BOB' V2.0: 6 Schritte (mit Bildern)

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

Dies ist sozusagen eine Fortsetzung des anweisbaren "Hindernisvermeidungsroboters mit einer Persönlichkeit". In diesem anweisbaren beschloss ich, den Roboter "BOB" zu nennen. BOB hatte einige Fehler und Nachteile, daher habe ich BOB jetzt in einigen Punkten verbessert. (Er? Es?) hat jetzt besser:

• Ausdauer (verbessertes Kraftsystem)
• 'Vision' (zusätzliche Sensoren)
• 'Nerven' (Verbindungen werden sicherer hergestellt)
• Brainpower (verschiedener Mikrocontroller)

Bob verwendet jetzt einen Schaltregler und eine 9,6-V-RC-Batterie zur Stromversorgung, bessere Sensorhalterungen, einen zusätzlichen GP2D12-IR-Sensor, ein Schwenkservo für den Ultraschall-Entfernungsmesser und einen AVR ATmega168-Mikrocontroller auf einem Arduino-Entwicklungsboard. Ich habe es schon immer geliebt, Projekte mit Mikrocontrollern zu bauen, und was wäre besser, als einen Roboter mit einem zu bauen, um die vollen Fähigkeiten des Mikrocontrollers zu demonstrieren!

Schritt 1: Teileliste

Hier ist eine Liste dessen, woraus BOB besteht und wo man sie bekommt:Servos:

• 1x Futaba S3003 (Hobby-Servo) - Hobbytown USA, Futaba.com
• 2x Parallax Continuous Rotation Servos - Parallax.com, Acroname.com

Prototyping-Hardware/Kabel:

• 1x 3-adriges Sensorkabel - Jeder Online-Händler für Roboterteile. Ich habe meine von Trossenrobotics.com.
• 4x 'Analogbuchsen für die Platinenmontage'. - Ich habe diese HIER. Ich denke, Sie können sie auch von Digikey bekommen.
• Steckbrett - Radioshack
• Verschiedene Drahtlängen (für die Anschlüsse am Steckbrett). Ich habe ein Steckbrett verwendet, weil ich Löten HASSE. Das Steckbrett wird verwendet, um alle Verbindungen zwischen den Sensoren und dem Mikrocontroller herzustellen.
• Männliche Header - Ich habe einige von Sparkfun HIER bekommen.

Sensoren:

• 3x Sharp GP2D12 IR-Sensoren (mit 3-adrigen Kabeln) - Acroname, Trossen Robotics (da habe ich meine bekommen), Devantech
• 'Ping)))' Ultraschall-Entfernungsmesser - Parallax.com, ich glaube, ich habe ihn an anderen Orten online gesehen …

Leistung:

• 9,6 V Ni-Cd-Akku (oder jeder andere 8-AA-Zellen-Akku / jeder wiederaufladbare Akku über 9 V) - Ich hatte diesen vor langer Zeit, als er einmal für ein RC-Rennauto verwendet wurde. Diese bekommst du praktisch in jedem Hobbyladen.
• 5V 1A Schaltspannungsregler - Dimension Engineering.com oder Trossen Robotics (wo ich meinen habe)
• Passender Stecker für den verwendeten Akku (zum Herstellen der Verbindung zwischen Akku und Elektronik).

Rechner:

Arduino Mikrocontroller (Arduino Diecimila; ich weiß, das Bild zeigt einen NG; das war ein Unfall. Ich wollte ein Bild von der Diecimila hochladen. Ich habe die Diecimila verwendet, aber Sie müssen nicht das neueste Arduino-Modell für diesen Roboter haben.)

Chassis:

Das Chassis, das ich verwendet habe, ist eines, das ich aus einem Kit von Parallax namens 'BOE-Bot Kit' habe. Sie können Plexiglas, eine Kunststoffplatte in geeigneter Größe, ein vorbearbeitetes Chassis von einem Online-Händler oder sogar einen Holzblock verwenden

Kabelmanagement:

Kabelbinder - (die weißen Plastiksachen, die Sie in Verpackungen finden, um Dinge zusammenzuhalten) Sie können sie im Heimdepot, bei Lowes oder praktisch in jedem Baumarkt bekommen

Sonstiges:

• 1x Piezo-Lautsprecher/Element - Ich habe dies als Indikator verwendet; der Arduino piept, wenn das Programm zu laufen beginnt
• 1x LED
• 1x 200 Ohm Widerstand (für die LED)

Schritt 2: Beginn der Montage - Montage der Sharp IR-Sensorhalterung

Es gibt einige Schlitze, die mit den Löchern und Schlitzen am Chassis übereinstimmen. Befestigen Sie die Sensorhalterung mit zwei Schrauben und Muttern an der Unterseite.

