BOB' V2.0: 6 etapas (com imagens)

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

Esta é uma sequência, por assim dizer, do instrutível "Robô que evita obstáculos com uma personalidade". Nesse instrutível, decidi chamar o robô de 'BOB'. O BOB tinha algumas falhas e desvantagens, então agora melhorei o BOB de algumas maneiras. (Ele? É?) Agora tem melhor:

• Stamina (sistema de energia aprimorado)
• 'Visão' (sensores extras)
• 'Nervos' (as conexões são feitas com mais segurança)
• Brainpower (microcontrolador diferente)

Bob agora usa um regulador de comutação e uma bateria RC de 9,6 V para alimentação, melhores montagens de sensor, um sensor GP2D12 IR extra, um servo panorâmico para o telêmetro ultrassônico e um microcontrolador AVR ATmega168 em uma placa de desenvolvimento Arduino. Sempre adorei construir projetos com microcontroladores, e o que seria melhor do que construir um robô com um para mostrar todas as habilidades do microcontrolador!

Etapa 1: Lista de peças

Aqui está uma lista do que o BOB é composto e onde obtê-los: Servos:

• 1x Futaba S3003 (Hobby Servo) - Hobbytown USA, Futaba.com
• 2x Parallax Continuous Rotation Servos - Parallax.com, Acroname.com

Hardware de prototipagem / cabos:

• 1x Cabo Sensor de 3 Fios - Qualquer revendedor online de peças robóticas. Peguei o meu em Trossenrobotics.com.
• 4x 'Tomadas analógicas de montagem de placa'. - Eu tenho isso AQUI. Acho que você também pode obtê-los no Digikey.
• Breadboard - Radioshack
• Vários comprimentos de fio (para as conexões na placa de ensaio). Usei uma placa de ensaio porque ODEIO soldar. O breadboard é usado para fazer todas as conexões entre os sensores e o microcontrolador.
• Cabeçalhos masculinos - recebi alguns do sparkfun AQUI.

Sensores:

• 3x Sensores IV Sharp GP2D12 (com cabos de 3 fios) - Acroname, Trossen Robotics (foi onde comprei o meu), Devantech
• 'Ping)))' Ultrasonic Rangefinder - Parallax.com, acho que já vi em outros lugares online …

Poder:

• Bateria recarregável de 9,6 V Ni-Cd (ou qualquer outra bateria de 8 células AA / qualquer bateria recarregável acima de 9 V) - Eu a tinha há muito tempo quando era usada para um carro de corrida RC. Você pode obtê-los em praticamente qualquer loja de hobby.
• Regulador de tensão de comutação 5V 1A - Dimension Engineering.com ou Trossen Robotics (onde comprei o meu)
• Conector adequado para encaixar a bateria que você está usando (para fazer a conexão entre a bateria e os componentes eletrônicos).

Computador:

Microcontrolador Arduino (Arduino Diecimila; sei que a imagem mostra um NG; foi um acidente. Queria fazer upload de uma foto da Diecimila. Usei o Diecimila, mas você não precisa do modelo mais recente do Arduino para este robô.)

Chassis:

O chassis que usei foi obtido de um kit da Parallax chamado 'BOE-Bot Kit'. Você pode usar plexiglass, uma folha de plástico de tamanho apropriado, um chassi pré-usinado de um varejista online ou até mesmo um bloco de madeira

Gerenciamento de cabos:

Braçadeiras - (aquelas coisas brancas de plástico que você encontra na embalagem para segurar as coisas). Você pode comprá-las no depósito doméstico, nas lojas ou em praticamente qualquer loja de ferragens

De outros:

• 1x alto-falante / elemento piezo - usei isso como um indicador; o Arduino emite um bipe quando o programa começa a ser executado
• 1x LED
• 1 resistor de 200 ohm (para o LED)

Etapa 2: Iniciando a montagem - montando o suporte do sensor infravermelho afiado

Existem algumas fendas que se alinham com os orifícios e fendas no chassi. Prenda o suporte de montagem do sensor com dois parafusos e porcas na parte inferior.

