Ucuz Arduino Combat Robot Control: 10 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

ABŞ -da Battlebots və İngiltərədəki Robot Wars -ın yenidən canlanması döyüş robot texnikasına olan sevgimi yenidən canlandırdı. Beləliklə, yerli bir bot qurucu qrupu tapdım və dərhal içəri girdim.

İngiltərə qarışqa çəkisi miqyasında mübarizə aparırıq (150 qram çəki limiti) və bir bot qurmağın ənənəvi üsulunu tez bir zamanda həyata keçirtdim: bahalı bir RC ötürücü, böyük və ya bahalı bir alıcı və ESCs (elektron sürət tənzimləyiciləri) sehrli qutular. bu ölçülü bir bot üçün lazım olandan daha çox cərəyanı idarə edə bilər.

Keçmişdə Arduinodan istifadə edərək fərqli şeylər etmək istəyirdim və qarşımda 5 ABŞ dolları (ucuz bir ESC -in yarısı dəyərində) iki qanadlı mühərriki idarə edə biləcək bir döyüş qanunu ala bilən bir Arduino sistemi qurmaq istədim.

Bu məqsədə çatmaq üçün alıcının çəkisini/xərcini azaldaraq və ucuz bir h-körpü çipini işə salmaq üçün 4 PWM siqnalı istehsal edərək bu RC avtomobili təlimatlandıra bildim.

Bu təlimat Arduino idarəetmə sisteminə yönələcək, ancaq yeni insanlara ilk botlarını yaratmalarına kömək etmək üçün əlavə məlumatlar əlavə edəcəyəm

İmtina:

Kiçik miqyaslı bir döyüş robotu qurmaq/döyüşmək təhlükəli ola bilər, öz riski üzərinə götür

Addım 1: Nə lazımdır

Materiallar:

Nəzarət sistemi üçün:

• 1x Arduino pro mini 5v (1.70 ABŞ dolları)
• 1x nRF24L01 Modulu (1,14 dollar)
• 1x 3.3v tənzimləyici modulu (0.32 dollar)
• 1x ikili h-körpü modulu* (0,90 dollar)

Əsas bir paz botunun qalan hissəsi üçün:

• 2x mikro dişli mühərriklər ** (ucuz versiya, etibarlı versiya)
• 1x2s Lityum polimer batareya
• 1x balans şarj cihazı
• 1x lipo yükləmə çantası
• 1x keçid
• 1x batareya konnektoru
• misc tel (Ətrafımda uzanan Arduino keçid tellərindən istifadə etdim)
• kiçik vintlər
• (isteğe bağlı) epoksi
• (isteğe bağlı) Alüminium (sərinləşdirici içki qutusundan)
• (isteğe bağlı) əlavə LED -lər

Əsas nəzarətçi üçün:

• 1x Arduino pro mini 5v
• 1x nRF24L01 Modulu
• 1x 3.3v tənzimləyici modulu
• 1x Arduino-joystick

Alətlər:

• Vida sürücüsü
• Lehimleme dəmir
• Kəlbətinlər
• 3d printer (isteğe bağlıdır, lakin həyatı asanlaşdırır)

*h-körpü modullarına baxarkən, bütün 4 siqnal girişinin yanında olan bir modul axtarın, bu daha sonra Arduinoya bağlanmağı asanlaşdıracaq

** motor sürətini seçməklə bağlı bəzi məsləhətlər üçün son addımı yoxlayın

Addım 2: Şassi çap edin

Nəzarət sisteminə başlamazdan əvvəl qurulacaq botun dizaynına baxın. Silahdan bir bot dizayn etmək həmişə yaxşıdır. Bir başlanğıc üçün, əsas bir pazdan başlamağı təklif edirəm, onlar güclü olmaq üçün hazırlanmışdır və rəqiblərini yoldan itələyir, yəni ilk döyüşdə məhv olma ehtimalınız azdır, üstəlik maşın sürərkən hiss etməyiniz daha asandır. Aktiv silahdan narahat olmaq lazım deyil.

