Robot Rover: 10 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Salam, mən robototexnika üzrə mütəxəssisəm Proxy303. Bu dərslikdə sizə mənim robotum kimi öz robotunuzu necə qurmağı öyrədəcəyəm.

İnsanların robot adlandırdığı uzaqdan idarə olunan avtomobillərdən birini demirəm. Robotun təriflərindən biri də uzaqdan idarə oluna bilməməsidir. Bu gün quracağınız robot, qurduğunuz, tel bağladığınız və proqramlaşdırdığınız robotdur. Sonra muxtar olur. Yəni xaricdən idarə olunmur. Özünü idarə edir. Hazırlandıqdan və proqramlaşdırıldıqdan sonra robot hər şeyi özü edir.

Hər hansı bir robotun beş əsas komponenti var:

• Robotunuzun gövdəsi olan bir şassi. Onları əvvəlcədən yığılmış olaraq satın ala bilərsiniz və ya bir dəstdən və ya sıfırdan özünüz edə bilərsiniz.
• Robotunuzun "beyni" olan bir mikro nəzarətçi. Bu, demək olar ki, hər şeyi etmək üçün proqramlaşdırıla bilən çox yönlü bir sxemdir.
• Robotunuzun hərəkət etməsinə imkan verən bəzi mühərriklər. Motorları birbaşa mikro nəzarətçi ilə təsirli bir şəkildə idarə edə bilməzsiniz, buna görə ehtiyacınız var …
• Aşağı gərginlikli məntiq siqnalı olan daha yüksək gərginlikli bir motoru idarə etməyə imkan verən bir motor sürücüsü.
• Hər şeyə güc verən bir enerji mənbəyi. Portativ robotlar və ya hərəkət edənlər üçün batareyalardan istifadə edin. Əks təqdirdə, kompüterdəki kimi bir enerji təchizatı modulundan istifadə edə bilərsiniz.

Təchizat

Sizə lazım olacaq:

• Bir robot şassisi (Actobotics Runt Rover Whippersnapper təklif edirəm, çünki universal mikro nəzarətçi qurğusu və ya sensor bağlayıcıları və ya hər şeyin bir-birinə yapışması kimi bir çox yaxşı cəhətləri var.) Hər hansı bir material işləyir, buna görə də plastikdən istifadə edin ağac, hətta karton. Metaldan istifadə edərkən diqqətli olun, çünki lövhələrin altındakı lehim birləşmələrini qısalda bilər, amma nə etdiyinizi bilirsinizsə, davam edin və sınayın. Robot şassi olduqca bahalı ola bilər, 15 ilə bir neçə yüz dollar arasında unning.
• Mikro nəzarətçi (bir Arduino Mega 2560 istifadə etdim, amma bir Raspberry Pi də yaxşı işləyir.) Bunları elektronika mağazalarında, həvəskar mağazalarında, onlaynda və ya robot hissələri satan hər hansı bir yerdə almaq olar. Bir robotun ən vacib hissələrindən biri olsalar da, əslində olduqca ucuzdurlar, 10-40 dollar arasında.
• Bir motor sürücüsü (L298N ikili motor sürücüsündən istifadə etdim) Bunlar olduqca bahalı ola bilər, buna görə özünüzə diqqətlə baxın. Bu pis oğlanlar, mühərriklərə çox güc vurmaq üçün hazırlanmışdır və buna görə də çox qızdırırlar. Aldığınızın soyuducunun olduğundan əmin olun, yoxsa yapışdırın. Əlbəttə ki, motor sürücüsünün çox ısınmasını və qırılmasını istəmirsiniz, bu da yenisi üçün 20 ilə bir neçə yüz dollara başa gəlir.
• Bir neçə çörək taxtası telləri. Burada çox izahata ehtiyac yoxdur, çünki bunları hər yerdə tapa bilərsiniz.
• Bəzi M-F DuPont telləri. Hər iki ucunda metal "iynələr" olan çörək bağı telləri əvəzinə, bir ucunda "iynə", digər ucunda bir yuva var.
• Bir ovuc montaj vidası. Yenə də çox açıqlama tələb olunmur. Standart ölçüdə kiçik Phillips başlı vintlər alın.
• Mikro nəzarətçini gücləndirmək üçün əsas enerji mənbəyi (İnternetdə olduqca ucuz şarj edilə bilən lityum-ion batareyaları tapa bilərsiniz. Mən adətən telefonları doldurmaq üçün istifadə olunan güc banklarından istifadə edirəm.)
• Bir motor güc mənbəyi (6 AA batareyası bunun üçün əla işləyəcək, amma istəsəniz başqa bir enerji mənbəyindən istifadə edə bilərsiniz. 9V batareya istifadə etməyin; sadəcə bu cür şeylər üçün cərəyanı yoxdur. robot yox, tüstü detektoru idarə etmək üçün yaradıldıqlarını nəzərə alaraq.) Mümkünsə, yenidən doldurulan enerji mənbəyi almağa çalışın. Əvvəlcə bir az daha bahadır, amma mənə inanın. Birdəfəlik batareyalar istifadə edirsinizsə, özünüzü çox tez keçirtdiyinizi görürsünüz və bir çox batareyanın qiyməti bəzi şarj oluna bilən batareyaların qiymətini tez üstələyir.

