Arduino Mothbot: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu projenin amacı, Arduino Duemilanove mikrodenetleyici kartı kullanarak basit bir ışık takip eden robot tasarlamak ve inşa etmektir. Gerçekten ucuz, inşası basit ve tüm farklı adımlar için eksiksiz bir talimat setine sahip bir robot projesini paylaşmak istedim. Umarım başarılı olmuşumdur ve bu öğretilebilirliği daha da iyi hale getirme hakkında yorum almayı çok isterim.

Bu robotun tasarımı, Massimo Banzi'nin [makezine.com Make] ile yayınlanan "Arduino ile Başlarken" kitabını kullanmaya odaklandı. Ayrıca, Arduino Kontrollü Servo Robot (SERB) Nasıl Yapılır başlıklı bir projeden servoları çalıştırmak için kod kullandım. Arduino Mothbot toplamda oldukça hızlı bir robottur. Tüm parçalarla başladığınızı ve doğaçlama yapmak zorunda olmadığınızı varsayarsak, projenin toplamda inşa edilmesi belki bir saat sürebilir. Bu, talimatları izler ve kodu kopyalarsanız. Ancak, aynı anda yalnızca bir özellik oluşturur ve yol boyunca test ederseniz, bu proje önemli ölçüde daha uzun sürebilir. Daha uzun parkurun avantajı, muhtemelen çok daha fazlasını öğrenecek ve yol boyunca biraz eğleneceksiniz.

1. Adım: Parçalarınızı ve Araçlarınızı Toplayın

Daha önce hiç böyle bir şey yapmadıysanız, bu robotu inşa etmek size yaklaşık 80 dolara mal olacak. Çalışmak için etrafta çok fazla elektronik cihaz bulunduğundan, benim için maliyet önemli ölçüde daha azdı. Bununla birlikte, hangi parçaların alınacağını, nereden sipariş edileceğini ve her şeyin önden ne kadara mal olacağını bilmeden bir talimat kitabını denemenin ve takip etmenin ne kadar sinir bozucu olabileceğini biliyorum, bu yüzden tüm bu işleri sizin için yaptım. Parçaları bir araya getirdiğinizde, bu projeyi yapmak çok kolay olmalı. Eksiksiz bir parça listesi almak için proje wiki'me aşağıdaki bağlantıyı takip edin. Arduino Mothbot Parça Listesi

Şimdi bazı araçlar almak isteyebilirsiniz. Bu proje lehimsiz bir devre tahtası kullandığından, pek çok süslü elektronik ekipman olmadan yapabilirsiniz. Umarım ihtiyacınız olan diğer şeyleri bir garajda bulabilirsiniz: 1. Kargaburun 2. Tel Kesiciler 3. Düz başlı tornavida 4. Küçük yıldız (4 taraflı) tornavida 5. Ayarlanabilir anahtar veya 11/32" altıgen anahtar 6. Matkap 7. 1/16", 5/32" ve 7/32" matkap uçları 8. Testere (isteğe bağlı) 9. Güvenlik Gözlükleri Herhangi bir elektrikli alet kullanırken lütfen güvenli uygulamaları kullanın.

Adım 2: Planlama Aşaması

Bu projeye başlamadan önce, diğer birçok projede Instructables'a baktım. Ayrıca Massimo Banzi'nin "Arduino ile Başlarken" kitabını okumak için biraz zaman harcadım. Bu projedeki hemen hemen her şey bu web sitesindeki veya kitaptaki bir örnekten yapılmıştır. Acemi robotist için erişilebilir kılmak amacıyla projeyi bu şekilde tasarladım.

Planlama aşamasında sadece donanım ve kodlamaya bakmadım, elektronik ödevimi de yaptım. Bu proje için basit bir elektronik devre şeması çizmek istedim, böylece onu inşa ederken neler olup bittiğini takip edebildim. Resimde farklı bileşenleri, güç hatlarını ve Arduino pinlerini görebilirsiniz. Umarım açık bir şemadır ve ayrıca bu proje için elektroniğin ne kadar basit olduğunu gösterir.

Adım 3: Servoları Arduino'ya Bağlama

Bir robot yapacaksanız, muhtemelen çalışmak isteyeceğiniz ilk şey, onu nasıl hareket ettireceğinizdir. Büyük olasılıkla onu ileri, geri, sağa, sola gönderebilmek ve durdurmak istiyorsunuz. Düzgün hareket etmesi için nasıl komut vereceğinizi bulamıyorsanız, tüm sensörleri bağladığınızda muhtemelen herhangi bir şey yapmasını sağlayamazsınız. Motoru Arduino'ya bağlama adımları aşağıdadır.

