Robotik Gezici: 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Merhaba, ben Proxy303, robotik uzmanıyım. Bu derste size benimki gibi kendi robotunuzu nasıl yapacağınızı öğreteceğim.

İnsanların robot dediği aşırı övülen uzaktan kumandalı arabalardan bahsetmiyorum. Bir robotun tanımlarından biri, uzaktan kumanda olamamasıdır. Bugün inşa edeceğiniz robot, inşa ettiğiniz, kabloladığınız ve programladığınız bir robottur. O zaman özerk. Bu, dışarıdan kontrol edilmediği anlamına gelir. Kendini kontrol eder. Oluşturulup programlandıktan sonra robot her şeyi kendisi yapar.

Herhangi bir robotun beş ana bileşeni vardır:

• Robotunuzun gövdesi olan bir şasi. Bunları çevrimiçi olarak önceden monte edilmiş olarak satın alabilir veya bir kitten veya sıfırdan kendiniz yapabilirsiniz.
• Robotunuzun "beyni" olan bir mikro denetleyici. Bu, hemen hemen her şeyi yapmak üzere programlanabilen çok yönlü bir devredir.
• Robotunuzun hareket etmesine izin veren bazı motorlar. Motorları doğrudan bir mikro denetleyiciyle etkin bir şekilde kontrol edemezsiniz, bu nedenle ihtiyacınız olan…
• Düşük voltajlı bir mantık sinyali ile daha yüksek voltajlı bir motoru kontrol etmenizi sağlayan bir motor sürücüsü.
• Her şeye güç veren bir güç kaynağı. Taşınabilir veya hareket eden robotlar için pil kullanın. Aksi takdirde, bilgisayardaki gibi bir güç kaynağı modülü kullanabilirsiniz.

Gereçler

İhtiyacın olacak:

• Bir robot kasası (Universal bir mikro denetleyici montajı veya sensör montajları gibi pek çok iyi yönü olduğu için Actobotics Runt Rover Whippersnapper'ı öneririm veya her şeyin birbirine oturması gibi.) Herhangi bir malzeme işe yarar, bu nedenle plastik deneyin, ahşap, hatta karton. Metal kullanırken dikkatli olun, devre kartlarının altındaki lehim bağlantılarını kısa devre yaptırabilir, ancak ne yaptığınızı biliyorsanız, devam edin ve bir deneyin. Robot kasası oldukça pahalı olabilir, 15 ila birkaç yüz dolar arasında bir değere sahiptir.
• Bir mikro denetleyici (Arduino Mega 2560 kullandım ama Raspberry Pi de iyi çalışıyor.) Bunlar elektronik mağazalarından, hobi mağazalarından, internetten veya robot parçaları satan herhangi bir yerden satın alınabilir. Bir robotun en önemli parçalarından biri olmalarına rağmen, aslında oldukça ucuzlar, 10-40 dolar arasında bir yerdeler.
• Bir motor sürücüsü (L298N çift motorlu sürücüyü kullandım) Bunlar oldukça pahalı olabilir, bu nedenle kendinize dikkat edin. Bu kötü adamlar, motorlara çok fazla güç pompalamak için tasarlandı ve bu yüzden çok ısınıyorlar. Satın aldığınızda bir soğutucu olduğundan emin olun, yoksa bir tane yapıştırın. Motor sürücüsünün aşırı ısınmasını ve kırılmasını kesinlikle istemezsiniz, bu da size yeni bir tane için 20 ila birkaç yüz dolara mal olur.
• Birkaç breadboard kablosu. Burada çok fazla açıklamaya gerek yok çünkü bunları hemen hemen her yerde bulabilirsiniz.
• Bazı M-F DuPont kabloları. Her iki ucunda metal "iğneler" bulunan devre tahtası tellerinden ziyade, bunların bir ucunda bir "iğne" ve diğer ucunda bir yuva bulunur.
• Bir avuç montaj vidası. Yine, çok fazla açıklamaya gerek yok. Standart boyutta küçük yıldız başlı vidaları alın.
• Mikro denetleyiciye güç sağlamak için birincil güç kaynağı (Çevrimiçi olarak oldukça ucuz şarj edilebilir lityum iyon piller bulabilirsiniz. Genellikle telefonları şarj etmek için kullanılan güç bankalarını kullanırım.)
• Bir motor güç kaynağı (6 AA pil bunun için harika çalışır, ancak isterseniz başka bir güç kaynağı kullanabilirsiniz. 9V pil KULLANMAYIN, sadece bu tür şeyler için akımları yoktur. robotları değil, duman dedektörlerini çalıştırmak için tasarlandıklarını unutmayın.) Mümkünse, şarj edilebilir bir güç kaynağı almayı deneyin. İlk başta biraz daha pahalı, ama bana güven. Tek kullanımlık piller kullanırsanız, bunları çok hızlı bir şekilde tükettiğinizi göreceksiniz ve bu kadar çok pilin maliyeti, bazı şarj edilebilir pillerin maliyetini hızla aşıyor.