İstəyə bilərsiniz:

• Ultrasonik sensor. Robotunuzun qarşısındakı obyektləri görməsinə icazə verin.
• Bəzi servo mühərriklər. Daim fırlanmaq əvəzinə, bu faydalı mühərriklər müəyyən bir bucağa keçmək və orada qalmaq üçün proqramlaşdırıla bilər.
• Bir ovuc LED. Heç bir izahat tələb olunmur. Siz hakimiyyəti qoydunuz, onlar yanır. Sadə.
• Və ya hər hansı digər əlavələr. Niyə robot qolu əlavə etmirsiniz? Yoxsa başqa bir sensor?

Addım 1: Robot Şassisini yaradın

Aldığınız robot şassisini yığın. Hər şeyin düzgün bir şəkildə yığıldığından əmin olun.

Runt Rover Whippersnapper ilə hər şey bir araya gəlir. Şassiniz vintlər ilə bir -birinə yapışdırılırsa, onların sıx olduğundan və botunuzun möhkəm olduğundan əmin olun. İnanın, layihənizin yalnız sizin üzərinizə düşməsindən daha pis bir şey yoxdur - bəzən sözün əsl mənasında! Ayrıca, şassinin içərisində yer olduğundan əmin olun. Hər şeyi satın aldığınızı, 70 dollardan çox xərclədiyinizi düşünün, ancaq əsas komponentlərinizdən birinin botun içinə sığmadığını anlayın!

Ayrıca, mühərriklərin düzgün bağlandığından və sərbəst dönə biləcəyindən əmin olun. Bəzən şassinin bir hissəsi mühərrikləri blok edə bilər, buna görə də mühərriklərin dönməsini dayandıra biləcək heç bir şey olmadığından əmin olun.

Addım 2: Əsas Kablolama

Paralel olaraq sol motorları bir -birinə bağlayın. Doğru mühərriklər üçün də eyni şeyi edin. Sol tərəfdəki qırmızı tellərin sol tərəfdəki qara tellərlə qruplaşdırıldığından və sağ tərəf üçün eyni olduğundan əmin olun. Sağ tərəfdəki hər iki QIRMIZI telə qırmızı tel bağlayın. Sol tərəfin hər iki QARA telinə başqa bir qırmızı tel bağlayın (bilirəm, sol tərəfdə geriyə doğru görünür, amma bu, əks tərəfli mühərriklərin əks istiqamətdə fırlanmasını təmin etmək üçündür.) Qara tellər üçün təkrarlayın.. Tərəflərin tellərini bir yerə yığdığınızdan əmin olun. Ayrıca, SOL yan mühərriklərin normal olaraq necə bağladığınızdan tərs olduğuna əmin olun.

