روبوت التواجد عن بعد: النظام الأساسي الأساسي (الجزء الأول): 23 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

بقلم randofo @ madeineuphoria على إنستغرام تابعوا المزيد بالمؤلف:

حول: اسمي راندي وأنا مدير مجتمع في هذه الأجزاء هنا. في حياتي السابقة ، قمت بتأسيس وتشغيل استوديو تصميم Instructables (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. أنا أيضًا مؤلف … المزيد عن randofo »

روبوت التواجد عن بعد هو نوع من الروبوتات يمكن التحكم فيه عن بعد عبر الإنترنت ويعمل كبديل لشخص في مكان آخر. على سبيل المثال ، إذا كنت في نيويورك ، ولكنك ترغب في التفاعل جسديًا مع فريق من الأشخاص في كاليفورنيا ، فيمكنك الاتصال بإنسان آلي للتواجد عن بُعد في كاليفورنيا وجعل الروبوت يقف معك ، وهذا هو الجزء الأول من سبعة - جزء سلسلة التعليمات. خلال التعليمات التالية ، سنقوم ببناء منصة الروبوت الكهروميكانيكية الأساسية. سيتم تعزيز هذه المنصة لاحقًا بأجهزة استشعار وإلكترونيات تحكم إضافية ، وتتركز هذه القاعدة حول صندوق بلاستيكي يوفر هيكلًا ويوفر مساحة داخلية لتخزين الإلكترونيات. يستخدم التصميم عجلتي قيادة مركزيتين متصلتين بوحدات مؤازرة مستمرة تسمح لها بالتقدم للأمام وللخلف والدوران في مكانها. لمنعه من الانقلاب جنبًا إلى جنب ، فهو يشتمل على كرسيين منزلقين معدنيين. يتم التحكم في كل شيء بواسطة Arduino. لمعرفة المزيد حول الموضوعات التي يتم تناولها في هذه السلسلة من المشاريع ، تحقق من Robot Class و Electronics Class و Arduino Class.

الخطوة 1: المواد

نظرًا لأن هذا مشروع من جزأين ، فقد قمت بتضمين جميع الأجزاء في قائمة واحدة. سيتم تكرار أجزاء النصف الثاني في هذا الدرس. ستحتاج إلى: (x2) أجهزة تناوب مستمرة (x1) أجهزة قياسية (x1) Arduino (x1) 4 x حامل بطارية AA (x1) 2 x حامل بطارية AA (x6)) بطارية AA (x1) قابس طاقة من النوع M (x2) عجلات العجلات (x1) صندوق بلاستيكي (x1) عصا سيلفي (x1) شفة لوحة السقف مقاس 1/2 بوصة (x1) علاقة معطف معدنية (x2) 1 / 4-20 x 7/8 "بواسطة 1-1 / 4" منزلقات قاعدة (x4) 1 / 4-20 صمولة (x1) أنبوب تقليص متنوع (x1) روابط مضغوطة متنوعة

الخطوة 2: حفر بوق المؤازرة

قم بتوسيع الثقوب الخارجية لمركبتي التدوير المستمر باستخدام مثقاب 1/8 بوصة.

الخطوة 3: وضع علامة وحفر

قم بتوسيط قرن المؤازرة على أحد محاور العجلة مقاس 3 بوصات وقم بتمييز فتحات تثبيت المؤازرة. قم بحفر هذه العلامات بقطعة مثقاب 1/8 بوصة ، كرر الأمر مع العجلة الثانية.

الخطوة 4: إرفاق

قم بربط العجلات بأبواق المؤازرة ذات الصلة وقم بقص أي ذيول زائدة من السوستة.

الخطوة 5: قم بتوصيل المحركات

باستخدام فتحات تثبيت المحرك ، اربط الضبطتين المؤازرتين المتواصلتين ببعضهما البعض مرة أخرى إلى الخلف بحيث تكون معكوسة ، قد يبدو هذا التكوين بسيطًا ، ولكنه في الواقع محرك قوي جدًا للروبوت.

الخطوة 6: ضع علامة على فتحات العجلة

نحتاج إلى قطع مستطيلين في منتصف الغطاء لتمرير العجلات من خلاله. ابحث عن مركز غطاء التابروير عن طريق رسم علامة X من زاوية إلى أخرى. المكان الذي يتقاطع فيه هذا X هو النقطة المركزية. من المركز ، قم بقياس 1-1 / 4 "للداخل باتجاه أحد أطول الحواف وقم بعمل علامة. قم بعكس ذلك على الجانب الآخر. بعد ذلك قم بقياس 1-1 / 2" لأعلى ولأسفل من علامات المركز وقم بتمييز هذه القياسات على أنها حسنًا. أخيرًا ، قم بقياس 1-1 / 2 "للخارج باتجاه الحافة الطويلة من كل علامة داخلية ، وقم بعمل ثلاث علامات خارجية لتخفيف الحافة الخارجية لخطوط القطع. يرجى ملاحظة أنني لم أزعجني بوضع علامة على هذه القياسات لأنني لقد اصطفوا بشكل مثالي مع الحوض الصغير في غطاء حافة الصندوق. يجب أن تترك بمخطط من صندوقين 1-1 / 2 "× 3". هذه ستكون للعجلات.