İsteyebilirsin:

• Ultrasonik bir sensör. Robotunuzun önündeki nesneleri görmesini sağlar.
• Bazı servo motorlar. Bu kullanışlı motorlar sürekli dönmek yerine belirli bir açıda hareket edecek ve orada kalacak şekilde programlanabilir.
• Bir avuç LED. Açıklama gerekmez. Güç verirsin, yanarlar. Basit.
• Veya diğer ekler. Neden bir robot kol eklemiyorsunuz? Yoksa başka bir sensör mü?

Adım 1: Robot Kasasını İnşa Edin

Satın aldığınız robot şasesini monte edin. Her şeyin doğru şekilde monte edildiğinden emin olun.

Runt Rover Whippersnapper ile her şey birbirine uyuyor. Kasanız vidalarla bir arada tutuluyorsa, bunların sıkı olduğundan ve botunuzun sağlam olduğundan emin olun. İnanın bana, projenizin üzerinize yıkılması kadar kötü bir şey yok - bazen kelimenin tam anlamıyla! Ayrıca kasanın içinde boşluk olduğundan emin olun. Her şeyi satın aldığınızı, 70 dolardan fazla harcadığınızı ve yalnızca ana bileşenlerinizden birinin botun içine sığmadığını bulduğunuzu hayal edin!

Ayrıca motorların düzgün şekilde takıldığından ve serbestçe dönebildiğinden emin olun. Bazen, dışarı çıkan şasi parçası motorları bloke edebilir, bu nedenle motorların dönmesini durdurabilecek hiçbir şey olmadığından emin olun.

Adım 2: Temel Kablolama

Sol taraftaki motorları paralel olarak birbirine bağlayın. Doğru motorlar için de aynısını yapın. Sol taraftaki kırmızı kabloların sol taraftaki siyah kablolarla gruplandığından ve sağ taraf için aynı olduğundan emin olun. Sağ taraftaki her iki KIRMIZI kabloya kırmızı bir kablo bağlayın. Sol taraftaki SİYAH kabloların her ikisine de başka bir kırmızı kablo bağlayın (Biliyorum, sol tarafta ters görünüyor, ancak bu, zıt yönlü motorların ters yönde dönmesi gerçeğine uyum sağlamak için.) Siyah teller için tekrarlayın.. Kenarların tellerini birlikte gruplandırdığınızdan emin olun. Ayrıca, SOL taraftaki motorların normalde kablolama yaptığınızdan farklı olduğundan emin olun.

Adım 3: Motor Sürücüsünü Bağlayın

Bir motor sürücüsünü kullanmadan önce, nasıl çalıştığını bilmeniz GEREKİR. YANLIŞ BAĞLARSANIZ, MİKRO DENETLEYİCİ VE/VEYA MOTOR SÜRÜCÜSÜNÜ YOK EDEBİLİRSİNİZ!

Bir motor sürücüsü, bir tür yalıtılmış devre denetleyicisidir, yani motor güç alanı ile mantık kontrol alanı arasında fiziksel bir bağlantı yoktur. En iyileri, mikro denetleyiciye herhangi bir elektrik kaçağını önlemek için tasarlanmıştır (bu, ona zarar verebilir veya onu yok edebilir.) Ayrıca, iyi olanların çoğu genellikle en az 15 $'dır, bu yüzden çevrimiçi 2 $'lık bir tane görürseniz, satın almayın! Şahsen böyle bir tane buldum ve sadece bir deney olarak, üzerine bir soğutucu yapıştırdım ve bağladım. Satıcı, sürücünün 12V olarak derecelendirildiğini söyledi. 9V'a bağladım ve sigara içmeye başladı. Anlaşılan, kullandıkları çip sadece 3V olarak derecelendirildi!

