Ard-e: Der Roboter mit einem Arduino als Gehirn - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

So erstellen Sie einen Open-Source-Arduino-gesteuerten Roboter für unter 100 US-Dollar.

Hoffentlich können Sie nach dem Lesen dieser Anleitung Ihren ersten Schritt in die Robotik machen. Ard-e kostet ungefähr 90 bis 130 US-Dollar, je nachdem, wie viel Ersatzelektronik Sie herumliegen haben. Die Hauptkosten sind: 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 US-Dollar Ich habe meine in einem örtlichen Hobbyladen bekommen Schneckengetriebemotor - 12 US-Dollar https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Verschiedene andere Elektronik - etwa 10 US-Dollar radioshack oder digikey.com Sensoren - zwischen 0 Dollar und 28 Dollar, je nachdem, wie viele Sie wollen und wie umfangreich Ihr Haufen Schrottelektronik ist. Wenn Sie also etwa 100 Dollar ausgeben, erhalten Sie einen ferngesteuerten Roboter mit einem Schwenk- und Neigesystem, mit dem Sie eine Kamera zielen können, eine gehackte Airsoft-Pistole (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) oder du könntest einen Laser daran befestigen, denn das ist es, was du herumliegen hast. Wenn Sie wirklich grausam sein wollten, könnten Sie einen DVD-Laser daran befestigen und brennen, was Sie wollten (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Zusätzlich zum ferngesteuerten Schwenk- und Neigesystem Sie können auch Chips im Wert von etwa drei Dollar kaufen, Sensoren an Ard-e anschließen und ihn vollständig autonom machen. Für rund hundert Dollar können Sie Ihr eigenes Robotersystem bauen, das die meisten Funktionen eines Roomba- oder Lego-Mindstorms-Roboters hat: Es kann erkennen, wenn es auf etwas stößt, programmiert werden, um zu vermeiden, was es trifft, es kann dem Hellsten folgen Licht, Schadstoffe riechen, Geräusche hören, genau wissen, wie weit es gegangen ist, und von einer alten, recycelten Fernbedienung gesteuert werden. All dies für etwa die Hälfte des Preises von Gewerbeeinheiten. Dies ist mein Beitrag zum RobotGames-Roboterwettbewerb. Wenn es Ihnen gefällt, stimmen Sie dafür! Hinweis- Ursprünglich wollte ich die ferngesteuerte Version nur als meine Teilnahme am Wettbewerb einreichen, aber da die Frist verschoben wurde, werde ich Ihnen zeigen, wie man Ard-e selbst zum Laufen bringt. Also weiter zum Bau von Ard-e

Schritt 1: Bauen Sie Ihren Bulldozer

Sobald Sie Ihr neues Bulldozer-Kit entweder per Post oder in Ihrem örtlichen Hobbyladen erhalten haben, müssen Sie es zusammenstellen. Diese Kits von Tamiya sind in der Regel etwas teuer, aber sie sind es wert. Ich fand das Schneckengetriebe, mit dem ich den Laser schwenke, in einer Kiste mit alten, staubbedeckten Projekten, es war vielleicht drei Jahre lang nicht berührt worden. Nach dem Abblasen des Staubes und dem Anschließen lief es einwandfrei.

Ein Taschenmesser oder ein Ledermann sollten alle Werkzeuge sein, die Sie zum Aufstellen des Bulldozers benötigen. Die Anweisungen sind Schritt für Schritt und leicht zu befolgen, auch wenn das Englisch etwas wackelig ist. Da ich nicht vorhatte, Ard-e als wirklich schwachen Bulldozer zu verwenden, habe ich den Pflug nicht angebracht. Die Gleichstrommotoren, die den Bulldozer antreiben, werden durch die doppelpoligen Doppelhubschalter (DPDT) gesteuert, aus denen die Steuerung besteht. Ich habe ein Diagramm hinzugefügt, wie Sie Ihren eigenen DPDT-Schalter anschließen, um einen Motor zu steuern, da ich später den Schwenkmotor mit einem anderen DPDT-Schalter steuere. Hoffentlich macht das Diagramm deutlich, dass der Schalter, wenn er in eine Richtung geworfen wird, den Motor in eine Richtung dreht und wenn er in die andere Richtung geworfen wird.

