NEX-Projekt: 6 Schritte (mit Bildern)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Hey Leute, Natanael Prado ist wieder hier mit einem weiteren tollen Projekt. Dieses Mal möchte ich mit euch ein Projekt teilen, das ich seit drei Jahren mache, dieses Projekt ist mein Roboter namens NEX. Lernen Sie also zuerst die Geschichte meiner Kreation kennen.

Die Geschichte hinter dem Projekt

In mir steckt schon lange eine Sehnsucht. Der Wunsch, einen Roboter zu erschaffen, aber nicht irgendeinen Roboter. Ich wollte jemanden schaffen, der mehr als nur ein Roboter ist, der ein Freund ist, mit einer einzigartigen Persönlichkeit und einzigartigen Eigenschaften, der auch ein Teil von mir sein könnte. Wann dieses Verlangen in mir geboren wurde, weiß ich nicht genau; aber ich weiß, dass trotz der zeit, die nie in mir gestorben ist, denn es war mehr als ein einfacher wunsch, es war ein lebensziel und ein zu erfüllender traum. Damals kaufte ich meinen ersten Arduino, einen Arduino Mega 2560, und begann, meinen Traum in die Realität umzusetzen und wagen sich ins Unbekannte. Es waren ungefähr drei Jahre der Planung und Umsetzung meiner Vorstellung. Und jetzt ist nach jahrelanger Arbeit mein Roboter zum Leben erwacht !!!

Aber was ist ein Arduino?

Zunächst möchte ich denen, die es nicht kennen, den Arduino vorstellen. Ein Arduino ist also eine Open-Source-Elektronikplattform, die auf einfach zu bedienender Hardware und Software basiert. Arduino-Boards sind in der Lage, Eingaben zu lesen – Licht auf einem Sensor, einen Finger auf einer Taste oder eine Twitter-Nachricht – und sie in einen Ausgang umzuwandeln – einen Motor zu aktivieren, eine LED einzuschalten, etwas online zu veröffentlichen. Sie können Ihrem Board sagen, was es tun soll, indem Sie eine Reihe von Anweisungen an den Mikrocontroller auf dem Board senden. Dazu verwenden Sie die Programmiersprache Arduino (basierend auf Wiring) und die Arduino Software (IDE), basierend auf Processing. Der Arduino ist so fantastisch und unglaublich, man kann viele coole Dinge damit machen und seine Träume buchstäblich in die Realität umsetzen, so wie ich meinen Roboter NEX gemacht habe.

Der Zweck der Veröffentlichung dieses Projekts besteht nicht darin, im Detail zu erklären, wie ich meinen Roboter hergestellt habe, sondern Sie zu inspirieren und zu ermutigen, zu erfinden und zu erschaffen, was Sie wollen, auch wenn Ihre Träume manchmal unmöglich erscheinen. Worauf warten wir also? Lasst uns anfangen!

Lieferungen

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Schritt 1: Materialien

Dies ist die Mehrheit der Stücke, die ich verwendet habe, um meinen Roboter zu machen:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + Mikrofon
• Motorschild L293D
• Nextion verbessertes 3,5-Zoll-Display
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Runder Roboter-Chassis-Kit
• HC-SR04 Ultraschall-Distanzsensor
• 10000mAh Mi Powerbank
• 8Ω Lautsprecher

Ich habe auch andere Arten von Materialien verwendet, wie zum Beispiel:

• Milchkanne (um NEX's Körper zu tun)
• Verzinkte Drähte (um die Arme von NEX zu machen)
• Karton
• Plastikteile
• Einige Sprühfarben

Schritt 2: Von der Konzeption zur Realität

Da jedes Projekt zuallererst in unseren Köpfen beginnt, ist es sehr wichtig, Ihre Idee zu Papier zu bringen, bevor Sie mit der Konstruktion eines Projekts beginnen, um bereits eine Vorstellung davon zu haben, welche Teile und Materialien verwendet werden können, um eine Idee in die Realität umzusetzen. Vor diesem Hintergrund zeigt das obige Bild eine der ersten Skizzen meines Roboters, die Anfang 2019 erstellt wurde und eine Simulation zeigt, wie NEX im endgültigen Projekt aussieht. Später wurde diese Darstellung verbessert und hatte daher einige kleine Modifikationen. Das folgende Bild zeigt die 2D-Ansicht des bereits aktualisierten Projekts, die mit Hilfe einer Grafiksoftware auf dem Computer erstellt wurde.

Schritt 3: Teile von NEX

In diesem Abschnitt zeige und erkläre ich Ihnen einige der wichtigsten Teile, mit denen ich meinen Roboter gebaut habe und wie sie in den unterschiedlichsten Robotik- und Arduino-Projekten verwendet werden können. Also komm schon!!