Etapa 3: Monte o Pan Servo e Telêmetro ultrassônico

O servo panorâmico serve para panoramizar o Ping))) horizontalmente para uma ampla faixa de detecção de objetos, bem como medir distâncias em vários ângulos para determinar o caminho mais claro de viagem. Usei alguns espaçadores para montar o servo e alguns dos parafusos que tinha. O tamanho que você deseja usar para este hardware é muito pequeno; Não consegui encontrar parafusos da 'rosca' apropriada em qualquer lugar, exceto online. Eu recebo esse hardware da Sparkfun Electronics ou Parallax (ambos online). Ambos os varejistas têm parafusos e espaçadores do mesmo tamanho. Agora, para o telêmetro ultrassônico. Fiz um suporte de montagem personalizado para o Ping))) ranger ultrassônico porque não queria gastar o dinheiro extra em um online. Usei um pouco de acrílico, uma lâmina reta (lâmina de barbear) e uma braçadeira C para separar o plástico. Tudo o que você precisa fazer para fazer esta montagem é medir o telêmetro ultrassônico, cortar duas peças idênticas de plexiglass alguns mm maiores que o tamanho do ranger ultrassônico, fazer os orifícios onde necessário e colá-los em um ângulo reto, conforme mostrado. Por último, faça um pequeno orifício um pouco maior do que o parafuso que veio preso à cabeça do servo, insira o parafuso e, em seguida, prenda todo o conjunto ao servo. Posso ser bom com programação e criatividade, mas usinar o hardware para um robô caseiro definitivamente não é um dos meus pontos altos. Então, o que isso significa? Se eu posso fazer isso, você definitivamente pode! Observações sobre o servo: você não precisa comprar especificamente um Futaba S3003 como eu usei; você pode usar qualquer servo que desejar, desde que tenha um amplo grau de movimento; isso é importante para este projeto! Acho que o servo Futaba que usei tem aproximadamente 180 graus de movimento. Quando fui procurar um servo para usar como servo de panning para o BOB, procurei o mais barato que pude encontrar, e o que estou usando faz o trabalho perfeitamente. Se você tem um servo padrão hobby com ~ 180 graus de movimento, então está tudo pronto para esta parte, MAS - você pode precisar ajustar os valores PWM no código-fonte para caber no seu servo, porque se você não você pode DANIFICAR O SERVO. Eu já estraguei um servo acidentalmente assim antes, então tome cuidado ao usar um novo servo; descubra os 'limites' dos valores PWM, caso contrário, ele tentará girar mais longe do que pode fisicamente (servos são 'burros') e irá arruinar as engrenagens dentro dele (a menos que você tenha comprado um realmente bom com engrenagens de metal).

Etapa 4: adicione o cérebro do BOB (o Arduino) e faça as conexões

Para um 'cérebro' mais rápido, decidi usar o Arduino (ATmega168) que, apesar de rodar a apenas 16Mhz (em comparação aos 20Mhz do BS2), é muito mais rápido que o BS2 porque não tem o intérprete envolvido que os Selos BASIC têm usar. Embora os carimbos BASIC sejam ótimos para projetos simples e fáceis de usar, eles não são tão poderosos e não se encaixam no projeto (como descobri da maneira mais difícil com 'BOB V1.0'). Em algum lugar na 'rede, eu vi uma alternativa barata para o' Arduino Proto Shield '; tudo o que você precisa fazer é pegar uma daquelas placas de ensaio amarelas do Radioshack e prendê-la na parte de trás do arduino com um elástico! Em seguida, você pode trazer os pinos necessários para a placa de ensaio com um pouco de fio curto. Eu postaria um esquema, mas não há circuitos que você precise construir, apenas as conexões de sinal, vcc e gnd. As conexões são:

• Pino (analógico) 0: GP2D12 esquerdo
• Pino (analógico) 1: GP2D12 central
• Pino (analógico) 2: GP2D12 direito
• Pino 5: Pan Servo
• Pino 6: servo da unidade esquerda
• Pino 7: Telêmetro ultrassônico ('Ping)))')
• Pino 9: Servo da unidade direita
• Pino 11: Alto-falante piezo

Não usei nenhum capacitor de filtro extra porque o regulador de chaveamento de 5 V os tem embutidos. O único componente bruto que você precisa usar é um resistor de 220 ohms para o LED conectado ao VCC (+) como um indicador de alimentação.

Etapa 5: Transforme o hardware em um robô funcional

Aqui está o código para BOB. Há muitos comentários lá para ajudar a entender o que está acontecendo. Também há código 'comentado' que não está sendo usado ou é usado para depuração. A seção de código que lida com as leituras do telêmetro ultrassônico foi feita por outro autor; Peguei no site do Arduino. O crédito para essa seção vai para esse autor. * IMPORTANTE *: descobri que para visualizar o código é necessário abri-lo em um processador de texto (Microsoft Word, Notepad, Wordpad, OpenOffice, etc.). Por alguma razão, o padrão é um 'Arquivo TMP do Windows Media'.

Etapa 6: Notas Finais

Estarei expandindo as habilidades do BOB - espero adicionar em breve um sensor de som, um sensor de luz, um sensor PIR para detectar pessoas e talvez até alguns outros sensores. No momento, o BOB apenas evita obstáculos. Os 3 sensores IR servem para detectar objetos conforme o robô se move para frente, e o ranger ultrassônico está lá para: A) quando o robô está se movendo para frente, detectando objetos nos pontos cegos dos sensores IR, e B) quando o BOB detecta muitos objetos dentro de um determinado tempo, ele 'procurará' o caminho limpo de viagem; panoramizando o servo e verificando vários ângulos para um caminho mais claro. Eu acho que o BOB vai durar cerca de 1h 20mins com uma carga completa com o regulador de tensão de comutação e a bateria de 9,6V. Além disso, sei que a forma como a placa de ensaio e o Arduino estão assentados no chassi é um pouco precária, mas fica com uma tira de borracha. Em breve encontrarei uma maneira de prendê-la com algum hardware e, portanto, torná-la mais polida. Estarei adicionando a este instrutivo no futuro … Abaixo está um vídeo dele em ação! Também incluí os manuais para os sensores, assim como no BOB 1.0 instrutível ("Robô que evita obstáculos com uma personalidade"). O 'DE- ……' é para o regulador de comutação.