Həm zirehli, həm də silahsız döyüşdə sınaqdan keçirilmiş "Bir az xam" bir takoz bot hazırladım. Yaxşı bir ilk botdur, çap etmək asandır və 8 vida ilə birləşdirilə bilər. Fərqli bir üst dizayn üçün Thingiverse -ə baxın

3D printeriniz yoxdursa, yerli bir kitabxana, hacker və ya maker sahəsi sınayın

Əlavə zireh əlavə etməklə yazıcıdan təzə çıxarmaq asandır, həm pazı, həm də sərinləşdirici içkini alüminium qablaşdırma ilə zımpara ilə təmizləyin, zımpara tozunu təmizləyin, həm plastikə, həm də alüminiuma epoksi tətbiq edin, sıxac və ya rezin bantlarla birlikdə saxlayın. 12-24 saat ərzində

3d çaplı hublar üzərində təhsil robototexnikası dəstindən rezin şinlər istifadə etdiyim üçün hal -hazırda ictimai təkər dizaynı yoxdur. Önümüzdəki həftələrdə, O-ringləri tutmaq üçün istifadə edəcək bir mərkəz dizayn edəcəyəm. Təkərlər bitdikdən sonra bu səhifəni və Thingiverse səhifəsini yeniləyəcəyəm

Addım 3: H körpüsünü hazırlayın

Fərqli h-körpü motor sürücüləri fərqli qurğularla gəlir, lakin ilk siyahıda əlaqəli modul çıxış olaraq 2 terminal bloku ilə gəlir. Bu terminal blokları ağır və həcmlidir, buna görə onları çıxarmaq daha yaxşıdır.

Bunun ən asan yolu, hər iki yastığı eyni vaxtda bir lehimləmə dəmiri ilə qızdırmaq və blokları bir kəlbətinlə diqqətlə çırpmaqdır.

Davam etmədən əvvəl, qurğunuzdakı mühərrikləri dəyişdirmək istədiyinizə qərar verin. Əgər belədirsə, Arduino tullanan kabelləri modulun çıxışına lehimlənə bilər, sonra əks kabel mühərrikə lehimlənə bilər, bu da onları lazım olduqda çıxarıla bilər.

Addım 4: Modulların naqilləşdirilməsi

Modulların naqilləri 3 fərqli şəkildə edilə bilər, buna görə də dizayn mərhələsi vacibdir. Silah seçimi botun formasına və tel seçiminə təsir edəcək.

3 seçim bunlardır:

1. Boş tellər (yüngül, lakin daha kövrək) (şəkil 1)
2. Mükəmməl lövhə (1 -dən ağırdır, lakin daha böyük bir ayaq izi ilə daha möhkəmdir) (şəkil 2)
3. Xüsusi dövrə lövhəsi (1 -dən ağırdır, lakin kiçik ölçülüdür) lövhə dizaynı əlavə edilmişdir (şəkil 3)

edilən seçimdən asılı olmayaraq, faktiki əlaqələr eynidir.

Aşağıdakı bağlantıları iki dəfə edin (bir dəfə nəzarətçi və bir dəfə alıcı üçün)

nRF24L01 (pin nömrələnmə şəkli 4 **):

• Pin 1 -> GND
• Pin 2 -> 3.3v modulunun çıxışı
• Pin 3 -> Arduino pin 9
• Pin 4 -> Arduino pin 10
• Pin 5 -> Arduino pin 13
• Pin 6 -> Arduino pin 11
• Pin 7 -> Arduino pin 12

3.3V modulu:

• Vin pin -> Vcc*
• Çıxış pimi -> pin 2 nRF (yuxarıdakı kimi)
• GND pin -> GND

Arduino:

• Pinlər 9-13 -> yuxarıdakı kimi nRF -ə qoşulun
• Xam -> Vcc*
• GND -> GND

Nəzarətçi ilə alıcı arasında fərq yaratmaq üçün aşağıdakı əlaqələri bir dəfə edin