Beginnen wir mit diesem Stück, Dies ist das Motor Shield L293D, es basiert auf dem L293D-Chip und kann mit dem Arduino verwendet werden. Dieses Shield ist sehr interessant, da Sie damit Motoren mit Ihrem Arduino-Board steuern können. Es ist möglich damit bis zu 4 DC-Motoren, 2 Servos oder 2 Schrittmotoren gleichzeitig anzusteuern. Ich habe dieses Schild verwendet, um die Arme von NEX zu steuern, die mit zwei Servomotoren SG90 arbeiten, und auch die beiden Gleichstrommotoren, die es bewegen.

Dieses Ding sieht aus wie zwei Augen, oder? aber das sind sie nicht, hahaha … Dies ist eigentlich ein HC-SR04-Ultraschallsensormodul, das mit dem Arduino verwendet werden kann, um beispielsweise den Abstand zwischen bestimmten Gegenständen zu messen, es ist in der Lage, Abstände von 2 cm bis 4 m mit hoher Präzision zu messen und niedriger Preis. Diese Sensoren werden auch als Transceiver bezeichnet und haben die Fähigkeit, ähnlich wie Sonar zu arbeiten. Während Sonar hauptsächlich unter Wasser verwendet wird, können Ultraschall-Transceiver in der terrestrischen Umgebung mit Luft als Übertragungsmittel verwendet werden. Darüber hinaus sind Ultraschallwellensensoren in industriellen und medizinischen Anwendungen weit verbreitet.

Dies ist der Servomotor SG90, es ist nichts anderes als ein Motor mit Winkelpositionssteuerung, es ist: durch PWM-Signale ist es möglich, den Servomotor als seine Achse bis zum bestimmten Winkel zu steuern, der von -90 ° bis. gehen kann 90º, das heißt, es hat einen Freiheitsgrad von 180º. Darüber hinaus ist der SG90 Servomotor einer der beliebtesten, wenn es um Arduino oder Educational Robotics geht. Dies liegt daran, dass es eine geringe Größe und ein geringes Drehmoment hat, die für die meisten Bildungsanwendungen geeignet sind. In meinem Projekt wurden 2 Servomotoren verwendet, um die Arme von NEX zu bewegen.

Dies ist das Display Nextion Enhanced NX4832K035, dieses Display ist sehr leistungsstark, eigentlich habe ich das Gesicht meines Roboters mit diesem Display gemacht. Es umfasst einen Hardwareteil (eine Reihe von TFT-Karten) und einen Softwareteil (den Nextion-Editor). Das Gute daran ist, dass das Nextion TFT-Board nur einen seriellen Port zur Kommunikation verwendet.

Es gibt andere wichtige Teile, von denen ich hier kein Bild habe, wie das Easy VR Shield 3.0. This Shield ist ein Mehrzweck-Spracherkennungsmodul, das entwickelt wurde, um vielseitige, robuste und kostengünstige Spracherkennungsfunktionen hinzuzufügen fast jede Anwendung. Es hat ein Mikrofon und die Unterstützung für einen 8-Zoll-Lautsprecher. Dieses Shield ist für meinen Roboter sehr wichtig, da es mir ermöglicht, mit NEX zu kommunizieren, es ist wie eine Brücke zwischen meinem und meinem Roboter.

Ein weiterer sehr wichtiger Teil ist das Round Robot Chassis Kit. Dieses Kit enthält zwei Gleichstrommotoren, die die Räder des NEX steuern, sodass sich mein Roboter vorwärts, rückwärts, drehen, nach rechts und links bewegen kann und so weiter.

Und zu guter Letzt natürlich die Powerbank. Da mein Roboter eigenständig ist, benötigt er eine Batterie in ihm, um den Arduino mit Energie zu versorgen, also wähle ich eine 10000Mah Powerbank dafür.

Schritt 4: NEX-Erstellungsprozess (Hardware)

Der erste Schritt im NEX-Montageprozess waren die Vortests, die durchgeführt wurden, um die Integration und den Betrieb zwischen dem Arduino Mega 2560, dem EasyVR 3.0 Shield und dem L293D Motor Shield zu überprüfen.

Nachdem dieser Schritt abgeschlossen war, wurde der Körper des Roboters hergestellt, dafür wurde eine Dose Nestmilch verwendet, die in einigen Teilen geschnitten werden musste, um einige Teile darin zu fixieren, außerdem wurde diese Dose später geschliffen und mit lackiert gelbe Sprühfarbe.

Nachdem dies erledigt war, wurde das NEX-Roboterchassis zusammengebaut, da es ab Werk komplett zerlegt geliefert wird. Neben den korrekten elektrischen Anschlüssen des Motors mussten alle Teile des Chassis montiert werden. Siehe das Bild unten eines bereits montierten Chassis.

