Ard-e: o robô com um Arduino como cérebro: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Como criar um robô controlado por Arduino de código aberto por menos de $ 100.

Esperançosamente, depois de ler este manual, você será capaz de dar seu primeiro passo na robótica. O Ard-e custa cerca de US $ 90 a US $ 130, dependendo de quantos eletrônicos sobressalentes você tem. Os principais custos são: Arduino Diecimella- $ 35 https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Kit Bulldozer- $ 31 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo-$ 10 Eu comprei o meu em uma loja local de hobby Worm gear Motor- $ 12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Vários outros eletrônicos- cerca de $ 10 radioshack ou digikey.com Sensores - algo entre US $ 0 e US $ 28, dependendo de quantos você quiser e de quão extensa é sua pilha de lixo eletrônico. Então, gastando cerca de US $ 100, você obtém um robô de controle remoto com um sistema de pan e tilt que pode ser usado para apontar uma câmera, um hackeado airsoft gun (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) ou você pode anexar um laser a ela porque é isso que você tem por aí. Se você quisesse ser realmente cruel, poderia anexar um laser de DVD a ele e gravar o que quiser (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Além de fazer o sistema de pan e tilt que é controlado remotamente você também pode comprar cerca de três dólares em chips, conectar sensores ao Ard-e e torná-lo totalmente autônomo. Por cerca de cem dólares, você pode construir seu próprio sistema de robótica que tem a maior parte da funcionalidade de um robô roomba ou lego-mindstorms: pode sentir quando bate em algo, ser programado para evitar o que bate, pode seguir o mais brilhante ilumine, cheire poluentes, ouça sons, saiba exatamente até onde foi e seja controlado por um velho controle remoto reciclado. Tudo isso por cerca de metade do preço das unidades comerciais. Esta é a minha entrada no concurso de robôs RobotGames, então, se você gostar, vote nele! Nota- Originalmente, eu iria entrar na versão de controle remoto apenas como minha entrada no concurso, mas como o prazo foi adiado, vou mostrar a você como fazer Ard-e correr sozinho. Então, para saber como construir Ard-e

Etapa 1: construir sua escavadeira

Assim, uma vez que você obtenha seu novo kit de escavadeira pelo correio ou em sua loja local, você terá que montá-lo. Esses kits da Tamiya tendem a ser um pouco caros, mas valem a pena. Encontrei a caixa de engrenagens sem-fim que uso para movimentar o laser em uma caixa de projetos antigos cobertos de poeira, que não tinha sido tocada por talvez três anos. Depois de soprar a poeira e conectá-la, ela funcionou bem.

Um canivete ou um homem-couro devem ser todas as ferramentas de que você precisa para instalar a escavadeira. As instruções são passo a passo e fáceis de seguir, mesmo que o inglês seja um pouco instável. Como eu não estava planejando usar Ard-e como uma escavadeira realmente fraca, não coloquei o arado. Os motores CC que acionam o bulldozer são controlados pelos interruptores de dois pólos duplos (DPDT) que compõem o controlador. Eu adicionei um diagrama sobre como conectar sua própria chave DPDT para controlar um motor, porque mais tarde acabei controlando o motor de panning com outra chave DPDT. Esperançosamente, o diagrama deixa claro que o interruptor, quando acionado para um lado, faz o motor girar para um lado e, quando acionado para o outro, ele gira para o outro.

