مشروع NEX: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

مرحبًا يا رفاق ، إنه Natanael Prado هنا مرة أخرى مع مشروع رائع آخر. هذه المرة أريد أن أشارككم يا رفاق ، مشروع كنت أقوم به منذ ثلاث سنوات ، هذا المشروع هو روبوتي المسمى NEX. لذا أولاً ، تعرف على التاريخ وراء إبداعي.

التاريخ وراء المشروع

لفترة طويلة ، كانت الرغبة في داخلي. الرغبة في إنشاء روبوت ، ولكن ليس فقط أي روبوت. أردت أن أصنع شخصًا أكثر من مجرد إنسان آلي ، كان صديقًا له شخصية وخصائص فريدة ، ويمكن أن يكون أيضًا جزءًا من شخصيتي. بداية عندما بدأت هذه الرغبة تولد في داخلي ، لا أعرف على وجه اليقين. لكنني أعلم أنه على الرغم من الوقت ، لن يموت هذا أبدًا في داخلي ، لأنه كان أكثر من مجرد رغبة ، كان هدفًا للحياة وحلمًا يجب تحقيقه. هذا عندما اشتريت أول Arduino ، وهو Arduino Mega 2560 ، وبدأت في تحويل حلمي إلى حقيقة ، وعلى الرغم من أن أمنيتي قد تبدو مجنونة بعض الشيء أو حتى مستحيلة ، فقد تقدمت في البحث عما أريد تحقيقه ، مع المخاطرة والمغامرة في المجهول. لقد كانت حوالي ثلاث سنوات من التخطيط وجعل تصوري حقيقة واقعة. والآن بعد سنوات من العمل ، عاد الروبوت إلى الحياة !!!

لكن ما هو اردوينو؟

بادئ ذي بدء ، أود أن أقدم لمن لا يعرف ، Arduino. لذا فإن Arduino عبارة عن منصة إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج سهلة الاستخدام. لوحات Arduino قادرة على قراءة المدخلات - ضوء على جهاز استشعار ، أو إصبع على زر ، أو رسالة Twitter - وتحويلها إلى إخراج - تنشيط المحرك ، وتشغيل مؤشر LED ، ونشر شيء ما عبر الإنترنت. يمكنك إخبار اللوح الخاص بك بما يجب القيام به عن طريق إرسال مجموعة من التعليمات إلى وحدة التحكم الدقيقة الموجودة على اللوحة. للقيام بذلك ، تستخدم لغة برمجة Arduino (بناءً على Wiring) ، وبرنامج Arduino (IDE) ، بناءً على المعالجة. Arduino رائع جدًا ولا يُصدق ، يمكنك القيام بالكثير من الأشياء الرائعة به ، ويمكنك تحويل أحلامك حرفيًا إلى حقيقة ، كما فعلتُ صنع روبوتي ، NEX.

الغرض من نشر هذا المشروع ليس مجرد شرح بالتفصيل كيف صنعت الروبوت الخاص بي ، بل إلهامك وتشجيعك على ابتكار وإنشاء ما تريد ، على الرغم من أن أحلامك تبدو أحيانًا مستحيلة. إذن ماذا ننتظر؟ دعنا نذهب اليها!

اللوازم

www.arduino.cc/en/guide/introduction

الخطوة 1: المواد

هذه هي غالبية القطع التي استخدمتها في صنع الروبوت الخاص بي:

• اردوينو ميجا 2560
• ميكروفون Shield Easy VR 3.0 +
• موتور شيلد L293D
• Nextion شاشة 3.5 بوصة محسّنة
• 2 مايكرو سيرفو SG90 تاور برو 9 جرام
• طقم هيكل روبوت دائري
• HC-SR04 جهاز استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية
• بنك الطاقة Mi 10000 مللي أمبير
• 8Ω مكبر صوت

لقد استخدمت أيضًا أنواعًا أخرى من المواد مثل:

• علبة الحليب (لعمل جسم NEX)
• الأسلاك المجلفنة (لعمل أذرع NEX)
• ورق مقوى
• قطع من البلاستيك
• بعض الدهانات بالرش