1. Lehimsiz devre tahtası kurarken yapılacak ilk şey, servolar için toprak (GND) ve güç (+6V) ayarlamaktır. Arduino'ya en yakın olan tahtadaki iki uzun şeridi kullanmayı seçtim. 2. Topraklama ve güç hatları belirlendikten sonra Arduino kartının topraklamasını lehimsiz devre tahtasındaki topraklama şeridine bağlayın. Gücü henüz lehimsiz devre tahtasına bağlamayın. 3. Her servonun içinden çıkan üç tel vardır. Benimkinin her biri için siyah, kırmızı ve beyaz bir tel var. Siyah toprak içindir, kırmızı güç içindir ve beyaz kontrol kablosudur. Aynı boyuttaki her servo için üç aktarma kablosu kesin (toplamda 6 adet). 4. Atlama tellerini servo tellerinin ucuna ve ardından her bir servoyu lehimsiz devre tahtasına takın. 5. Şimdi her bir servodan gelen toprak ve gücü lehimsiz devre tahtasının toprak ve gücüne bağlamak için jumper'ları kullanın. 6. Şimdi her bir servodan gelen kontrol kablolarını Arduino'ya bağlayın. Sol servoyu dijital çıkışa (PWM) 3 ve sağ servoyu dijital çıkışa (PWM) 11 bağlayın. 7. Son olarak, topraklamayı ve 4AA pillerden gelen gücü lehimsiz devre tahtası topraklamasına ve gücüne bağlayın. Arduino'nuzun gücü olmadığında veya henüz programlanmadığında servolar hareket etmeye başlarsa endişelenmeyin. 8. Kodu kullanarak, dahil edilen işlevleri kullanarak motorları ileri, geri, sol veya sağ yönlerde çalıştırabilmeniz gerekir.

Adım 4: Motorları Test Etme

Arduino Mothbot'u bir araya getirirken kullandığım bazı test kodlarını eklemenin önemli olduğunu düşünüyorum. Eğer ilgileniyorsanız ve zaman ayırmaya istekliyseniz, bu kod parçacıklarını diğer projelerde eğitici ve faydalı bulacağınızı düşünüyorum. Aşağıda herhangi bir kod göndermeden önce, aşağıdakilerin Arduino Kontrollü Servo Robot Nasıl Yapılır (SERB) adlı başka bir harika projeye dayandığını bildirmek istiyorum. Bu talimatla ilgili çalışmaları takip ederek çok şey öğrendim ve gerektiği yerde kredi vermek istiyorum.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

Adım 5: Açma/Kapama Düğmesini Entegre Etme

Artık robotunuzu bir düğmeye basarak açıp kapatmak isteyebilirsiniz. Arduino'nun kendisi, fişini çekene kadar kodu sonsuz bir döngüde çalıştıracaktır; bu, robotunuzu masaya taktığınızda oldukça sinir bozucu olabilir ve sizden kaçmaya başlar! Düğmeyi entegre etmek bu süreçte harika bir adımdır çünkü düğmelerin başka şeyler için nasıl kullanılacağını da öğreneceksiniz, örneğin robot duvara çarptığında algılamak için bir tampon oluşturmak gibi. Not olarak, servoları makineden çıkardığımı fark edeceksiniz. resimlerimin çoğu için lehimsiz devre tahtası. Bu, farklı adımlar gösterdiğimde görüntünün daha net olmasına yardımcı oluyor.1. Başlamak için, daha fazla iş yapmadan önce servo motorların gücünü kesin. Bu projeye her bir şey eklediğinizde bunu yapmayı unutmayın.2. Artık, gücü bağladığınızda robotun hemen hareket etmeye başlaması yerine robotunuzu açıp kapatabilmek isteyebilirsiniz.3. Açma/kapama düğmesi (ve daha sonra sensörler) için lehimsiz devre tahtasının karşı tarafında bir şerit belirleyin.4. Uzun bir atlama kablosu kullanarak Arduino'dan gelen gücü (+5V) az önce tanımladığınız şeride bağlayın.5. İki aktarma kablosunu anlık anahtara bağlayın ve bir ucunu (+5V) güce6 takın. Anlık anahtarın diğer ucunu lehimsiz devre tahtasının ortasındaki daha küçük bir şeride takın.7. Aynı şeritten şeride 10K ohm'luk bir direnç ve diğer ucunu da toprağa bağlayın8. Son olarak, bir ucunda anahtar ve direnç bulunan şeritten bir kablo bağlayın ve diğer ucunu Arduino.9 üzerindeki dijital giriş 7'ye yerleştirin. Şimdi, kodla robotu açıp kapatmak için düğmeyi kullanabilmelisiniz. Kodu LED (dijital çıkış 13) ile kullanırsanız, robotla birlikte yerleşik LED'in açılıp kapandığını göreceksiniz. Bu, motorlara giden gücün bağlantısı kesilmişse, Arduino kodunu test etmenin harika bir yoludur.