Schritt 3: Montieren Sie den Pan-Servo und den Ultraschall-Entfernungsmesser

Das Schwenkservo dient zum horizontalen Schwenken des Ping))) für eine breite Objekterkennung sowie zur Messung von Entfernungen in verschiedenen Winkeln, um den klarsten Verfahrweg zu bestimmen. Ich benutzte einige Abstandshalter, um das Servo zu montieren, und einige der Schrauben, die ich hatte. Die Größe, die Sie für diese Hardware verwenden möchten, ist wirklich klein; Ich habe nirgendwo anders als im Internet Schrauben mit dem entsprechenden "Gewinde" finden können. Ich bekomme diese Hardware entweder von Sparkfun Electronics oder Parallax (beide online). Beide Einzelhändler haben alle gleich großen Schrauben und Abstandshalter. Nun zum Ultraschall-Entfernungsmesser. Ich habe eine Halterung für den Ultraschall-Ranger Ping))) speziell angefertigt, weil ich nicht das zusätzliche Geld für einen online ausgeben wollte. Ich benutzte etwas Plexiglas, eine gerade Kante (Rasierklinge) und eine C-Klemme, um den Kunststoff auseinander zu schnappen. Um diese Halterung herzustellen, müssen Sie lediglich den Ultraschall-Entfernungsmesser ausmessen, zwei identische Plexiglasstücke ein paar mm größer als die Größe des Ultraschall-Entfernungsmessers ausschneiden, die Löcher bohren und sie wie abgebildet im rechten Winkel kleben. Schließlich bohren Sie ein kleines Loch, das nur geringfügig größer ist als die Schraube, die am Servokopf befestigt war, setzen Sie die Schraube ein und befestigen Sie dann die gesamte Baugruppe am Servo. Ich bin vielleicht gut in Programmieren und Kreativität, aber die Hardware für einen Homebrew-Roboter zu bearbeiten ist definitiv nicht einer meiner Höhepunkte. Was bedeutet das? Wenn ich es kann, kannst du es auf jeden Fall! Hinweise zum Servo: Sie müssen nicht speziell ein Futaba S3003 kaufen, wie ich es verwendet habe; Sie können jedes beliebige Servo verwenden, solange es ein breites Maß an Bewegung hat; das ist wichtig für dieses Projekt! Ich denke, das von mir verwendete Futaba-Servo hat ~ 180 Grad Bewegung. Als ich nach einem Servo suchte, das ich als Schwenkservo für BOB verwenden konnte, suchte ich nach dem günstigsten, das ich finden konnte, und das, das ich verwende, macht die Arbeit perfekt. Wenn Sie ein Standard-Hobby-Servo mit ~ 180 Grad Bewegung haben, sind Sie für diesen Teil bereit, ABER Sie müssen möglicherweise die PWM-Werte im Quellcode an Ihr Servo anpassen, denn wenn Sie dies nicht tun? Andernfalls können Sie DAS SERVO BESCHÄDIGEN. Ich habe ein Servo schon einmal aus Versehen ruiniert, seien Sie also vorsichtig, wenn Sie ein neues Servo verwenden. Finden Sie die "Grenzen" der PWM-Werte heraus, sonst wird es versuchen, sich weiter zu drehen, als es physikalisch kann (Servos sind "dumm") und es wird die Zahnräder darin ruinieren (es sei denn, Sie haben ein wirklich schönes mit Metallzahnrädern gekauft).

