BOB' V2.0: 6 stappen (met afbeeldingen)

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

Dit is een vervolg, om zo te zeggen, van de 'Obstacle-Avoiding Robot with a Personality' instructable. In die instructable besloot ik de robot 'BOB' te noemen. BOB had nogal wat gebreken en nadelen, dus ik heb BOB nu op een paar manieren verbeterd. (Hij? Het?) heeft nu beter:

• Uithoudingsvermogen (verbeterd krachtsysteem)
• 'Vision' (extra sensoren)
• 'Zenuwen' (verbindingen worden veiliger gemaakt)
• Brainpower (andere microcontroller)

Bob gebruikt nu een schakelende regelaar en een 9,6V RC-batterij voor stroom, betere sensorbevestigingen, een extra GP2D12 IR-sensor, een panning-servo voor de ultrasone afstandsmeter en een AVR ATmega168-microcontroller op een Arduino-ontwikkelbord. Ik heb er altijd van gehouden om projecten met microcontrollers te bouwen, en wat is er mooier dan een robot te bouwen met een om de volledige mogelijkheden van de microcontroller te laten zien!

Stap 1: Onderdelenlijst

Hier is een lijst van waar BOB uit bestaat en waar je ze kunt krijgen: Servo's:

• 1x Futaba S3003 (Hobby Servo) - Hobbytown USA, Futaba.com
• 2x Parallax continue rotatie servo's - Parallax.com, Acroname.com

Prototyping hardware/kabels:

• 1x 3-draads sensorkabel - Elke online wederverkoper van robotonderdelen. Ik heb de mijne van Trossenrobotics.com.
• 4x 'Board Mounting Analoge Jacks'. - Ik heb deze HIER. Ik denk dat je ze ook van Digikey kunt krijgen.
• Breadboard - Radioshack
• Verschillende lengtes draad (voor de aansluitingen op het breadboard). Ik gebruikte een breadboard omdat ik een hekel heb aan solderen. Het breadboard wordt gebruikt voor het maken van alle verbindingen tussen de sensoren en de microcontroller.
• Mannelijke headers - Ik heb er een paar gekregen die ik HIER van sparkfun heb gekregen.

Sensoren:

• 3x Sharp GP2D12 IR-sensoren (met 3-draads kabels) - Acroname, Trossen Robotics (daar heb ik de mijne vandaan), Devantech
• 'Ping)))' Ultrasone afstandsmeter - Parallax.com, ik denk dat ik het op andere plaatsen online heb gezien …

Stroom:

• 9.6V Ni-Cd oplaadbare batterij (of een ander 8-AA-celbatterijpak/elke oplaadbare batterij van meer dan 9V) - Ik had deze van lang geleden toen hij ooit werd gebruikt voor een RC-raceauto. Je kunt deze praktisch in elke hobbywinkel krijgen.
• 5V 1A Schakelende spanningsregelaar - Dimension Engineering.com of Trossen Robotics (waar ik de mijne heb)
• Passende connector voor de batterij die u gebruikt (voor het maken van de verbinding tussen de batterij en de elektronica).

Computer:

Arduino Microcontroller (Arduino Diecimila; ik weet dat de afbeelding een NG toont; dat was een ongeluk. Ik wilde een foto van de Diecimila uploaden. Ik heb de Diecimila gebruikt, maar je hoeft niet het nieuwste model Arduino te hebben voor deze robot.)