Schritt 2: Montieren Sie das Schwenk- und Neigesystem

Sie haben jetzt also eine Basis für Ard-e, die gut konstruiert und konstruiert ist (hoffentlich hat Sie das Englisch in der Anleitung nicht zu sehr abgelenkt). Jetzt müssen Sie etwas bauen, mit dem diese Basis herumfahren und coole Sachen machen kann. Ich entschied mich, einen anderen DC-Motor und ein Servo als Schwenk- und Neigesystem darauf zu setzen, mit dem man alles zielen kann, was man wollte. Das Servo wird vom Arduino gesteuert und der Schwenkmotor wird von einem DPDT-Schalter gesteuert, den ich bei Radio Shack für etwa zwei Dollar gekauft habe. Um das Servo zu steuern, habe ich einen Code in der Arduino-Softwareumgebung geschrieben, der den Spannungsabfall eines Potentiometers liest und diesen in den Winkel umwandelt, in den das Servo bewegt werden soll. Um dies auf dem Arduino zu implementieren, haken Sie das Servodatenkabel an einen der digitalen Ausgangspins des Arduino und das Plusspannungskabel an 5V und das Erdungskabel an Masse an. Für das Potentiometer müssen Sie die äußeren beiden Leitungen an +5V und die andere an Masse anschließen. Die mittlere Leitung vom Potentiometer sollte dann an einen analogen Eingang angeschlossen werden. Das Potentiometer wirkt dann als Spannungsteiler mit möglichen Werten von 0V bis +5. Wenn der Arduino den analogen Eingang liest, liest er ihn von 0 bis 1023. Um einen Winkel zum Laufen des Servos zu erhalten, habe ich den Wert, den das Arduino las, durch 5,68 geteilt, um eine Skala von ungefähr 0-180 zu erhalten. Heres der Code, den ich verwendet habe, um das Neigungsservo von einem Potentiometer zu steuern: #include int potPin = 2; // wählt den Eingangspin für das PotentiometerServo Servo1;int val = 0; // Variable zum Speichern des Werts aus dem Potentiometervoid-Setup () { servo1.attach (8); // wählt den Pin für den Servo}void loop () { val = analogRead (potPin); // den Wert vom Potentiometer lesen val = val / 5.68; // den Wert in Grad umwandeln servo1.write (val); // Machen Sie das Servo zu diesem Grad Servo:: refresh (); // Befehl zum Ausführen des Servos} Wenn Sie Hilfe bei der Arbeit mit dem Arduino benötigen, wie ich es getan habe, empfehle ich dringend, zu www.arduino.cc zu gehen. Es ist eine fantastische Open-Source-Website, die wirklich hilfreich ist. Nachdem ich die Steuerung des Servos und des Schalters getestet hatte, brauchte ich einen Platz, um sie zu platzieren. Am Ende habe ich ein Stück Altholz verwendet, das auf etwa die gleiche Länge wie Ard-e geschnitten und mit einem im 90-Grad-Winkel gebogenen Stück Aluminium in die Rückwand geschraubt wurde. Ich habe dann den DPDT-Schalter und das Potentiometer in den Controller eingebaut. Es war ein enger Druck und ich musste ein weiteres Loch in die Oberseite bohren, um Drähte herauszuführen, aber insgesamt hat es ziemlich gut geklappt. Am Ende habe ich auch Drähte an die vorhandene Controller-Schaltung gelötet, um das Schneckengetriebe mit Strom zu versorgen. Ich hätte wirklich wahrscheinlich ein anderes Servo für das Schwenken verwenden sollen, aber der Hobbyladen, zu dem ich ging, hatte nur einen der zehn Dollar und der Motor kann sich um 360 ° drehen Grad im Gegensatz zum Servo. Allerdings ist der Motor etwas zu langsam. Nun zum Testen.