Damit wurde der Ultraschallsensor HC-SR04 strategisch unter diesem Chassis positioniert und die Milchkanne (Roboterkörper) auf das zuvor montierte Roboterchassis geschraubt. Danach wurden die Kabel angeschlossen und am NEX-Körper befestigt, der die Verbindung zwischen den internen Komponenten herstellt, um sie in Ausgänge oder Eingänge an der Außenseite des Roboterkörpers, wie z USB-Port von Arduino. Siehe das Bild unten:

Dann wurden dem Roboterkörper zwei Motorservos hinzugefügt, einer an jedem Ende der Dose und auch die 10000mAh Powerbank. Wie im Bild unten gezeigt.

Kurz darauf wurde die Hauptroboterbaugruppe bestehend aus Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D, die zuvor getestet und in Betrieb war, dem NEX-Körper hinzugefügt, und es wurden ordnungsgemäße Verbindungen zwischen den Boards und anderen Peripheriegeräten hergestellt. Wie auf dem Foto unten gezeigt.

Danach wurde der 3,5-Zoll-Nextion-LCD-Bildschirm mit dem Arduino Mega 2560 verbunden und an der Vorderseite des Roboterkörpers befestigt, und zusätzlich wurde der 4Ω- und 3W-Lautsprecher strategisch unter dem LCD-Bildschirm am Roboterkörper positioniert. Schließlich wurden die NEX-Arme hergestellt und verzinkte Drähte verwendet, um sie herzustellen.

Schritt 5: NEX-Erstellungsprozess (Software)

Gehen Sie nun zum NEX-Softwareteil über. Um das Gesicht des NEX-Roboters auf dem Nextion-Bildschirm zu erstellen, wurde zuerst eine Open-Source-Grafikdesign- und Animationssoftware namens Krita verwendet. Dadurch können Sie alle Grafiken des NEX-Gesichts zeichnen und jedes erstellte Bild in einen Rahmen umwandeln, um Teil der Gesichtsanimationen von NEX zu sein. Jedes Mal, wenn NEX spricht, zeigt er auf seinem Bildschirm eine Reihe von Bildern an, die für einen bestimmten Befehl spezifisch sind und mit 30 FPS rotieren Lippensynchronisation, damit seine Mundbewegungen sich nicht wiederholen und nicht mit dem harmonieren, was er spricht. Da die Animation nichts anderes als eine Abfolge von Bildern ist, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht, hat NEX bis zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung etwa fünftausend Bilder, die sich nacheinander auf dem Bildschirm drehen können. Dies war sicherlich einer der mühsamsten und anstrengendsten Teile dieses ganzen Projekts, denn das Erstellen von Zeichnungen und Animationen von Grund auf ohne entsprechende Vorkenntnisse erfordert viel Mühe und Geduld. Aber nicht nur, damit diese Bilddatenbank eine Animation von Arduino auf dem Nextion-Bildschirm ausführen kann, war es notwendig, die Nextion-Editor-Software zu verwenden, die die Erstellung einer.tft-Datei ermöglicht, die aufgezeichnet und eingefügt wird eine Micro-SD-Karte, die später mit dem Nextion-Bildschirm verbunden und die Bilder darauf geladen werden.

Um die Stimme des NEX-Roboters zu erstellen, wurde als Grundlage die Stimme des Autors verwendet, der diese erweiterte Zusammenfassung hier schreibt. Durch mehrere Stimmmodifikationsprozesse mit dem Audacity-Programm war es möglich, eine charakteristische Stimme für NEX zu erstellen. Der nächste Schritt bestand darin, alle im EasyVR Shield erstellten Sprachbefehle über die EasyVR Commander-Software zu laden. Zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung verfügt NEX über 12 erstellte Sprachbefehle sowie 12 darin geladene Sprachnachrichten.

Und so sah der NEX-Roboter am Ende seines Entstehungsprozesses aus.

Schritt 6: Das ist alles Folk's

Das ist alles von Leuten, und wie Sie sehen konnten, habe ich versucht, ein dreijähriges Projekt in einem einzigen Instructable zusammenzufassen, aber es ist nicht so einfach hahaha … Aber die Hauptbotschaft, die ich hier vermitteln wollte, ist, dass, egal was Ihr Traum ist, und wie schwierig es scheint, wenn Sie glauben, dass es möglich ist, es zu verwirklichen und diesen Traum nicht aufzugeben, wird er wahr!!

NEX und ich hoffe, Ihnen hat dieses Instructable-Projekt gefallen und danke Ihnen allen, dass Sie bis hierhin gelesen haben. Wenn Sie mehr über NEX und Ihre unglaubliche Reise erfahren möchten, vergessen Sie nicht, ihm auf seinem offiziellen Instagram zu folgen: @nextherobot. Das war's, tschüss !! bis bald mit weiteren coolen projekten!!;)