Addım 3: Motor Sürücüsünü qoşun

Bir motor sürücüsündən istifadə etməzdən əvvəl onun necə işlədiyini bilmək lazımdır. Səhv bağlasanız, mikro nəzarətçini və/və ya motor sürücüsünü məhv edə bilərsiniz!

Bir motor sürücüsü, mühərrikin güc sahəsi ilə məntiqi idarəetmə sahəsi arasında heç bir fiziki əlaqə olmadığını ifadə edən təcrid edilmiş bir dövrə nəzarətçisidir. Əksəriyyəti, mikro nəzarətçiyə elektrik sızmasının qarşısını almaq üçün hazırlanmışdır (onu zədələyə və ya məhv edə bilər.) Həm də ən yaxşıları ümumiyyətlə ən azı 15 dollardır, buna görə də internetdə 2 dollarlıq bir pul görsəniz, almayın! Şəxsən mən belə birini tapdım və bir təcrübə olaraq üzərinə bir soyuducu yapışdırıb bağladım. Satıcı, sürücünün 12V üçün qiymətləndirildiyini söylədi. 9V -a bağladım və siqaret çəkməyə başladı. Məlum oldu ki, istifadə etdikləri çip yalnız 3V üçün qiymətləndirilib!

Bir motor sürücüsünün 2 giriş sahəsi var: Güc girişləri və məntiq girişləri. Həm də iki çıxış sahəsinə malikdir: sağ və sol tərəflər. İşdə bütün sancaqlar və etdikləri:

• Məntiq girişləri:

  • Bunlar 3.3v məntiq siqnalı alır və mühərrikləri idarə etmək üçün istifadə edir. Bu pinlərə heç vaxt yüksək gərginlik bağlamayın.
  • Bunları mikro nəzarət cihazındakı rəqəmsal məntiq çıxışlarına bağlayın.

• Güc girişləri:

  • Mühərrikləri gücləndirmək üçün istifadə olunan Güc girişi. Buraya qoyduğunuz güc, sürücünün mühərriklərə vuracağı gücdür.
  • Ümumi torpaq bağlantısı olaraq istifadə olunan GND pin. Həm güc üçün, həm də məntiq girişləri üçün geri dönüş olaraq istifadə olunur. GND pin, ümumiyyətlə məntiqə və elektrik pinlərinə elektrik sızmasının qarşısını almaq üçün diodlarla bağlanır.
  • Müəyyən növ mühərrikləri gücləndirmək üçün istifadə olunan 5V pin. 5 volt çıxır, buna görə güc girişi ilə səhv etməyin. Səssiz və dərhal məhv etmək üçün mikro nəzarət cihazınızdakı yanlış pinə bir güc partlaması kifayətdir.

• Çıxışlar:

  • 1A və 1B, bir motor və ya motor dəsti üçün.
  • 2A və 2B, digər motor və ya onların dəsti üçün.

Bir motor sürücüsü, aşağı gərginlikli bir məntiq siqnalı olan yüksək gərginlikli bir motoru idarə etməyə imkan verir. Hər bir motorda iki girişin olmasının səbəbi, istiqaməti də idarə edə bilməkdir.

Sürücü sürücünüzün 1A və 1B çıxışlarını sağdakı motorlara qoşun. 2A və 2B çıxışlarını sol tərəfdəki mühərriklərə qoşun (Unutmayın! GERİ GƏRİŞLƏR!)

Motor akkumulyatorunu robot şassinizin içərisinə bir yerə quraşdırın və onu mühərrik sürücünüzün güc girişinə + güc girişinə və - GND -ə qoşun.

Əvvəlcədən yığılmış bir modul istifadə edirsinizsə, deməli yaxşıdır.

