Ard-e: de robot met een Arduino als brein - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Hoe maak je een open source Arduino-gestuurde robot voor minder dan $ 100.

Hopelijk kun je na het lezen van deze instructable je eerste stap in robotica zetten. Ard-e kost ongeveer $ 90 tot $ 130, afhankelijk van hoeveel extra elektronica je hebt liggen. De belangrijkste kosten zijn: 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 Ik heb de mijne gekocht bij een plaatselijke hobbywinkel Worm gear Motor- $12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Diverse andere elektronica- ongeveer $10 radioshack of digikey.com Sensoren - overal van 0 dollar tot $ 28, afhankelijk van hoeveel je wilt en hoe uitgebreid je stapel rommelelektronica is. Dus met een besteding van ongeveer $ 100 krijg je een afstandsbedieningsrobot met een pan- en kantelsysteem dat kan worden gebruikt om een camera te richten, een gehackte airsoft gun (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) of je kunt er een laser op bevestigen, want dat heb je nog liggen. Als je echt wreed wilt zijn, kun je er een dvd-laser aan bevestigen en branden wat je maar wilt (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Naast het maken van het pan- en tiltsysteem dat op afstand wordt bestuurd je kunt ook voor ongeveer drie dollar aan chips kopen, sensoren aan Ard-e bevestigen en hem volledig autonoom maken. Voor ongeveer honderd dollar kun je je eigen robotsysteem bouwen dat de meeste functionaliteit heeft van een roomba of een lego-mindstorms-robot: hij kan voelen wanneer hij ergens tegenaan stoot en kan worden geprogrammeerd om te vermijden waar hij tegenaan loopt, hij kan de helderste volgen licht, vervuilende stoffen ruiken, geluiden horen, precies weten hoe ver het is gegaan en worden bestuurd door een oude gerecyclede afstandsbediening. Dit alles voor ongeveer de helft van de prijs van commerciële units. Dit is mijn deelname aan de RobotGames-robotwedstrijd, dus als je het leuk vindt, stem er dan op! Opmerking- Oorspronkelijk was ik van plan om de op afstand bestuurbare versie alleen in te voeren als mijn deelname aan de wedstrijd, maar aangezien de deadline werd verschoven, ga ik je laten zien hoe je Ard-e zelf kunt laten rennen. Dus verder met het bouwen van Ard-e

Stap 1: Bouw uw bulldozer

Dus zodra je je nieuwe bulldozer-kit per post of bij je plaatselijke hobbywinkel hebt gekregen, moet je hem in elkaar zetten. Deze kits van Tamiya zijn meestal een beetje aan de dure kant, maar ze zijn het waard. Ik vond de wormwielkast die ik gebruik om de laser te pannen in een doos met oude projecten bedekt met stof, het was misschien drie jaar niet aangeraakt. Na het stof eraf te blazen en aan te sluiten ging het prima.

Een zakmes of leerman zou al het gereedschap moeten zijn dat je nodig hebt om de bulldozer op te zetten. De instructies zijn stap voor stap en gemakkelijk te volgen, zelfs als het Engels een beetje wankel is. Aangezien ik niet van plan was om Ard-e als een echt zwakke bulldozer te gebruiken, heb ik de ploeg niet bevestigd. De gelijkstroommotoren die de bulldozer aandrijven, worden bestuurd door de dubbelpolige dubbele worp (DPDT) schakelaars die deel uitmaken van de controller. Ik heb een diagram toegevoegd over hoe je je eigen DPDT-schakelaar kunt aansluiten om een motor te bedienen, omdat ik later de panning-motor met een andere DPDT-schakelaar bestuur. Hopelijk maakt het diagram duidelijk dat de schakelaar, wanneer hij de ene kant op wordt gegooid, de motor de ene kant op laat draaien en wanneer hij de andere kant op draait, draait hij de andere kant op.