Chassis:

Het chassis dat ik heb gebruikt is er een die ik heb gekregen van een kit van Parallax genaamd de 'BOE-Bot Kit'. U kunt plexiglas, een stuk plastic van de juiste grootte, een voorbewerkt chassis van een online winkel of zelfs een blok hout gebruiken

Kabelbeheer:

Kabelbinders - (die witte, plastic dingen die je in verpakkingen vindt om dingen bij elkaar te houden) Je kunt ze krijgen bij het huisdepot, lowes of praktisch elke ijzerhandel

Ander:

• 1x Piezo Speaker/Element - Ik heb dit als indicator gebruikt; de Arduino piept wanneer het programma begint te lopen
• 1x LED
• 1x 200ohm weerstand (voor de LED)

Stap 2: De montage starten - De Sharp IR-sensorbeugel monteren

Er zijn enkele spleten die in lijn liggen met de gaten en spleten op het chassis. Bevestig de sensormontagebeugel met twee schroeven en moeren aan de onderkant.

Stap 3: Monteer de Pan Servo en ultrasone afstandsmeter

De panning-servo dient om de Ping))) horizontaal te pannen voor een breed scala aan objectdetectie, evenals het meten van afstanden onder verschillende hoeken om het duidelijkste reispad te bepalen. Ik gebruikte een aantal afstandhouders om de servo te monteren, en een aantal van de schroeven die ik had. Het formaat dat u voor deze hardware wilt gebruiken, is erg klein; Ik heb nergens schroeven met de juiste 'draad' kunnen vinden, behalve online. Ik krijg deze hardware van Sparkfun Electronics of Parallax (beide online). Beide retailers hebben allemaal schroeven en afstandhouders van dezelfde grootte. Nu, voor de ultrasone afstandsmeter. Ik heb op maat een montagebeugel gemaakt voor de Ping))) ultrasone ranger omdat ik het extra geld niet online wilde uitgeven. Ik gebruikte wat plexiglas, een richtliniaal (scheermesje) en een c-klem om het plastic uit elkaar te klikken. Het enige dat u hoeft te doen om deze houder te maken, is de ultrasone afstandsmeter opmeten, twee identieke stukken plexiglas uitsnijden die een paar mm groter zijn dan de grootte van de ultrasone ranger, de gaten boren waar nodig en ze in een rechte hoek lijmen zoals afgebeeld. Boor ten slotte een klein gaatje dat net iets groter is dan de schroef die aan de servokop is bevestigd, steek de schroef erin en bevestig vervolgens het hele geheel aan de servo. Ik ben misschien goed in programmeren en creativiteit, maar het bewerken van de hardware voor een zelfgemaakte robot is zeker niet een van mijn hoogtepunten. Dus wat betekent dat? Als ik het kan, kan jij het zeker! Opmerkingen over de servo: Je hoeft niet specifiek een Futaba S3003 te kopen zoals ik gebruikte; je kunt elke servo gebruiken die je wilt, zolang deze maar een grote mate van beweging heeft; dat is belangrijk voor dit project! Ik denk dat de Futaba-servo die ik heb gebruikt ~ 180 graden beweging heeft. Toen ik op zoek ging naar een servo om te gebruiken als de panning-servo voor BOB, zocht ik naar de goedkoopste die ik kon vinden, en degene die ik gebruik, doet het werk perfect. Als je een standaard hobbyservo hebt met ~ 180 graden beweging, dan ben je helemaal klaar voor dit onderdeel, MAAR - misschien moet je de PWM-waarden in de broncode aanpassen aan je servo, want als je niet 't, u kunt DE SERVO BESCHADIGEN. Ik heb al eerder een servo zo per ongeluk verpest, dus wees voorzichtig bij het gebruik van een nieuwe servo; ontdek de 'limieten' van PWM-waarden, anders zal het proberen verder te draaien dan het fysiek kan (servo's zijn 'dom'), en het zal de versnellingen erin verpesten (tenzij je een heel mooie hebt gekocht met metalen tandwielen).