Yalnız bir IC istifadə edirsinizsə, düzgün bir şəkildə bağlandığından və bir soyuducu qoyduğunuzdan əmin olun! Bu çiplər çox qızdırır, buna görə də yaxşı sürücülərin əksəriyyətində soyuducu var.

Addım 4: Mikro nəzarətçini bağlayın

Mikro nəzarətçinizi robota bağlayın. Arduino Uno Rev3 istifadə etdim. Mikro nəzarətçinin dörd rəqəmsal çıxışını motor sürücüsünün məntiq girişinə qoşun. Mikro idarəedicinin torpaq pinini motor sürücüsünün GND yuvasına qoşun. Motor sürücüsündəki 5V pinini mikro nəzarətçiyə bağlamayın! Bu, müəyyən bir növ mühərrikləri gücləndirmək üçün istifadə olunur, güc girişi olaraq deyil və mikro nəzarətçi üçün də deyil. Bunu etsəniz, mikro nəzarətçiyə zərər verə bilərsiniz. Yalnız motor sürücüsündəki məntiq sancaqlarını və ümumi torpaq pinini mikro nəzarət cihazına bağlamalısınız.

Bu əlaqələr sürücünün məntiq girişlərindən istifadə edərək mühərrikləri idarə etmək üçün istifadə olunur.

Addım 5: Hər şeyin yaxşı olduğundan əmin olun

Geri qayıdın və hər şeyin yaxşı olduğuna əmin olun. Kablolarınızı yoxlayın, sol mühərriklərin geriyə qoşulduğundan əmin olun, mikro nəzarətçi üzərindəki 5V çıxışınızın motor sürücüsünün 5V çıxışına qoşulmadığından əmin olun və digər problemləri yoxlayın. Bütün vintlərinizin sıx olduğundan, tellərinizin bağlı olduğuna, mühərriklərinizin bağlanmadığından və heç bir telin qırılmadığından əmin olun.

Hər şey qaydasındadırsa, növbəti mərhələyə keçin.

Addım 6: Batareyanı quraşdırın

Batareyaları robot şassisinə daxil edin. Yıxılarsa, robotunuzu yavaşlata və ya dayandıra bilər, buna görə də onları şassinin içərisinə bağladığınızdan əmin olun. Tez -tez çıxarmağı planlaşdırırsanız, bir montaj mötərizəsi, bir az yapışqan istifadə edin və ya sadəcə bantlayın. Ayrıca, batareya əlaqələrinizin yaxşı olduğundan əmin olun. Bir dəfə hərəkət etməkdən imtina edən bir robotum vardı və saatlarla dairələrdə gəzirdim, proqramlarımı yoxlayırdım, mühərrikləri yenidən bağlayırdım və problemi tapa bilmirdim. Hətta yeni bir mikro nəzarətçi almağı da bitirdim, ancaq motor batareyamdakı tellərdən birinin şassinin içərisində boşaldığını öyrəndim. Bir hissəni dəyişdirməzdən əvvəl həmişə digər problemləri yoxlamalı olduğunuz mükəmməl bir nümunədir!

Addım 7: Hər şeyi bağlayın

Hər şeyi etibarlı şəkildə bağlamaq üçün kiçik montaj vintlərindən istifadə edin. Motor sürücüsünü və mikro nəzarətçini robot şassisinə vidalayın və mühərriklərin etibarlı olduğundan əmin olun. Çörək taxtasının da möhkəm bağlandığından əmin olun.

Tellərinizi təşkil etmək üçün fermuar bağlarından və ya kiçik lentlərdən istifadə edin. Bunu etmək lazım deyil, ancaq bu, robotun daha yaxşı görünməsini təmin edir və hansı tellərin nəyə getdiyini izləməyi asanlaşdırır. Ayrıca, fermuar bağlarınız yoxdursa və ya telləri asanlıqla dəyişdirmək lazımdırsa, rənglərinə görə qruplaşdıra bilərsiniz. Məsələn, mikro nəzarətçidən motor sürücüsünə qədər yaşıl tellər, güc üçün qırmızı tellər, GND üçün qara tellər və motor sürücüsündən motorlara mavi tellər istifadə edə bilərsiniz.