Nəzarətçi üçün:

Joystick:

• +5v -> Arduino 5v
• vrx -> Arduino pin A2
• vry -> Arduino pin A3
• GND -> GND

Alıcı üçün:

h körpü modulu:

• Vcc -> Vcc*
• B -IB -> Arduino pin 2
• B -IA -> Arduino pin 3
• A -IB -> Arduino pin 4
• A -IA -> Arduino pin 5
• GND -> GND

Vcc və GND sancaqlarını tellə əvəz etmək, sonra lövhəni tərs çevirmək və sancaqları birbaşa Arduinoya lehimləməklə etmək daha asandır, bu lehimləməni asanlaşdırır və motor sürücüsü üçün etibarlı bir montaj yaradır.

*Döyüş robotunun qanuni olması üçün batareya ilə dövrə arasına bir izolyasiya nöqtəsi (keçid və ya çıxarıla bilən keçid) əlavə edilməlidir. Bu o deməkdir ki, batareyanın pozitivi bir açara, sonra isə keçid Vcc -ə qoşulmalıdır

** https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo şəkli nRF24L01 modulu üçün əla bir qaynaqdır

Addım 5: Nəzarətçi qurmaq

Hər şey bir kod üçün öz vaxtına bağlandıqda.

Nəzarətçidən başlayaraq, bağlı olan joystickin ötürücü kodla işləyəcəyini təmin etmək üçün bəzi potensiometr dəyərlərinə ehtiyac var.

"JoystickTestVals2" kodunu yükləyin. Bu kod potensiometr dəyərlərini oxumaq və serial vasitəsilə göstərmək üçün istifadə olunur

Kod işləyərkən və "UP" dəyərinə baxaraq serial pəncərəsi açılarkən, joystick'i tam irəli mövqeyə itələyin, "YUXARI" dəyəri çox güman ki, bir neçə böyük rəqəm arasında atlayacaq və gördüyünüz dəyərlərin ən kiçiyini seçin., ondan 10 çıxarın (bu, çubuğu sonuna qədər itələmək tam güc verəcəyini təmin edəcək) və "Yuxarı Maks" olaraq yazın ki, joystick yenidən mərkəzə yayılsın. İndi gördüyünüz ən böyük dəyəri seçin, üzərinə 20 əlavə edin və "UpRestMax" olaraq yazın. Çubuğu aşağı itələyərək və "UpMin" və "UpRestMin" kimi dəyərlərin qeydini əlavə etmək/çıxarmaqla prosesi təkrarlayın.

Çubuğu sağa itələməklə başlayaraq "SideMax", sonra "SideRestMax" yazılarkən geri çəkilərək "SideMin" və "SideRestMin" yazmaq üçün sola basaraq bütün prosesi sola və sağa təkrarlayın.

Bu dəyərlər çox vacibdir, xüsusən də "İstirahət" sözünü ehtiva edən bütün dəyərlər. Bu dəyərlər çubuğun ortasında "ölü zona" yaradır ki, çubuq mərkəzdə dayandıqda bot hərəkət etməsin, çubuğun ortalandığı zaman dəyərlərin "restMin" və "restMax" arasına düşdüyünə əmin olun. hər iki ox üçün

Addım 6: Kod

Verilən kod, silahın pwm dəyərinin də göndərilməsinə imkan verən quruluşu olan əsas bir paz-bot üçün hər şeyi edir.

Lazımi kitabxanalar:

• nRF24L01 Kitabxanası buradan: GitHub
• Buradan PWM proqramı: Google Kodu

Nəzarətçinizi qurun:

txMix kodunu açın və çubuq limit dəyərlərini son addımda yazdığınız dəyərlərə dəyişdirin. Bu, kodun joystikinizə düzgün reaksiya verməsini təmin edəcək (Şəkil 1)

Borunu fərdiləşdirin:

Tədbirinizdə heç kimə müdaxilə etməyəcəyinizə əmin olmaq üçün radio borusunu dəyişdirməlisiniz. Bu əslində bir identifikatordur və alıcı yalnız düzgün borudan gələn siqnallara təsir edəcək, buna görə də hər iki koddakı borunu eyni şeyə dəyişdiyinizə əmin olun.