الخطوة الثانية: من المفهوم إلى الواقع

نظرًا لأن كل مشروع يبدأ أولاً وقبل كل شيء في أذهاننا ، فمن المهم جدًا وضع فكرتك على ورقة قبل البدء في إنشاء أي مشروع ، للحصول على فكرة بالفعل عن الأجزاء والمواد التي يمكن استخدامها لتحويل الفكرة إلى حقيقة. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، توضح الصورة أعلاه إحدى الرسومات الأولية لروبوتي ، والتي تم إجراؤها في أوائل عام 2019 حيث يتم عرض محاكاة لكيفية ظهور NEX في المشروع النهائي. تم تحسين هذا الرسم التوضيحي لاحقًا وبالتالي تم إجراء بعض التعديلات الصغيرة عليه. توضح الصورة أدناه العرض ثنائي الأبعاد للمشروع الذي تم تحديثه بالفعل ، والذي تم إنشاؤه بمساعدة برنامج الرسوم على الكمبيوتر.

الخطوة 3: أجزاء NEX

سأعرض لكم في هذا القسم وأشرح لكم بعضًا من أهم القطع التي استخدمتها لإنشاء الروبوت الخاص بي وأيضًا كيف يمكن استخدامها في أكثر مشاريع الروبوتات و Arduino تنوعًا. اذن هيا بنا!!

لنبدأ بهذه القطعة ، هذا هو Motor Shield L293D وهو يعتمد على شريحة L293D ويمكن استخدامه مع Arduino. هذا الدرع ممتع للغاية لأنه يسمح لك بالتحكم في المحركات باستخدام لوحة Arduino الخاصة بك. من الممكن التحكم في ما يصل إلى 4 محركات DC أو 2 Servos أو 2 Stepper في وقت واحد معها. لقد استخدمت هذا الدرع للتحكم في أذرع NEX التي تعمل بمحركين مؤازرين SG90 ، وكذلك محركي DC اللذين يجعلانه يتحرك.

هذا الشيء يبدو وكأنه عينان ، أليس كذلك؟ لكنها ليست كذلك ، هاهاها … هذه في الواقع وحدة استشعار بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 يمكن استخدامها مع Arduino ، على سبيل المثال ، لقياس المسافة بين عناصر معينة ، فهي قادرة على قياس المسافات من 2 سم إلى 4 أمتار بدقة كبيرة و سعر منخفض. تُعرف هذه المستشعرات أيضًا باسم أجهزة الإرسال والاستقبال ولديها القدرة على العمل بشكل مشابه للسونار. بينما يستخدم السونار بشكل أساسي تحت الماء ، يمكن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال بالموجات فوق الصوتية في البيئة الأرضية ، مع الهواء كوسيلة للإرسال. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مستشعرات الموجات فوق الصوتية شائعة في التطبيقات الصناعية والطبية.

هذا هو محرك سيرفو SG90 ، إنه ليس أكثر من محرك مع تحكم في الوضع الزاوي ، إنه: من خلال إشارات PWM ، من الممكن أن يأمر محرك سيرفو بمحوره حتى الزاوية المحددة ، والقدرة على الانتقال من -90 درجة إلى 90 درجة ، أو أي درجة من الحرية تبلغ 180 درجة. بالإضافة إلى ذلك ، يعد محرك SG90 Servo من أكثر المحركات شيوعًا عندما يتعلق الأمر بـ Arduino أو الروبوتات التعليمية. هذا لأنه يحتوي على حجم صغير وعزم دوران مناسب لمعظم التطبيقات التعليمية. في مشروعي ، تم استخدام محركين مؤازرين ، لتحريك أذرع NEX.

هذه هي شاشة العرض المحسن NX4832K035 ، هذه الشاشة قوية للغاية ، في الواقع لقد صنعت وجه الروبوت الخاص بي باستخدام هذه الشاشة. يشتمل على جزء من الأجهزة (سلسلة من لوحات TFT) وجزء برمجي (محرر Nextion). الشيء الجيد هو أن لوحة Nextion TFT تستخدم منفذًا تسلسليًا واحدًا فقط للتواصل.

هناك أجزاء مهمة أخرى ليس لدي صورة معي هنا ، مثل Easy VR Shield 3.0 ، هذا الدرع عبارة عن وحدة متعددة الأغراض للتعرف على الكلام مصممة لإضافة إمكانيات متعددة الاستخدامات وقوية وفعالة من حيث التكلفة للتعرف على الكلام إلى تقريبا أي تطبيق. يحتوي على ميكروفون ودعم لمكبر صوت 8Ω ، هذا الدرع مهم جدًا لروبوتي لأنه يسمح لي بالتواصل مع NEX ، إنه مثل جسر بيني وبين الروبوت الخاص بي.