الخطوة 7: قص الفتحات

باستخدام العلامات كدليل ، قم بقطع فتحتين مستطيلتين 1-1 / 2 "× 3" باستخدام قاطع صندوق ، أو شفرة مماثلة.

الخطوة 8: التحديد والحفر

ضع مجموعة المحرك في منتصف الغطاء بحيث تكون العجلات متمركزة داخل الفتحتين المستطيلة ولا تلمس أيًا من الحواف. بمجرد أن تتأكد من تحقيقك للموضع الصحيح للعجلة ، ضع علامة على كل جانب من كل محرك. سيكون هذا بمثابة أدلة حفر للثقوب التي سيتم استخدامها لربط المحركات بالغطاء. بمجرد وضع العلامات ، قم بحفر كل من هذه الثقوب بمثقاب 3/16 بوصة.

الخطوة 9: قم بتوصيل عجلات القيادة

قم بربط المحركات المؤازرة بالغطاء بإحكام باستخدام فتحات التركيب المناسبة ، وقم بتقليص ذيول السوستة الزائدة ، ومن خلال تركيب المحركات في منتصف الروبوت ، قمنا بإنشاء مجموعة محرك قوية. لن يكون الروبوت الخاص بنا قادرًا على التحرك للأمام والخلف فحسب ، بل سيتمكن أيضًا من الدوران في كلا الاتجاهين. في الواقع ، لا يمكن للروبوت أن ينحرف إلى اليسار أو اليمين فقط من خلال اختلاف سرعات المحركات أثناء القيادة ، ولكن يمكنه أيضًا الدوران في مكانه. يتم تحقيق ذلك عن طريق تدوير المحركات بنفس السرعة في اتجاهين متعاكسين. بسبب هذه القدرة ، يمكن للروبوت التنقل في المساحات الضيقة.

الخطوة 10: تحضير المتزلجون

قم بإعداد المنزلقات عن طريق ربط 1 / 4-20 صواميل في منتصف المسافة تقريبًا أسفل الأزرار الملولبة. تستخدم هذه المنزلقات لتسوية الروبوت ، وقد تحتاج إلى تعديلها لاحقًا للسماح للروبوت بالقيادة بسلاسة دون إمالة.

الخطوة 11: حفر وإرفاق المتزلجون

حوالي 1-1 / 2 إلى الداخل من كل من الحواف القصيرة للصندوق ، ضع علامة في المنتصف ، وحفر من خلال هذه العلامات بقطعة مثقاب 1/4 بوصة. أدخل المنزلقات من خلال الثقوب واربطها بـ 1/4 - 20 حبة تستخدم للحفاظ على توازن الروبوت. يجب ألا تكون عالية جدًا بحيث تواجه عجلات القيادة مشكلة في الاتصال بسطح الأرض ، أو منخفضة جدًا بحيث يتأرجح الروبوت ذهابًا وإيابًا. ستحتاج على الأرجح إلى ضبط ارتفاع هذه عندما تبدأ في رؤية كيفية عمل الروبوت الخاص بك.

الخطوة 12: الدائرة

الدائرة بسيطة إلى حد ما. وتتكون من اثنين من الماكينات ذات الدوران المستمر ، ومؤازرة قياسية ، واردوينو ، ومصدر طاقة 9 فولت ، والجزء الصعب الوحيد من هذه الدائرة هو في الواقع مزود الطاقة 9 فولت. بدلاً من أن يكون حامل بطارية واحدًا ، فهو في الواقع حامل بطارية 6 فولت و 3 فولت في سلسلة لإنشاء بطارية 9 فولت. السبب في ذلك هو أن الماكينات تحتاج إلى مصدر طاقة 6 فولت ، ويحتاج Arduino إلى مصدر طاقة 9 فولت. من أجل توفير الطاقة لكليهما ، نقوم بتوصيل سلك إلى المكان الذي يتم فيه لحام إمدادات 6V و 3 V معًا. سيوفر هذا السلك 6 فولت للمحركات ، بينما السلك الأحمر الخارج من مصدر 3 فولت ، هو في الواقع مصدر 9 فولت الذي يتطلبه Arduino. كلهم يشتركون في نفس الأرضية. قد يبدو هذا محيرًا للغاية ، ولكن إذا نظرت بعناية سترى أنه في الواقع بسيط إلى حد ما.