Şəkildə borunun 2 hex rəqəmi vurgulanmışdır. Borunu fərdiləşdirmək üçün dəyişdirilməsi lazım olan iki rəqəmdir. "E1" -i hər hansı digər 2 rəqəmli altıbucaqlı bir dəyərə dəyişdirin və qeyd edin ki, bir tədbirdə rəqiblərin borusuna qarşı asanlıqla yoxlaya biləsiniz.

Yükləmək:

• txMix nəzarətçiyə
• alıcı moduluna qəbul edin

Kod tükənir:

txMix:

Kod, joystick mövqeyində "YUXARI" və "yan" dəyər olaraq oxunur. Bu dəyərlər, maksimum çubuq mövqeyində tam güc veriləcəyini təmin etmək üçün verilən maksimum dəyərə əsaslanaraq məhdudlaşdırılır.

Sıfır göndərilmədiyi təqdirdə çubuğun neytral mövqedən çıxdığını yoxlamaq üçün bu dəyərlər yoxlanılır.

Dəyərlər ayrı -ayrılıqda biri sol motor sürətinə, biri də sağ motor sürətinə görə iki dəyişənə qarışdırılır. Bu dəyişənlərdə, qarışığı asanlaşdırdığı üçün motorun geriyə doğru hərəkət etdiyini göstərmək üçün mənfi bir dəyər istifadə olunur.

Sol və sağ sürət dəyərləri daha sonra hər biri üçün dörd dəyərə bölünür: motor sağa, motor sola, motor sağa, motor geriyə.

Dörd pwm dəyəri daha sonra alıcıya göndərilir.

almaq:

Sadəcə nəzarətçidən siqnallar alır, siqnalın tək bir motorda irəli və geriyə pwm dəyərlərinin olmadığını yoxlayır və sonra pwm tətbiq edir.

Alıcı, idarəedicidən siqnal alınmadıqda mühərriklərin seyflərini də aça bilmir

Addım 7: Hamısını birləşdirin

Mühərriklərə lehim bağlayıcıları və ya mühərrikləri birbaşa h-körpüsünə lehimləyin. (Bağlayıcıları üstün tuturam ki, mühərrikləri səhv bağlasam fişləri dəyişə bilərəm)

Batareya bağlayıcısından açarın orta pininə və açarın xarici pinlərindən birinə bağlı modulların Vcc -ə lehimləyin.

Batareya konnektorundan mənfi modulu GND -yə bağlayın.

(İsteğe bağlı) Vcc və GND arasında əlavə LEDlər əlavə edin. Bütün döyüş robotları, sistemin gücə sahib olduğu müddətdə yanan bir işıq tələb edir, bu sistemin Arduino, 3.3v modulu və h-körpüsündəki LEDləri komponentlərdən asılı olaraq, bunlardan ən azı biri kənardan göründüyü müddətdə. bot bu qaydaya əməl olunur. Əlavə LED -lər bu qaydanın yerinə yetirildiyinə əmin olmaq və görünüşü fərdiləşdirmək üçün istifadə edilə bilər

Bir az hamarlaşdırmaq asandır, əvvəlcə mühərrikləri yerə bağlayın, elektronikanı əlavə edin, sonra qapağı möhkəm bağlayın, az miqdarda cırtdan açarı qapağa tutmağa kömək edəcək.

Dizayn və çap etmək üçün nəzarətçi sizə aiddir. Test üçün, James Brutonun BB8 V3 nəzarətçisindən dəyişdirilmiş əlavə edilmiş nəzarətçidən istifadə edirəm.