Stap 2: Monteer het pan- en kantelsysteem

Dus je hebt nu een basis voor Ard-e die goed is ontworpen en gebouwd (hopelijk hebben de Engelsen in de instructies je niet te veel afgeschrikt). Nu moet je iets bouwen waar deze basis rond kan rijden en coole dingen mee kan doen. Ik koos ervoor om er nog een DC-motor en een servo op te plaatsen als een pan- en tiltsysteem dat kan worden gebruikt om te richten wat je maar wilt. De servo wordt bestuurd door de Arduino en de panning-motor wordt bestuurd door een DPDT-schakelaar die ik voor ongeveer twee dollar bij Radio Shack heb gekocht. Om de servo te besturen, heb ik een code geschreven in de Arduino-softwareomgeving die de spanningsval van een potentiometer leest en die omzet in de hoek waarnaar de servo moet worden verplaatst. Om dit op de Arduino te implementeren, haak je de servo-datadraad aan een van de digitale uitgangspinnen op de Arduino en de plusspanningsdraad aan 5V en de aardedraad aan aarde. Voor de potentiometer moet je de buitenste twee draden verbinden met +5V en de andere met aarde. De middelste draad van de potentiometer moet dan worden aangesloten op een analoge ingang. De potentiometer werkt dan als spanningsdeler met mogelijke waarden van 0V tot +5. Wanneer de Arduino de analoge ingang leest, leest hij deze van 0 tot 1023. Om een hoek te krijgen om de servo te laten werken, deelde ik de waarde die de Arduino aan het lezen was door 5,68 om een schaal van ongeveer 0-180 te krijgen. Hier is de code die ik heb gebruikt om de tilt-servo vanaf een potentiometer te besturen: #include int potPin = 2; // selecteert de ingangspin voor de potentiometerServo servo1;int val = 0; // variabele om de waarde op te slaan die afkomstig is van de potentiometervoid setup () { servo1.attach (8); // selecteert de pin voor de servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // lees de waarde af van de potentiometer val = val / 5.68; // converteer de waarde naar graden servo1.write (val); // laat de servo in die mate gaan Servo::refresh(); //command required to run the servo}Als je hulp nodig hebt bij het werken met de Arduino zoals ik deed, raad ik je ten zeerste aan om naar www.arduino.cc te gaan. Het is een fantastische open source website die erg handig is. Dus na het testen van de besturing van de servo en de schakelaar had ik een plek nodig om ze te plaatsen. Uiteindelijk gebruikte ik een stuk sloophout dat op ongeveer dezelfde lengte was gesneden als Ard-e en dat in de achterplaat werd geschroefd met een stuk aluminium dat in een hoek van 90 graden was gebogen. Ik heb toen de DPDT-schakelaar en de potentiometer in de controller geïnstalleerd. Het was krap en ik moest nog een gat in de bovenkant boren om de draden eruit te laten lopen, maar over het algemeen werkte het best goed. Uiteindelijk heb ik ook draden gesoldeerd op het bestaande controllercircuit om de wormversnellingsbak van stroom te voorzien. Ik had waarschijnlijk een andere servo moeten gebruiken voor het pannen, maar de hobbywinkel waar ik naartoe ging had er maar één van de tien dollar en de motor kan 360 draaien graden in tegenstelling tot de servo. De motor is echter iets te traag. Nu verder met testen.

Stap 3: Testen en maken van de op afstand bestuurbare versie van Ard-e

Dus voordat we Ard-e gaan rijden, moeten we de Arduino mobiel maken. Het enige dat je nodig hebt om de Decimilla mobiel te maken, is een 9 volt batterij die is aangesloten op een stekker die in de externe voeding past. Uiteindelijk heb ik het netsnoer van een oude transformator doorgesneden en kreeg ik een beslagklem van negen volt door een oude negen volt uit elkaar te halen. De jumper moet ook worden verplaatst van de usb-voeding naar de ext-voeding. Als de batterij correct is aangesloten, moet het aan / uit-lampje op de Arduino gaan branden. Als dat niet het geval is, hebt u waarschijnlijk de polariteit verkeerd en moet u de draden verwisselen. Ik deed dit eerst en het veroorzaakte geen schade aan de chip, maar ik zou het niet aanraden om het lang te doen.

Nu moet je testen om te zien of alles werkt zoals je had verwacht. Bevestig iets aan het pan en tilt systeem zoals een camera of led. Ik gebruikte een laser die met een ritssluiting aan de servo was vastgemaakt omdat deze mooi paste en ik er een had liggen. Rijd met Ard-e rond en probeer de laser niet in je ogen te laten schijnen. Toen ik Ard-e voor het eerst in elkaar zette, plaatste ik de Arduino achter de controller en plakte hem op zijn plaats. Met deze opstelling zou elke keer dat ik de aandrijfmotoren of de panningmotor liet lopen, de servo naar de 0 graden-positie gaan. Blijkbaar zou het draaien van de motoren de timingbesturingspuls verstoren en de servo doen denken dat deze op 0 graden moest staan. Ik dacht dat dit waarschijnlijk kwam door de lengte van de stuurdraad op de servo van Ard-e. Het moest van Ard-e naar de Ardunio achter de controller rennen, terwijl het zich in de buurt van de draden bevond die de stroom naar de motoren voerden. Deze draden veroorzaakten veel ruis in de besturingsdraad en zorgden ervoor dat deze naar 0 ging. Om dit probleem op te lossen, heb ik de Arduino van achter de controller naar op Ard-e verplaatst. Let op de zeer professioneel ogende ducttape-montage van zowel de servo als de Arduino. Dit elimineerde de motordraden die geluid veroorzaakten en loste het probleem op. De lange draden droegen toen alleen de stroom naar en het ingangssignaal van de potentiometer in plaats van het stroom- en stuursignaal voor de servo. Het geluid van de motordraden heeft nu invloed op de aflezing van de potentiometer, wat weinig tot geen effect heeft op de mate waarin de servo wordt aangedreven. Zo heb je nu de op afstand bestuurbare versie van Ard-e. Eigenlijk heb je zojuist een hele gave, zelfgebouwde auto gemaakt waar je mee kunt rondrijden en naar dingen kunt wijzen. De Arduino wordt op zijn zachtst gezegd onderbenut. Ard-e gebruikt op dit moment 1/6e van zijn vermogen om de analoge wereld waar te nemen en 1/14e van zijn digitale I/O-mogelijkheden. Je zou jezelf wat geld kunnen besparen en gewoon de servo en Arduino kunnen verwijderen als een zelfgebouwde auto alles is wat je wilt… Maar als je echt je tanden wilt zetten in robotica, lees dan verder over hoe je Ard-e zelf kunt laten rijden.

Stap 4: Ard-e op Auto: de Ardunio gebruiken om de gelijkstroommotoren aan te drijven

Tweede prijs in de Instructables en RoboGames Robot Contest