Schritt 3: Testen und Erstellen der ferngesteuerten Version von Ard-e

Bevor wir also Ard-e fahren, müssen wir das Arduino mobil machen. Damit die Decimilla mobil wird, benötigen Sie lediglich eine 9-Volt-Batterie, die mit einem Stecker verbunden ist, der in die externe Stromversorgung passt. Am Ende habe ich das Netzkabel von einem alten Transformator abgeschnitten und einen 9-Volt-Teig-Clip erhalten, indem ich einen alten 9-Volt auseinandergenommen habe. Der Jumper muss auch von der USB-Stromversorgung auf die externe Stromversorgung verschoben werden. Wenn der Akku richtig angeschlossen ist, sollte die Power-LED am Arduino aufleuchten. Wenn nicht, haben Sie wahrscheinlich die Polarität falsch und sollten die Drähte vertauschen. Ich habe dies zuerst getan und es hat dem Chip keinen Schaden zugefügt, aber ich würde es nicht für lange Zeit empfehlen.

Jetzt sollten Sie testen, ob alles wie erwartet funktioniert. Befestigen Sie etwas am Schwenk- und Neigesystem wie eine Kamera oder LED. Ich benutzte einen Laser, der mit dem Servo verbunden war, weil er gut passte und ich einen herumgelegt hatte. Fahren Sie mit Ard-e herum und versuchen Sie, den Laser nicht in Ihre Augen zu strahlen. Als ich Ard-e zum ersten Mal zusammenstellte, legte ich den Arduino hinter den Controller und klebte ihn fest. Mit diesem Setup würde das Servo jedes Mal, wenn ich entweder die Antriebsmotoren oder den Schwenkmotor lief, in die 0-Grad-Position gehen. Anscheinend würde das Laufen der Motoren den Timing-Steuerimpuls stören und das Servo denken lassen, dass es bei 0 Grad sein sollte. Ich dachte, dies lag wahrscheinlich daran, wie lang das Steuerkabel auf dem Servo von Ard-e war. Es musste von Ard-e zum Ardunio hinter dem Controller laufen, während es sich in unmittelbarer Nähe zu den Drähten befand, die den Strom zu den Motoren führten. Diese Drähte induzierten viel Rauschen in das Steuerkabel und ließen es auf 0 gehen. Um dieses Problem zu beheben, habe ich den Arduino von hinter dem Controller auf Ard-e verschoben. Beachten Sie die sehr professionell aussehende Klebebandmontage sowohl des Servos als auch des Arduino. Dadurch wurden die Geräusche verursachenden Motorkabel beseitigt und das Problem behoben. Die langen Drähte führten dann nur die Stromversorgung und das Eingangssignal vom Potentiometer anstelle des Strom- und Steuersignals für das Servo. Das Rauschen von den Motorkabeln beeinflusst jetzt das Ablesen des Potentiometers, das wenig bis gar keinen Einfluss auf den Grad hat, bis zu dem das Servo angesteuert wird. Sie haben jetzt also die ferngesteuerte Version von Ard-e. Im Grunde hast du gerade ein wirklich cooles selbstgebautes Auto gebaut, mit dem du herumfahren und auf Dinge zeigen kannst. Der Arduino ist gelinde gesagt zu wenig genutzt. Ard-e nutzt derzeit 1/6 seiner Fähigkeit, die analoge Welt zu erfassen, und 1/14 seiner digitalen I/O-Fähigkeiten. Sie könnten sich etwas Geld sparen und einfach das Servo und den Arduino herausnehmen, wenn Sie nur ein selbstgebautes Auto wollen…. Aber wenn Sie sich wirklich mit Robotik beschäftigen möchten, lesen Sie weiter, wie Sie Ard-e selbst fahren lassen können.

Schritt 4: Ard-e auf Auto: Verwenden des Ardunio zum Antrieb der DC-Motoren

Zweiter Preis im Roboterwettbewerb Instructables und RoboGames