Addım 8: Proqram

Mikro nəzarətçini kompüterə bağlayın və proqramlaşdırın. Sadə bir şəkildə başlayın və özünüzü sıxmayın. Robotu irəli aparmaq kimi sadə bir şeylə başlayın. Döndərə bilərsinizmi? Geriyə getmək? Dairələrdə fırlanmaq? Diqqət edin, proqramlaşdırma çox səbr tələb edir və ümumiyyətlə ən uzun çəkir. Yuxarıdakı qrafikə baxın.

Bu Səndən asılıdır!

Addım 9: Əlavələr

Sadə bir robot qurduğunuza görə, bəzi əlavə xüsusiyyətlər əlavə etməyin vaxtı gəldi. Robotun maneələrdən qaçmasına icazə vermək üçün ultrasəs sensoru bağlayın. Və ya üstündə sərin bir şey olan bir servo motor. Və ya botu işıqlandırmaq üçün yanıb -sönən LED -lər. Unutmayın ki, bu sizin robotunuzdur, buna görə sizə bağlıdır!

Addım 10: İşiniz bitdi

Təbriklər! İndi işləyən bir robotunuz var! Zəhmət olmasa onu yaratmısınızsa və hansı əlavələri əlavə etdiyinizi şərhlərdə yazın.

Bir şey səhv olarsa, aşağıdakı problemlərin həllinə baxın.

Robot ümumiyyətlə açılmır

Robotun işlədiyini bilirsiniz, çünki əksər motor sürücülərinin və mikro nəzarətçilərin işıqlı olduğunu göstərir. Açmazlarsa, onda:

• Əsas batareya az və ya boş ola bilər. Yenidən doldurulan bir batareya istifadə edirsinizsə, onu doldurun. Adi bir batareya istifadə edirsinizsə, onu dəyişdirin.
• Tellər səhv bağlana bilər. Əlaqələrinizi yoxlayın. Yalnış bir tel bütün robotun gücünü kəsə bilər.
• Tellər qırıla bilər. Tapacağınızı gözləmədiyiniz bir şey kimi görünür, amma gördüm ki, qırılmış tellər əslində olduqca yaygındır. Qırılmış və ya yıpranmış izolyasiyanı, tel yuvalarından çıxan kiçik metal "iynələri" (telin ucundakı pin çıxıb yapışdıqda) və ya parçalanmış telləri axtarın.
• Motor sürücüsündə və ya mikro nəzarətçidə problem ola bilər. İstehsal qüsurları sistemlərin açılmamasına səbəb ola bilər. Bu vəziyyətdə, mikro nəzarətçi və ya motor sürücüsünü dəyişdirin. Bu, son çarədir, çünki mikro nəzarətçilər və xüsusən motor sürücülər bəzən baha başa gələ bilər.

Robot işə düşür, amma hərəkət etmir

Robotun işlədiyini təsdiqləmisinizsə, amma heç hərəkət etmirsə, deməli:

• Motorun enerji mənbəyi aşağı və ya boş ola bilər. Batareyanı dəyişdirin. Təcrübəmə görə, bu batareyalar olduqca tez tükənir, çünki mühərrikləri işə salmaq üçün çoxlu cərəyan lazımdır.
• Kabel problemi ola bilər. Yuxarıdakı hissəyə baxın və yanlış yerləşdirilmiş və ya qırılmış telləri yoxlayın.
• Motorlar qısaldıla və ya yandırıla bilər. Bu olduqca yaygındır, buna görə axtarmağa dəyər. Motorlara birbaşa güc tətbiq edin və onların hərəkət edib -etmədiyinə baxın.
• Motor sürücüsü zədələnə bilər. Çıxışlarda gərginliyi yoxlayın. Sürücünün işığı sönərsə, bu qüsurlu bir cihazın açıq bir əlamətidir. ƏTRAFLI HƏR ŞEYİ YOXLAYIN! Şassidən başqa, motor sürücüsü ümumiyyətlə ən bahalı robot parçasıdır.
• Proqramlaşdırma problemi ola bilər. Mənim üçün bu ən çox yayılmış problemdir. C hərfinə həssas dildə (Arduinoda istifadə olunur), bir səhv bütün proqramınızı poza bilər. Python (Raspberry Pi dili) də bəzi problemlərlə üzləşə bilər.
• Mikro nəzarətçi zədələnə bilər. Bəzən məntiq siqnalı motor sürücüsünə belə çatmır (pis sürücünün nəticəsinə doğru tullanmamağın bir səbəbi var). Bu vəziyyətdə sadəcə dəyişdirin.

Robot işə düşür, lakin qeyri -normal hərəkət edir

Robot işə düşsə də, istənməyən şəkildə hərəkət etməyə başlayırsa (məsələn, irəli getməli olduğu zaman dairələrdə gedir), onda:

• Yəqin ki, naqillərlə bağlı problem var. BİRİNCİ YOXDUR! Bir tərəfi tərsinə bağlamağı unutmayın?
• Proqramlaşdırma xətası ola bilər. Problemlər üçün kodunuzu yoxlayın.
• Bəzən zədələnmiş mikro nəzarətçi dəfələrlə təsadüfi siqnallar göndərərək dəli ola bilər. Bir mikro nəzarətçi bunu edərsə, onu düzəltməyə çalışmayın. Təmir olunmayacaq dərəcədə zədələnmiş bir çipin açıq bir əlamətidir, buna görə davam edin və hər şeyi dəyişdirin. İnanın ki, bu fişlər robotlar tərəfindən laboratoriyada hazırlanır. Sadəcə insanlar tərəfindən düzəldilə bilməzlər.
• Bir motor zədələnə bilər. Bir motor işləmirsə və ya daha aşağı sürətlə işləyirsə, robot hərəkət edərkən yavaş -yavaş bir tərəfə "sürüşəcək". Bunu həll etməyin üç yolu var. Mümkünsə, digər motorlarla eyni sürətə çatdırmaq üçün xüsusi motorun gərginliyini artırın. Əks təqdirdə, zədələnmiş mühərrik istisna olmaqla bütün mühərriklərə rezistor qoymağa çalışın. Bu, digər mühərrikləri zədələnmiş sürətə qədər yavaşlatır. Nəhayət, əvəz edə bilərsiniz. Robot dişli mühərrikləri olduqca ucuzdur, ümumiyyətlə 2-3 dollardır. Bunu 10-200 dollar arasında olan bir motor sürücüsü ilə müqayisə edin.

Robot sensorlara cavab vermirsə

Robot normal bir şəkildə açılır və hərəkət edirsə də, sensorları "dinləmir" və ya düzgün cavab vermirsə, demək olar ki, həmişə iki şeydən biridir.

• Çox güman ki, proqramlaşdırma xətası var. Sensorlar diqqətlə kalibr edilməli və proqramlaşdırılmalıdır. Bir dəfə bir robotun nəzarətsiz fırlandığını gördüm, ancaq təsadüfən 100 santimetr əvəzinə 100 metr məsafədə bir şey görəndə döndərdiyimi gördüm. Daim divarları gördü, daim dönməyə məcbur etdi.
• Digər ən çox rast gəlinən problem, pis naqillərdir. Hətta bir itmiş tel də sensorun işləməməsinə səbəb ola bilər.

Başqa bir kömək üçün yuxarıdakı bölmələrə baxın və ya probleminiz olan google -a baxın. Hər hansı bir sualınız varsa, [email protected] ünvanından da mənimlə əlaqə saxlaya bilərsiniz.

Zəhmət olmasa bu barədə fikir bildirin!