Bir motor sürücüsünün 2 giriş alanı vardır: Güç girişleri ve mantık girişleri. Ayrıca iki çıkış alanına sahiptir: sağ ve sol taraflar. İşte tüm pinler ve yaptıkları:

• Mantık girişleri:

  • Bunlar 3.3v mantık sinyali alır ve motorları kontrol etmek için kullanır. Bu pinlere asla yüksek voltaj bağlamayın.
  • Bunları mikro denetleyicideki dijital mantık çıkışlarına bağlayın.

• Güç girişleri:

  • Motorlara güç sağlamak için kullanılan Güç Girişi pimi. Buraya koyduğunuz güç miktarı, sürücünün motorlara pompalayacağı güç miktarıdır.
  • Ortak toprak bağlantısı olarak kullanılan GND pimi. Hem güç hem de lojik girişlerin dönüşü olarak kullanılır. GND pimi, mantık ve güç pimlerine elektrik sızıntısını önlemek için genellikle diyotlarla bağlanır.
  • Belirli motor tiplerine güç sağlamak için kullanılan 5V pin. 5 volt ÇIKIŞIDIR, bu yüzden güç girişi ile karıştırmayın. Tek yapmanız gereken, mikro denetleyicinizdeki yanlış pime sessizce ve anında yok etmek için bir güç patlaması.

• çıktılar:

  • 1A ve 1B, bir motor veya motor seti için.
  • 2A ve 2B, diğer motor veya bunların seti için.

Bir motor sürücüsü, düşük voltajlı bir mantık sinyali ile yüksek voltajlı bir motoru kontrol etmenizi sağlar. Motor başına iki giriş olmasının nedeni, yönü de kontrol edebilmeniz içindir.

Motor sürücünüzün 1A ve 1B çıkışlarını sağ taraftaki motorlara bağlayın. 2A ve 2B çıkışlarını sol taraftaki motorlara bağlayın (Unutmayın! GERİ DÖNDÜ!)

Motor pilini robot şasinizin içinde bir yere takın ve motor sürücünüzün güç girişine + güç girişine ve - GND'ye bağlayın.

Önceden monte edilmiş bir modül kullanıyorsanız, o zaman iyisiniz.

Yalnızca bir IC kullanıyorsanız, doğru şekilde bağlandığından emin olun ve üzerine bir soğutucu koyduğunuzdan emin olun! Bu çipler çok ısınır, bu yüzden çoğu iyi sürücüde soğutucu bulunur.

Adım 4: Mikro denetleyiciyi takın

Mikro denetleyicinizi robota takın. Arduino Uno Rev3'ü kullandım. Mikro denetleyicinin dört dijital çıkışını motor sürücüsünün mantık girişine bağlayın. Mikro denetleyicinin topraklama pimini motor sürücüsünün GND yuvasına bağlayın. Motor sürücüsündeki 5V pinini mikro denetleyiciye bağlamayın! Bu, güç girişi olarak değil ve kesinlikle bir mikro denetleyici için değil, belirli motor türlerine güç sağlamak için kullanılır. Bunu yaparsanız, mikro denetleyiciye zarar verebilirsiniz. Mikro denetleyiciye sadece motor sürücüsü üzerindeki lojik pinleri ve ortak topraklama pinini bağlamanız gerekir.

Bu bağlantılar, sürücünün lojik girişlerini kullanarak motorları kontrol etmek için kullanılır.

Adım 5: Her Şeyin İyi Olduğundan Emin Olun

Geri dön ve her şeyin yolunda olduğundan emin ol. Kablo bağlantınızı kontrol edin, sol motorların geriye doğru bağlandığından emin olun, mikro denetleyicideki 5V çıkışınızın motor sürücüsündeki 5V çıkışına bağlı olmadığından emin olun ve diğer sorunları kontrol edin. Tüm vidalarınızın sıkı olduğundan, kablolarınızın takılı olduğundan, motorlarınızın engellenmediğinden ve kabloların kopmadığından emin olun.

Her şey yolundaysa, bir sonraki adıma geçin.