Addım 8: Robot Mübarizə Qaydaları haqqında bir söz

Fərqli ölkələr, əyalətlər və qruplar fərqli qaydalarla robot döyüşləri keçirirlər.

Mən bu sistemi yaratmışam və RC sistemlərinə aid olan əsas qaydaları (xüsusən sistem 2.4GHz rəqəmsal olmalı və batareyanın izolyasiya nöqtəsinə malik olmalıdır) vurarkən mümkün qədər ümumi olmaq üçün bunu yazmışam. Bu sistemi işə salmaq və ya öz ilk botunuzu tərtib etmək üçün yerli qrupunuzla əlaqə qurmaq və qaydalarının bir nüsxəsini almaq ən yaxşısıdır.

Yerli qrupunuzun işlədiyi qaydalar mütləqdir, mənim qrupumun qaydaları ilə əlaqədar bu təlimatlandırıcı sözümü qəbul etməyin.

Bu Arduino sistemi cəmiyyət üçün yeni olduğundan, çox güman ki, bir tədbirdə istifadə etməzdən əvvəl sınaqdan keçirilməsini istəyəcəksiniz. Mən bu sistemi standart RC avadanlıqlarına qarşı və heç bir müdaxilə problemi olmadan dəfələrlə sınaqdan keçirmişəm, buna görə də hər hansı bir sınaqdan keçməlidir, lakin yerli tədbirinizin təşkilatçıları qərarlarına hörmətlə yanaşaraq son sözə sahibdirlər. İstifadəsini rədd etsələr, mübarizə apara biləcəyiniz bir kredit botunun olub olmadığını soruşun və ya niyə rədd edildiyinə dair bir aydınlıq istəyin və növbəti hadisə üçün problemi həll etməyə çalışın.

Addım 9: Motorlar haqqında əlavə məlumat

Qarışqa sinifində istifadə olunan mikro dişli mühərriklər çox böyük sürətlə gəlir və ya RPM və ya Ötürücü nisbəti ilə işarələnir. Aşağıda kobud bir dönüşüm var.

Əksər botlar 75: 1 və 30: 1 aralığında mühərriklərdən istifadə edir (bəzi istisnalar 10: 1). Böyük fırlanan silahları olan botlar daha yavaş 75: 1 mühərriklərindən faydalana bilər, çünki yavaş sürət daha çox idarə etməyə imkan verir. Çevik takozlar, qaldırıcılar və qanadlar 30: 1 nisbətində təcrübəli sürücünün əlindədir. Sistemə və sürücülükə alışmaq üçün ilk döyüşlərdə 50: 1 mühərrikləri takozda tövsiyə edirəm

• 12V 2000 RPM (və ya 6V 1000 RPM) -> 30: 1
• 6V 300 RPM -> 50: 1

Addım 10: Yeniləmələr və Təkmilləşdirmələr

Bu "ible" ı yerləşdirdiyimdən bir neçə il keçdi və bu sistem haqqında çox şey öyrəndim, buna görə də onları burada yeniləməyin vaxtı gəldi. Ən əsası komponent seçimidir, orijinal komponentlər nisbətən yaxşı işləyirdi, lakin bəzən döyüş zamanı uğursuz olurdu. 2 böyük günahkar, H-Bridge və nrf24l01 moduludur, çünki tapa biləcəyim ən ucuz hissələri seçmişəm. Bunlar aşağıdakılarla düzəldilə bilər:

• 0.5A H körpüsünün 1.5A H körpüsünə yüksəldilməsi: 1.5A H körpüsü
• Nrf24l01 modulunu tam SMD dizaynına yüksəltmək: Ağıllı NRF24l01 açın

Yeni komponent təkmilləşdirmələri ilə yanaşı, RX -ni kompaktlaşdırmağa və TX -ə daha çox xüsusiyyət əlavə etməyə kömək edən bir neçə yeni PCB hazırladım.

Bəzi kod dəyişikliklərim də var, buna görə də onları izləyin