Etapa 2: montar o sistema de panorâmica e inclinação

Portanto, agora você tem uma base para Ard-e que foi bem projetada e construída (espero que o inglês nas instruções não o tenha confundido muito). Agora você precisa construir algo que esta base possa dirigir e fazer coisas legais. Eu escolhi colocar outro motor DC e um servo nele como um sistema pan e tilt que poderia ser usado para apontar o que você quisesse. O servo é controlado pelo Arduino e o motor panorâmico é controlado por um switch DPDT que comprei no Radio Shack por cerca de dois dólares. Para controlar o servo, escrevi um código no ambiente do software Arduino que lê a queda de tensão de um potenciômetro e converte para o ângulo para o qual o servo deve ser movido. Para implementar isso no Arduino, você conecta o fio de dados do servo a um dos pinos de saída digital no Arduino e o fio de mais tensão a 5 V e o fio terra ao aterramento. Para o potenciômetro, você precisa conectar os dois terminais externos a + 5V e o outro ao aterramento. O fio do meio do potenciômetro deve então ser conectado a uma entrada analógica. O potenciômetro então atua como um divisor de tensão com valores possíveis de 0 V a +5. Quando o Arduino lê a entrada analógica, ele a lê de 0 a 1023. Para obter um ângulo para executar o servo em, divido o valor que o Arduino estava lendo por 5,68 para obter uma escala de aproximadamente 0-180. Aqui está o código que usei para controlar o servo de inclinação de um potenciômetro: #include int potPin = 2; // seleciona o pino de entrada para o potenciômetroServo servo1; int val = 0; // variável para armazenar o valor proveniente do potenciometervóide setup () {servo1.attach (8); // seleciona o pino para o servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // ler o valor do potenciômetro val = val / 5.68; // converte o valor para graus servo1.write (val); // faz com que o servo vá a esse nível Servo:: refresh (); // comando necessário para executar o servo} Se você precisar de ajuda para trabalhar com o Arduino como eu fiz, sugiro que vá para www.arduino.cc. É um site de código aberto fantástico que é realmente útil. Então, depois de testar o controle do servo e da chave, eu precisava de um lugar para colocá-los. Acabei usando um pedaço de madeira cortado no mesmo comprimento do Ard-e e aparafusando-o na placa traseira com um pedaço de alumínio dobrado em um ângulo de 90 graus. Em seguida, instalei a chave DPDT e o potenciômetro no controlador. Foi um aperto apertado e eu tive que fazer outro orifício no topo para tirar os fios, mas no geral funcionou muito bem. Eu também acabei soldando fios no circuito do controlador existente para alimentar a caixa de engrenagens sem-fim. Eu realmente provavelmente deveria ter usado outro servo para a panorâmica, mas a loja de hobby que visitei tinha apenas um dos dez dólares e o motor pode girar 360 graus ao contrário do servo. O motor está um pouco lento. Agora vamos ao teste.

Etapa 3: Testar e fazer a versão controlada remotamente do Ard-e

Portanto, antes de começarmos a usar o Ard-e, precisamos fazer o Arduino móvel. Tudo o que você precisa para que o Decimilla se torne móvel é uma bateria de 9 volts conectada a um plugue que se encaixa na fonte de alimentação externa. Acabei cortando o cabo de alimentação de um transformador antigo e peguei um clipe de bateria de nove volts desmontando um velho de nove volts. O jumper também precisa ser movido da alimentação USB para a alimentação ext. Se a bateria estiver conectada corretamente, a luz de energia do Arduino deve acender. Se não, você provavelmente errou a polaridade e deve trocar os fios. Eu fiz isso no início e não causou nenhum dano ao chip, mas não recomendaria fazer isso por muito tempo.

Agora você deve testar para ver se tudo está funcionando conforme o esperado. Anexe algo ao sistema de pan e tilt, como uma câmera ou led. Usei um laser com zíper no servo porque se encaixava bem e eu tinha um por perto. Dirija o Ard-e e tente não direcionar o laser para seus olhos. Quando coloquei o Ard-e pela primeira vez, coloquei o Arduino atrás do controlador e colei-o no lugar. Com essa configuração, toda vez que eu acionava os motores de acionamento ou o motor de panning, o servo iria para a posição de 0 graus. Aparentemente, o funcionamento dos motores iria interferir com o pulso de controle de tempo e fazer o servo pensar que deveria estar a 0 graus. Achei que isso provavelmente era devido ao comprimento do fio de controle no servo de Ard-e. Ele teve que correr de Ard-e para o Ardunio atrás do controlador o tempo todo estando próximo aos fios que conduzem a corrente para os motores. Esses fios induziram muito ruído no fio de controle e fizeram com que ele chegasse a 0. Para corrigir esse problema, movi o Arduino de trás do controlador para o Ard-e. Observe a montagem de fita adesiva de aparência muito profissional do servo e do Arduino. Isso eliminou a indução de ruído dos fios do motor e corrigiu o problema. Os fios longos então carregavam a energia e o sinal de entrada do potenciômetro em vez da energia e o sinal de controle do servo. O ruído dos fios do motor agora afeta a leitura do potenciômetro, que tem pouco ou nenhum efeito no grau em que o servo é acionado. Agora você tem a versão controlada remotamente do Ard-e. Basicamente, você acabou de fazer um carro caseiro muito legal com o qual você pode dirigir por aí e apontar as coisas. O Arduino é subutilizado, para dizer o mínimo. Ard-e agora está usando 1/6 de sua capacidade de sentir o mundo analógico e 1/14 de suas capacidades de E / S digital. Você poderia economizar algum dinheiro e simplesmente comprar o servo e o Arduino se um carro feito em casa for tudo o que você deseja…. Mas se você quiser realmente mergulhar na robótica, leia sobre como fazer Ard-e dirigir sozinho.

Etapa 4: Ard-e on Auto: Usando o Ardunio para acionar os motores DC

Segundo Prêmio no Concurso de Robôs Instructables e RoboGames