Schritt 4: Fügen Sie BOBs Gehirn (das Arduino) hinzu und stellen Sie die Verbindungen her

Für ein schnelleres "Gehirn" habe ich mich für den Arduino (ATmega168) entschieden, der, obwohl er mit nur 16 MHz (im Vergleich zu den 20 MHz des BS2) läuft, viel schneller ist als der BS2, da er nicht den beteiligten Interpreter hat, den die BASIC Stamps haben benutzen. Die BASIC Stamps eignen sich zwar hervorragend für einfache Projekte und sind einfach zu bedienen, aber sie sind nicht so mächtig und passen nicht zur Rechnung (wie ich mit 'BOB V1.0' auf die harte Tour herausgefunden habe). Irgendwo im 'Netz sah ich eine billige Alternative zum 'Arduino Proto Shield'; Alles, was Sie tun müssen, ist eines dieser gelben Radioshack-Steckbretter zu besorgen und es mit einem Gummiband an der Rückseite des Arduino festzuschnallen! Dann können Sie die notwendigen Pins mit etwas kurzem Draht um das Steckbrett herum bringen. Ich würde einen Schaltplan posten, aber es gibt keine Schaltungen, die Sie konstruieren müssen, nur die Signal-, VCC- und GND-Verbindungen. Die Anschlüsse sind:

• Pin (analog) 0: Links GP2D12
• Pin (analog) 1: Mitte GP2D12
• Pin (analog) 2: Rechts GP2D12
• Pin 5: Pan-Servo
• Pin 6: Linker Antriebsservo
• Pin 7: Ultraschall-Entfernungsmesser ('Ping)))')
• Pin 9: Rechts-Antriebsservo
• Pin 11: Piezo-Lautsprecher

Ich habe keine zusätzlichen Filterkondensatoren verwendet, da der 5V-Schaltregler sie eingebaut hat. Die einzige Rohkomponente, die Sie verwenden müssen, ist ein 220-Ohm-Widerstand für die LED, die an VCC (+) als Betriebsanzeige angeschlossen ist.

Schritt 5: Verwandeln Sie die Hardware in einen Arbeitsroboter

Hier ist der Code für BOB. Es gibt viele Kommentare, die helfen zu verstehen, was vor sich geht. Es gibt auch "auskommentierter" Code, der entweder nicht verwendet wird oder zum Debuggen verwendet wird. Der Codeabschnitt, der die Messwerte des Ultraschall-Entfernungsmessers verarbeitet, wurde von einem anderen Autor erstellt; Ich habe es von der Arduino-Site. Die Anerkennung dieses Abschnitts geht an diesen Autor. *WICHTIG*: Ich habe herausgefunden, dass Sie zum Anzeigen des Codes ihn in einem Textverarbeitungsprogramm (Microsoft Word, Notepad, Wordpad, OpenOffice usw.) öffnen müssen. Aus irgendeinem Grund ist es standardmäßig eine 'Windows Media TMP-Datei'.

Schritt 6: Abschließende Hinweise

Ich werde die Fähigkeiten von BOB erweitern - ich hoffe, bald einen Schallsensor, einen Lichtsensor, einen PIR-Sensor zur Erkennung von Personen und vielleicht sogar einige andere Sensoren hinzufügen zu können. Derzeit vermeidet das BOB nur Hindernisse. Die 3 IR-Sensoren dienen zur Erkennung von Objekten, wenn sich der Roboter vorwärts bewegt, und der Ultraschall-Ranger ist da für: A) wenn sich der Roboter vorwärts bewegt, um Objekte im toten Winkel der IR-Sensoren zu erkennen und B) wenn BOB zu viele Objekte erkennt innerhalb einer bestimmten Zeit wird er nach dem klarsten Reiseweg "suchen"; Schwenken des Servos und Überprüfen verschiedener Winkel für einen klareren Weg. Ich denke, BOB hält bei voller Ladung mit dem Schaltspannungsregler und der 9,6-V-Batterie etwa 1 Stunde 20 Minuten. Außerdem weiß ich, wie das Steckbrett und der Arduino auf dem Chassis sitzen, ist etwas prekär, aber es bleibt mit einem Gummiband, ich werde bald eine Möglichkeit finden, es mit etwas Hardware zu befestigen und es daher polierter aussehen zu lassen. Ich werde dieses instrucable in Zukunft hinzufügen … Unten ist ein Video davon in Aktion! Ich habe auch die Handbücher für die Sensoren wie in der BOB 1.0-Anleitung enthalten ("Obstacle-Avoiding Robot With A Personality"). Das 'DE-……' ist für den Schaltregler.