Adım 6: Pili Takın

Pilleri robot kasasına yerleştirin. Düşerlerse robotunuzu yavaşlatabilir veya durdurabilirler, bu nedenle onları kasanın içine sabitlediğinizden emin olun. Bir montaj braketi, biraz yapıştırıcı kullanın veya sık sık çıkarmayı planlıyorsanız bunları bantlayın. Ayrıca, pil bağlantılarınızın iyi olduğundan emin olun. Bir keresinde hareket etmeyi reddeden bir robotum vardı ve saatlerce daireler çizerek programımı kontrol ettim, motorları yeniden kabloladım ve sorunu bulamadım. Hatta yeni bir mikro denetleyici satın aldım, ancak motor pilimin kablolarından birinin kasanın içinde gevşediğini buldum. Bu, bir parçayı değiştirmeden önce neden diğer sorunları her zaman kontrol etmeniz gerektiğine mükemmel bir örnektir!

7. Adım: Her Şeyi Ekleyin

Her şeyi güvenli bir şekilde takmak için küçük montaj vidaları kullanın. Motor sürücüsünü ve mikro denetleyiciyi robot kasasına vidalayın ve motorların sağlam olduğundan emin olun. Breadboard'un da güvenli bir şekilde takıldığından emin olun.

Kablolarınızı düzenlemek için zip bağları veya küçük bant parçaları kullanın. Bunu yapmanız gerekmez, ancak kesinlikle robotun daha iyi görünmesini sağlar ve hangi kabloların neye gittiğini takip etmeyi kolaylaştırır. Ayrıca, fermuarlarınız yoksa veya kabloları kolayca değiştirmeniz gerekiyorsa, bunları renklerine göre gruplayabilirsiniz. Örneğin, mikro denetleyiciden motor sürücüsüne giden yeşil kabloları, güç için kırmızı kabloları, GND için siyah kabloları ve motor sürücüsünden motorlara giden mavi kabloları kullanabilirsiniz.

Adım 8: Program

Mikro denetleyiciyi bir bilgisayara bağlayın ve programlayın. Basitten başlayın ve kendinizi bunaltmayın. Robotu ilerletmek kadar basit bir şeyle başlayın. Döndürebilir misin? Geriye gitmek? Daireler içinde mi dönüyorsunuz? Dikkat, programlama çok sabır gerektirir ve genellikle en uzun sürer. Yukarıdaki grafiğe bakın.

O size kalmış!

9. Adım: Ekler

Artık basit bir robot kurulumuna sahip olduğunuza göre, bazı ekstra özellikler eklemenin zamanı geldi. Robotun engellerden kaçınmasını sağlamak için bir ultrasonik sensör takın. Veya üzerinde serin bir şey olan bir servo motor. Veya botu aydınlatmak için yanıp sönen LED'ler. Unutma, bu senin robotun, bu yüzden sana kalmış!

Adım 10: Bitirdiniz

Tebrikler! Artık çalışan bir robotunuz var! Lütfen inşa ettiyseniz ve hangi ekleri eklediğinizi yorumlara gönderin.

Bir şeyler ters giderse, lütfen aşağıdaki sorun giderme yardımına bakın:

Robot hiç açılmıyor

Robotun açık olduğunu biliyorsunuz çünkü çoğu motor sürücüsü ve mikro denetleyici, açık olduklarını gösteren ışıklara sahiptir. Açılmazlarsa, o zaman:

• Ana pil zayıf veya boş olabilir. Şarj edilebilir bir pil kullanıyorsanız, şarj edin. Normal bir pil kullanıyorsanız, değiştirin.
• Kablolar yanlış bağlanmış olabilir. Bağlantılarınızı kontrol edin. Tek bir yanlış yerleştirilmiş kablo, tüm robotun gücünü kesebilir.
• Teller kopmuş olabilir. Bulmayı beklemeyeceğiniz bir şey gibi görünüyor, ancak kırık tellerin aslında oldukça yaygın olduğunu buldum. Kırılmış veya yıpranmış yalıtım, kablo yuvalarından çıkan küçük metal "iğneler" (telin ucundaki pim çıktığında ve sıkıştığında) veya ayrık kablolar olup olmadığına bakın.
• Motor sürücüsü veya mikro denetleyici ile ilgili bir sorun olabilir. Üretim hataları, sistemlerin açılmamasına neden olabilir. Bu durumda mikro denetleyiciyi veya motor sürücüsünü değiştirin. Bu son çaredir, çünkü mikro denetleyiciler ve özellikle motor sürücüleri bazen oldukça pahalı olabilir.