الخطوة 13: أسلاك الكهرباء والأرض

في دائرتنا ، يجب تقسيم وصلة الطاقة 6 فولت إلى ثلاث طرق ويجب تقسيم الاتصال الأرضي بأربع طرق للقيام بذلك ، سنلحم ثلاثة أسلاك حمراء صلبة أساسية بسلك أحمر صلب واحد. سلك أسود أساسي لأربعة أسلاك سوداء صلبة.

نحن نستخدم سلكًا صلبًا لأنهم يحتاجون إلى حد كبير للتوصيل بمآخذ مؤازرة.

للبدء ، قم بقطع العدد المناسب من الأسلاك ، وقم بفك القليل من العزل من أحد طرفي كل منهما.

لف طرفي الأسلاك معًا.

جندى هذا الاتصال.

أخيرًا ، قم بتمرير قطعة من أنبوب الانكماش فوق الوصلة وقم بإذابه في مكانه لعزله.

لقد قمت الآن بلحام اثنين من أسلاك التوصيل.

الخطوة 14: توصيل ضفيرة الأسلاك

قم بتوصيل السلك الأحمر معًا من حامل بطارية 4 X AA ، والسلك الأسود من حامل البطارية 2 X AA ، والسلك الأحمر الفردي من تسخير أسلاك الطاقة. اعزل هذه الوصلة باستخدام أنبوب الانكماش. سيكون هذا بمثابة اتصال طاقة 6 فولت للمضاعفات. بعد ذلك ، قم بلحام السلك الأسود من حامل بطارية 4 X AA إلى السلك الأسود الفردي من تسخير الأسلاك الأرضية. اعزل هذا باستخدام أنبوب الانكماش أيضًا. سيوفر هذا اتصالًا أرضيًا للدائرة بأكملها.

الخطوة 15: قم بتوصيل قابس الطاقة

لف الغطاء الواقي بعيدًا عن القابس وحرك الغطاء على أحد الأسلاك السوداء من ضفيرة الأسلاك بحيث يمكن لفه مرة أخرى لاحقًا. سلك قلب صلب أحمر إلى الطرف المركزي للقابس. قم بلف الغطاء مرة أخرى على القابس لعزل التوصيلات الخاصة بك.

الخطوة 16: قم بإجراء اتصال 9V

قم بتوصيل الطرف الآخر من الكبل الأحمر المتصل بقابس الطاقة بالسلك الأحمر من حزمة البطارية ، وعزله باستخدام أنبوب الانكماش.

الخطوة 17: قم بتركيب حوامل البطارية

ضع حاملات البطاريات على جانب واحد من غطاء الصندوق ، وقم بتمييز فتحات التثبيت الخاصة بهم باستخدام قلم تحديد دائم. قم بحفر هذه العلامات بقطعة مثقاب 1/8 بوصة. أخيرًا ، اربط حاملات البطارية بالغطاء باستخدام 4-40 مسامير مسطحة الرأس و المكسرات.

الخطوة 18: برمجة Arduino

سيسمح كود اختبار Arduino التالي للروبوت بالقيادة للأمام وللخلف ولليسار ولليمين. إنه مصمم فقط للتحقق من وظائف محركات المؤازرة المستمرة. سنستمر في تعديل هذا الرمز وتوسيعه مع تقدم الروبوت.