Stap 4: Voeg BOB's Brain (de Arduino) toe en maak de verbindingen

Voor een sneller 'brein' besloot ik de Arduino (ATmega168) te gebruiken die, ondanks dat hij op slechts 16 Mhz werkt (vergeleken met de 20 Mhz van de BS2), veel sneller is dan de BS2 omdat hij niet de betrokken interpreter heeft die de BASIC Stamps hebben gebruiken. Hoewel de BASIC Stamps geweldig zijn voor eenvoudige projecten en gemakkelijk te gebruiken zijn, zijn ze niet zo krachtig en pasten ze niet bij de rekening (zoals ik op de harde manier ontdekte met 'BOB V1.0'). Ergens op het 'net' zag ik een goedkoop alternatief voor het 'Arduino Proto Shield'; het enige wat je hoeft te doen is een van die gele radioshack-broodplanken te pakken en deze met een rubberen band aan de achterkant van de arduino vast te maken! De benodigde pinnen kun je met een kort draadje naar het breadboard brengen. Ik zou een schema posten, maar er zijn geen circuits die je hoeft te construeren, alleen de signaal-, vcc- en gnd-verbindingen. De aansluitingen zijn:

• Pin (analoog) 0: Links GP2D12
• Pin (analoog) 1: Center GP2D12
• Pin (analoog) 2: Rechts GP2D12
• Pin 5: Pan-servo
• Pin 6: Servo voor linkeraandrijving
• Pin 7: Ultrasone afstandsmeter ('Ping)))')
• Pin 9: Rechter Drive Servo
• Pin 11: Piëzo-luidspreker

Ik heb geen extra filtercondensatoren gebruikt omdat ze in de 5V-schakelregelaar zijn ingebouwd. Het enige onbewerkte onderdeel dat je moet gebruiken, is een 220 ohm-weerstand voor de LED die is aangesloten op VCC (+) als stroomindicator.

Stap 5: Verander de hardware in een werkende robot

Hier is de code voor BOB. Er zijn veel opmerkingen om te helpen begrijpen wat er aan de hand is. Er is ook 'opgemerkte' code die niet wordt gebruikt of wordt gebruikt voor foutopsporing. Het codegedeelte dat de ultrasone afstandsmetermetingen afhandelt, is gemaakt door een andere auteur; Ik heb het van de Arduino-site. Krediet aan dat gedeelte gaat naar die auteur. *BELANGRIJK*: Ik heb ontdekt dat om de code te bekijken, je deze in een tekstverwerker moet openen (Microsoft Word, Kladblok, Wordpad, OpenOffice, etc.). Om de een of andere reden is het standaard een 'Windows Media TMP-bestand'.

Stap 6: Laatste opmerkingen

Ik zal de mogelijkheden van BOB uitbreiden - ik hoop binnenkort een geluidssensor, een lichtsensor, een PIR-sensor voor het detecteren van mensen en misschien zelfs enkele andere sensoren toe te voegen. Op dit moment gaat de BOB alleen obstakels uit de weg. De 3 IR-sensoren dienen voor het detecteren van objecten terwijl de robot naar voren beweegt, en de ultrasone ranger is er voor: A) wanneer de robot vooruit beweegt, objecten detecteert in de dode hoeken van de IR-sensoren, en B) wanneer BOB te veel objecten detecteert binnen een bepaalde tijd 'zoekt' hij naar de duidelijkste reisweg; de servo pannen en verschillende hoeken controleren voor een duidelijker pad. Ik denk dat BOB ongeveer 1 uur en 20 minuten meegaat op een volledige lading met de schakelende spanningsregelaar en de 9,6V-batterij. Ik weet ook dat de manier waarop het breadboard en de Arduino op het chassis zitten een beetje precair is, maar het blijft aan met een rubberen band. Ik zal snel een manier vinden om het met wat hardware te bevestigen en het er daarom meer gepolijst uit te laten zien. Ik zal in de toekomst aan dit instructable toevoegen … Hieronder is een video van het in actie! Ik heb ook de handleidingen voor de sensoren bijgevoegd, net als in de BOB 1.0-instructie ("Obstacle-Avoiding Robot With A Personality"). De 'DE-……' is voor de schakelende regelaar.