Robot açılıyor ama hareket etmiyor

Robotun açık olduğunu onayladıysanız ancak hiç hareket etmiyorsa:

• Motor güç kaynağı düşük veya boş olabilir. Pili değiştirin. Tecrübelerime göre, bu piller oldukça hızlı bitiyor çünkü motorları çalıştırmak için çok fazla akım gerekiyor.
• Kablolama sorunu olabilir. Yukarıdaki bölüme bakın ve yanlış yerleştirilmiş veya kopmuş kabloları kontrol edin.
• Motorlar kısa devre yapmış veya yanmış olabilir. Bu oldukça yaygın, bu yüzden aramaya değer. Motorlara doğrudan güç uygulayın ve hareket edip etmediklerini görün.
• Motor sürücüsü zarar görebilir. Çıkışlarda voltajı kontrol edin. Sürücüdeki ışık kapalıysa, bu, arızalı bir birimin açık bir işaretidir. DİĞER HER ŞEYİ KONTROL ETTİĞİNİZDEN EMİN OLUN! Şasi dışında, motor sürücüsü tipik olarak bir robotun en pahalı parçasıdır.
• Bir programlama sorunu olabilir. Benim için bu en yaygın sorun. C'nin büyük/küçük harfe duyarlı dilinde (Arduino'da kullanılır), tek bir hata tüm programınızı mahvedebilir. Python'un (Raspberry Pi'nin dili) de bazı sorunları olabilir.
• Mikro denetleyici hasar görebilir. Bazen mantık sinyali motor sürücüsüne bile ulaşmaz (kötü bir sürücünün sonucuna atlamamak için bir neden vardır). Bu durumda, sadece değiştirin.

Robot açılıyor ancak anormal bir şekilde hareket ediyor

Robot açılırsa, ancak istenmeyen bir şekilde hareket etmeye başlarsa (örneğin, ileri gitmesi gerektiğinde daireler çizer), o zaman:

• Muhtemelen bir kablolama sorunu vardır. ÖNCE BUNU KONTROL EDİN! Bir tarafı ters bağlamayı hatırladın mı?
• Bir programlama hatası olabilir. Sorunlar için kodunuzu kontrol edin.
• Bazen, hasarlı bir mikro denetleyici çıldırabilir ve art arda rastgele sinyaller gönderebilir. Bir mikro denetleyici bunu yaparsa, düzeltmeye çalışmayın. Bu, onarılamayacak şekilde hasar görmüş bir çipin açık bir işaretidir, bu yüzden devam edin ve her şeyi değiştirin. İnanın bana, bu çipler laboratuvardaki robotlar tarafından yapılıyor. Onlar basitçe insanlar tarafından düzeltilemezler.
• Bir motor hasar görebilir. Bir motor çalışmıyorsa veya daha yavaş bir hızda çalışıyorsa, robot hareket ettikçe yavaşça bir tarafa "kayacaktır". Bunu çözmenin üç yolu var. Yapabiliyorsanız, diğer motorlarla aynı hıza getirmek için o motora giden voltajı artırın. Değilse, hasarlı motor hariç tüm motorlara direnç yerleştirmeyi deneyin. Bu, diğer motorları hasarlı olanın hızına yavaşlatır. Son olarak, sadece değiştirebilirsiniz. Robot dişli motorları, genellikle 2-3 dolar gibi oldukça ucuz olma eğilimindedir. Bunu, 10-200 dolar arasında herhangi bir yerde olabilen bir motor sürücüsü ile karşılaştırın.

Robot sensörlere yanıt vermiyorsa

Robot açılır ve normal bir şekilde hareket eder, ancak sensörleri "dinlemezse" veya doğru şekilde tepki vermezse, bu neredeyse her zaman iki şeyden biridir.

• Muhtemelen bir programlama hatası vardır. Sensörler dikkatlice kalibre edilmeli ve programlanmalıdır. Bir keresinde bir robotu kontrolsüz bir şekilde döndürdüm, ancak yanlışlıkla 100 santimetre yerine 100 metre içinde bir şey gördüğünde onu dönmesi için ayarladığımı fark ettim. Sürekli duvarları gördü, sürekli dönmesini sağladı.
• Diğer en yaygın sorun kötü kablolamadır. Eksik bir tel bile sensörü işlevsiz hale getirebilir.

Başka herhangi bir yardım için yukarıdaki bölümlere bakın veya yaşadığınız sorunu google'da aratın. Ayrıca, herhangi bir sorunuz olursa benimle [email protected] adresinden iletişime geçebilirsiniz.

Lütfen bunun hakkında yorum yapın!