Adım 6: Açma/Kapama Düğmesini Test Etme

Bu yeni kod, Açma/Kapama düğmesini kullanma ve yerleşik LED'in yanıp sönmesini sağlama bilgilerini içerir.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

7. Adım: Işık Sensörlerini Entegre Etme

Işık sensörleri olmasaydı Arduino Mothbot ne olurdu? Bu basit projenin amacı, en parlak ışığı çeken bir robot yapmaktır. Bunun için foto-dirençler olarak da bilinen bazı ışık sensörlerini entegre etmemiz gerekecek.

1. Yine bu adımı yapmadan önce servo motorların gücünü kesin. 2. Işık sensörlerinin kurulumu iki kez yapılacaktır. Anlık anahtarla neredeyse aynı kurulum. Aslında kurulum aynı ama bu sefer anlık bir anahtar yerine ışık sensörünü (foto-direnç) kullanacaksınız. 3. Bu robot, sürmek için bir yön seçmek için iki ışık sensörünü kullanacağından, her bir ışık sensörünü lehimsiz devre tahtasının zıt taraflarına veya mümkün olduğunca ayrı yerleştirmeniz önerilir. 4. Bir ışık sensörünün bir ucunu (+5V) güç hattına ve diğer ucunu da kartın ortasındaki küçük bir şeride bağlayın. 5. Aynı şeride 10k ohm'luk bir direnç bağlayın ve diğer ucunu toprağa bağlayın 6. Şimdi küçük şeritten (foto direncin ve normal direncin bağlı olduğu yer) bir atlama kablosu bağlayın ve diğer ucunu bir analog girişe takın. 7. Sol sensörü Arduino'daki analog giriş 0'a ve sağ sensörü analog giriş 1'e bağlayın. 8. Artık servoları hareket ettirmek için ışık sensörlerini kullanabilmelisiniz.

Adım 8: Son Kod

İşte Arduino Mothbot'u çalıştırmak için kullanılan son kod. Kodda, Arduino seri bağlantı noktasına baskı ifadeleri ekledim. Arduino'yu bilgisayarınızın USB portu üzerinden bağladıysanız, robotun hangi yöne gitmeyi planladığını söyleyen baskı ifadelerini görebilmeniz gerekir. Robotun davranışında ince ayar yapmak için ışık sensörü eşik değerini ayarlamak isteyebilirsiniz. Eşik, esas olarak sensörlerinize ve bulunduğunuz yerin ortam ışığına bağlıdır.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

9. Adım: Güve Botu Gövdesini Oluşturun

Yaptığınız robot, kendini bir arada tutamadığı sürece gerçekten iyi değil. Bu nedenle bir bedene ihtiyaç duyar. Bunu olabildiğince basit bir inşaat projesi haline getirmek için elimden geleni yaptım. Bununla birlikte, doğru ölçümleri bulmak için kendi başınıza biraz çalışmanız gerekecek. Eski "iki ölç, bir kere kes" yöntemini öneriyorum.1. Robotun gövdesi, hırdavatçıdan aldığım 6" x 24" boyutunda önceden kesilmiş küçük bir kavak ağacından yapılmıştır. Hırdavatçıda sağlanan testereyi kullanarak benimkini 6" x 8" boyutunda kestim.2. Daha sonra, her bir servo için servo braketlerini takmak için kartın önüne doğru delikler açtım. Bunun için 5/32" boyutunda bir matkap ucu kullandım.3. Ayrıca robotu dengeleyen tekerlek için tahtanın arkasında bir delik açtım. Bunun için 7/32" boyutunda bir matkap ucu kullandım. Takmak için bir somun ve cıvata kombinasyonu kullanmadığım için tekerlek tekerleğime sıkı bir sürtünme uyumu sağlayabilmek için biraz daha küçük bir matkap ucu kullanmayı seçtim.4. Ardından braketleri somun ve civatalarla tahtaya tutturdum. Bu, düz başlı tornavida ve ayarlanabilir anahtar kullanılarak yapıldı.5. Braketleri taktıktan sonra her servoyu braketlere somun ve civatalarla tutturdum. 6. Son olarak, tekerleği bütünün içine ittim.

