servo. Potrei essere bravo con la programmazione e la creatività, ma la lavorazione dell'hardware per un robot fatto in casa non è sicuramente uno dei miei punti forti. Che cosa vuol dire? Se posso farlo, sicuramente puoi! Note sul servo: Non devi acquistare specificamente una Futaba S3003 come ho usato; puoi usare qualsiasi servo che desideri, purché abbia un ampio grado di movimento; è importante per questo progetto! Penso che il servo Futaba che ho usato abbia ~ 180 gradi di movimento. Quando sono andato alla ricerca di un servo da utilizzare come servo per il panning per BOB, ho cercato quello più economico che ho trovato e quello che sto usando fa perfettamente il lavoro. Se hai un servo per hobby standard con ~ 180 gradi di movimento, allora sei pronto per questa parte, MA - potresti dover regolare i valori PWM nel codice sorgente per adattarlo al tuo servo, perché se non lo fai 't, potresti DANNEGGIARE IL SERVO. Ho rovinato accidentalmente un servo in quel modo prima, quindi fai attenzione quando usi un nuovo servo; scopri i "limiti" dei valori PWM, altrimenti proverà a girare più lontano di quanto possa fisicamente (i servi sono "stupidi") e rovinerà gli ingranaggi al suo interno (a meno che tu non ne abbia acquistato uno davvero carino con ingranaggi in metallo).

Passaggio 4: aggiungi il cervello di BOB (l'Arduino) e crea le connessioni

Per un 'cervello' più veloce, ho deciso di utilizzare l'Arduino (ATmega168) che, nonostante giri a soli 16Mhz (rispetto ai 20Mhz del BS2), è molto più veloce del BS2 perché non ha l'interprete coinvolto che hanno i BASIC Stamp usare. Anche se i BASIC Stamp sono ottimi per progetti semplici e facili da usare, non sono così potenti e non si adattavano al conto (come ho scoperto a mie spese con 'BOB V1.0'). Da qualche parte in rete, ho visto un'alternativa economica all'Arduino Proto Shield; tutto quello che devi fare è prendere una di quelle breadboard radioshack gialle e fissarla sul retro dell'arduino con un elastico! Puoi portare i pin necessari intorno alla breadboard con un filo corto. Pubblicherei uno schema, ma non ci sono circuiti che devi costruire, solo le connessioni segnale, vcc e gnd. I collegamenti sono:

• Pin (Analogico) 0: Sinistra GP2D12
• Pin (Analogico) 1: Centro GP2D12
• Pin (analogico) 2: destro GP2D12
• Pin 5: Pan Servo
• Pin 6: servo azionamento sinistro
• Pin 7: Telemetro ad ultrasuoni ('Ping)))')
• Pin 9: Servo azionamento destro
• Pin 11: Altoparlante piezo

Non ho usato condensatori di filtro aggiuntivi perché il regolatore di commutazione da 5 V li ha integrati. L'unico componente grezzo che devi usare è un resistore da 220 ohm per il LED collegato a VCC (+) come indicatore di alimentazione.

Passaggio 5: trasforma l'hardware in un robot funzionante

Ecco il codice per BOB. Ci sono molti commenti per aiutare a capire cosa sta succedendo. C'è anche un codice "commentato" che non viene utilizzato o viene utilizzato per il debug. La sezione del codice che gestisce le letture del telemetro ad ultrasuoni è stata realizzata da un altro autore; L'ho preso dal sito di Arduino. Il merito di quella sezione va a quell'autore. *IMPORTANTE*: Ho scoperto che per visualizzare il codice, devi aprirlo in un elaboratore di testi (Microsoft Word, Blocco note, Wordpad, OpenOffice, ecc.). Per qualche motivo per impostazione predefinita è un "file Windows Media TMP".

Passaggio 6: note finali

Espanderò le capacità di BOB: spero di aggiungere presto un sensore sonoro, un sensore di luce, un sensore PIR per rilevare le persone e forse anche altri sensori. Al momento, il BOB evita solo gli ostacoli. I 3 sensori IR servono per rilevare oggetti mentre il robot si muove in avanti e il ranger ultrasonico è lì per: A) quando il robot si muove in avanti, rilevando oggetti nei punti ciechi dei sensori IR e B) quando BOB rileva troppi oggetti entro un certo tempo, 'cercherà' la via libera del viaggio; panning il servo e controllando vari angoli per un percorso più chiaro. Penso che BOB durerà circa 1 ora e 20 minuti con una carica completa con il regolatore di tensione di commutazione e la batteria da 9,6 V. Inoltre, so che il modo in cui la breadboard e l'Arduino sono posizionati sullo chassis è un po' precario, ma rimane con un elastico. Troverò presto un modo per fissarlo con dell'hardware e quindi farlo sembrare più lucido. Aggiungerò a questo istruibile in futuro … Di seguito è riportato un video in azione! Ho anche incluso i manuali per i sensori proprio come nell'istruzione BOB 1.0 ("Robot che evita gli ostacoli con una personalità"). Quello 'DE-……' è per il regolatore di commutazione.