/*

روبوت التواجد عن بعد - كود اختبار عجلة القيادة الذي يختبر الوظائف الأمامية والخلفية واليمنى واليسرى لقاعدة روبوت التواجد عن بعد. * / // قم بتضمين مكتبة المؤازرة #include // أخبر Arduino بوجود أجهزة مستمرة Servo ContinuousServo1 ؛ مؤازرة ContinuousServo2 ؛ إعداد باطل () {// إرفاق الماكينات المستمرة بالدبابيس 6 و 7 ContinuousServo1.attach (6) ؛ ContinuousServo2.attach (7) ، // ابدأ الماكينات المستمرة في وضع متوقف مؤقتًا // إذا استمرت في الدوران قليلاً ، // قم بتغيير هذه الأرقام حتى تتوقف عن ContinuousServo1.write (94) ؛ ContinuousServo2.write (94) ، } void loop () {// اختر رقمًا عشوائيًا بين 0 و 3 int range = random (4) ؛ // يبدل الروتين بناءً على الرقم العشوائي الذي تم اختياره للتو التبديل (النطاق) {// إذا تم تحديد 0 ، استدر لليمين وتوقف مؤقتًا للحالة الثانية 0: right () ؛ تأخير (500) ؛ stopDriving () ، تأخير (1000) ؛ استراحة؛ // إذا تم تحديد 1 انعطف يسارًا وتوقف مؤقتًا للحالة الثانية 1: يسار () ؛ تأخير (500) ؛ stopDriving () ، تأخير (1000) ؛ استراحة؛ // إذا تم تحديد 2 ، فانتقل إلى الأمام وتوقف مؤقتًا للحالة الثانية 2: forward () ؛ تأخير (500) ؛ stopDriving () ، تأخير (1000) ؛ استراحة؛ // إذا تم تحديد 3 ، فارجع للخلف وتوقف مؤقتًا للحالة الثانية 3: backward () ؛ تأخير (500) ؛ stopDriving () ، تأخير (1000) ؛ استراحة؛ } // Pause لمدة مللي ثانية لاستقرار تأخر الكود (1) ؛ } // Function to stop driving void stopDriving () {ContinuousServo1.write (94)؛ ContinuousServo2.write (94) ، } // دالة للقيادة إلى الأمام void forward () {ContinuousServo1.write (84)؛ ContinuousServo2.write (104) ، } // وظيفة دفع الفراغ للخلف للخلف () {ContinuousServo1.write (104) ؛ ContinuousServo2.write (84) ، } // Function to drive right void right () {ContinuousServo1.write (104)؛ ContinuousServo2.write (104) ، } // Function to drive left void left () {ContinuousServo1.write (84)؛ ContinuousServo2.write (84) ، }

الخطوة 19: قم بتوصيل Arduino

ضع Arduino في أي مكان ، أسفل الصندوق ، ضع علامة على فتحات تركيب Arduino وضع علامة أخرى خارج حافة اللوحة المجاورة لكل من فتحات التركيب. في الأساس ، تقوم بعمل فتحتين لربط لوحة Arduino بالصندوق البلاستيكي. احفر كل هذه العلامات واستخدم الثقوب لربط الأردوينو بداخل الصندوق. كالمعتاد ، قم بقص أي ذيول زائدة من السوستة.

الخطوة 20: قم بتوصيل الأسلاك

حان الوقت الآن لتوصيل كل شيء معًا أخيرًا. قم بتوصيل الأسلاك الحمراء 6 فولت في مقبس محرك المؤازرة الذي يتوافق مع السلك الأحمر. قم بتوصيل الأسلاك الأرضية في مقبس السلك الأسود المقابل. قم بتوصيل سلك صلب أخضر 6 بوصات بالمقبس الذي يتماشى مع السلك الأبيض ، قم بتوصيل الطرف الآخر من أحد الأسلاك الخضراء بـ Pin 6 ، والآخر بـ pin 7. أخيرًا ، قم بتوصيل قابس الطاقة 9v بمقبس برميل Arduino.

الخطوة 21: أدخل البطاريات

أدخل البطاريات في حوامل البطاريات ، ضع في اعتبارك أن العجلات ستبدأ في الدوران عند القيام بذلك.

الخطوة 22: اربط الغطاء

ضع الغطاء وأغلقه ، يجب أن يكون لديك الآن منصة روبوت بسيطة للغاية تتجه إلى الأمام والخلف واليسار واليمين ، وسنتوسع في هذا الأمر في الدروس القادمة.

الخطوة 23: استكشاف الأخطاء وإصلاحها

إذا كان لا يعمل ، فتحقق من الأسلاك الخاصة بك مقابل التخطيطي ، وإذا كان لا يزال لا يعمل ، فأعد تحميل الكود ، وإذا لم ينجح هذا ، فتحقق لمعرفة ما إذا كان الضوء الأخضر على Arduino قيد التشغيل. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فاحصل على بطاريات جديدة ، وإذا كانت تعمل في الغالب ، ولكنها لا تتوقف تمامًا بين الحركات ، فأنت بحاجة إلى ضبط التقليم. بمعنى آخر ، لم يتم تكوين نقطة الصفر على المحرك بشكل مثالي ، لذلك لن يكون هناك وضع محايد من شأنه إيقافها مؤقتًا. لإصلاح ذلك ، قم بغرامة طرف المسمار الصغير في الجزء الخلفي من المؤازرة وقم بتعديله برفق حتى يتوقف المحرك عن الدوران (أثناء توقفه مؤقتًا). قد يستغرق هذا بعض الوقت للحصول على الكمال. في التعليمات التالية في السلسلة ، سنقوم بإرفاق حامل هاتف قابل للتعديل.