Adım 10: Tekerlekleri Yapmak

Tekerlekler benim için zor bir problemdi. Aslında bazı sertifikalı robot tekerlekleri botum vardı ama fark ettim ki a) çok ağır ve b) onları seçtiğim servolara takmanın hiçbir yolu yoktu. İşte o zaman lisede benzer bir proje için kavanoz kapakları kullandığımı hatırladım. Bu yüzden uygun bir robot tekerleği alternatifi bulmak için mağazaya gitti. Her tekerlek, bir Ziploc Twist 'n Loc konteynerinin kapağından yapılmıştır. Diğer iyi kapaklar, fıstık ezmesi kavanozları veya diğer gıda ürünleri üzerindeki kapaklardır. Yiyecek israfını savunmuyorum ama kapaklarınızı biriktirin ve robot projeniz için doğru boyutta olanı bulabilirsiniz. Topladığım parçaları tutmak için artık kapları kullandım.1. Yaptığım ilk şey, tekerlekler için istediğim servo kornayı seçmek oldu. Dört boynuzlu olanları ve aldığımda servolarımda bulunanları seçtim.2. Herhangi bir şey yapmadan önce, tekerleğin ortasına bir delik açın. Bunu 5/32" matkap ucunuzla yapmanızı tavsiye ederim. Kornayı servoya bağlayan vidaya ulaşmak için buna ihtiyacınız olacak.4. Şimdi kapağı kornaya vidalayın. Her biri için dört adet vida kullandım. kapakları boynuzlara bağlamak için servo. Benim yaptığım gibi kapakta küçük delikler açarsanız daha kolay olabilir. Bunun için 1/16" matkap ucu kullandım. Ancak dikkatli olun, bu plastiği ağır bir matkapla ve küçük bir parçayla delmek zor olabilir.5. Şimdi küçük Phillips (4 taraflı) tornavidayı kullanarak kornaları servolara bağlayın.6. Son olarak, size daha fazla çekiş sağlamak için her bir tekerleğin etrafına lastik bantlar sarın. Lastik bantlarımı marketten aldığım ürünlerden aldım. Umarım etrafta yatan birkaç tane vardır.7. Bu noktada tüm gövde ve tekerlekler monte edilmelidir.

Adım 11: Arduino Mothbot'u Tamamlama

Gövde ve tekerlekler monte edildiğinde Arduino'yu ve lehimsiz devre tahtasını robot gövdesinin hemen üstüne yerleştirmek kolaydır. Programlamayı değiştirmeniz gerektiğinde, Arduino'daki USB girişine hala erişebildiğinizden emin olun. Vücuda yapıştırmak için her birinin altına siyah elektrik bandı kullandım. Elektrik bandının çıkarılması kolaydır ve oldukça iyi tutar.1. Arduino'yu ve lehimsiz devre tahtasını, oluşturduğunuz robot gövdesinin üstüne bantlayın.2. Tekrar bant kullanmak, 4AA pil tutucuyu ve 9V pili gövdeye bağlamak iyi bir fikirdir. Tellerin ulaştığından emin olun.3. Daha önce çıkardıysanız servo kablolarını lehimsiz devre tahtasına bağlayın.4. Arduino gücünü bağlayın5. Servo motor gücünü bağlayın6. Şimdi robotunuzu yere koyun ve açma/kapama düğmesine basın! Şimdi canlanmalı ve odanın etrafındaki ışığı takip etmeli:) Gelecekteki bir eklenti projesi olarak basit bir tampon veya duvar sensörü ekleyeceğim. Bu, bu projede kullanılan Açma/Kapama düğmesi gibi bir anahtar olacaktır. Ancak butona basıldığında robota yön değiştirmesini, sola veya sağa dönmesini ve programa devam etmesini söylüyordu. Bu tamamlandığında, bu robot diğer sensörler ve cihazlar için harika bir küçük test platformu olacaktır.