جزء آخر مهم للغاية هو طقم هيكل روبوت دائري ، تتضمن هذه المجموعة محركين يعملان بالتيار المستمر يتحكمان في عجلات NEX ، حتى يتمكن الروبوت الخاص بي من التحرك للأمام والخلف والدوران والذهاب يمينًا ويسارًا وما إلى ذلك.

وأخيراً وليس آخراً ، بالطبع ، بنك الطاقة. نظرًا لأن الروبوت الخاص بي مستقل ، فإنه يحتاج إلى بطارية بداخله لتوفير الطاقة لـ Arduino ، لذلك اخترت Powerbank بسعة 10000 مللي أمبير في الساعة.

الخطوة 4: عملية إنشاء NEX (الأجهزة)

كانت الخطوة الأولى في عملية تجميع NEX هي الاختبارات الأولية التي تم إجراؤها للتحقق من التكامل والتشغيل بين Arduino Mega 2560 و EasyVR 3.0 Shield و L293D Motor Shield.

بعد الانتهاء من هذه المرحلة ، تم صنع جسم الروبوت ، لذلك تم استخدام علبة حليب العش ، والتي كان لا بد من تقطيعها من بعض الأجزاء لتركيب بعض القطع فيها ، إلى جانب ذلك تم صقل العلبة ورسمها فيما بعد. طلاء بخاخ أصفر.

بمجرد الانتهاء من ذلك ، تم تجميع هيكل NEX الآلي ، حيث تم تفكيكه بالكامل من المصنع. كان من الضروري تركيب جميع أجزاء الهيكل بالإضافة إلى إجراء التوصيلات الكهربائية المناسبة للمحرك. انظر إلى الصورة أدناه لهيكل تم تجميعه بالفعل.

مع هذا الجاهز ، تم وضع مستشعر الموجات فوق الصوتية HC-SR04 بشكل استراتيجي تحت هذا الهيكل وتم تثبيت علبة الحليب (جسم الروبوت) فوق الهيكل الآلي المثبت مسبقًا. بعد ذلك ، تم توصيل الكابلات وربطها بجسم NEX الذي يقوم بالتوصيل بين المكونات الداخلية لتحويلها إلى مخرجات أو مداخل خارج جسم الروبوت ، مثل الميكروفون ، إلى منفذ USB المراد شحنه و منفذ USB من Arduino. انظر الصورة أدناه:

بعد ذلك ، تمت إضافة اثنين من الماكينات إلى جسم الروبوت ، واحد في كل طرف من العلبة وأيضًا بنك الطاقة 10000 مللي أمبير في الساعة. كما هو موضح في الصورة أدناه.

بعد فترة وجيزة ، تمت إضافة مجموعة الروبوت الرئيسية المكونة من Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D التي تم اختبارها وتشغيلها مسبقًا إلى هيكل NEX ، وتم إجراء اتصالات مناسبة بين اللوحات والأجهزة الطرفية الأخرى. كما هو موضح في الصورة أدناه.

بعد القيام بذلك ، تم توصيل شاشة Nextion LCD مقاس 3.5 بوصة بـ Arduino Mega 2560 وتم توصيلها بالجزء الأمامي من جسم الروبوت ، وبالإضافة إلى ذلك ، تم وضع مكبر الصوت 4Ω و 3 W بشكل استراتيجي تحت شاشة LCD على جسم الروبوت. أخيرًا ، تم صنع أذرع NEX واستخدمت الأسلاك المجلفنة في صنعها.

الخطوة 5: عملية إنشاء NEX (برنامج)

ننتقل الآن إلى جزء برنامج NEX. لإنشاء وجه روبوت NEX على شاشة Nextion ، تم استخدام تصميم رسومي مفتوح المصدر وبرنامج رسوم متحركة يسمى Krita لأول مرة. من خلاله يمكنك رسم جميع الأعمال الفنية لوجه NEX ، وكذلك تحويل كل صورة تم إنشاؤها إلى إطار لتكون جزءًا من مجموعة الرسوم المتحركة للوجه لـ NEX. في كل مرة يتحدث فيها NEX ، يعرض على شاشته مجموعة من الصور الخاصة بأمر معين ، تدور بمعدل 30 إطارًا في الثانية ، أي أن كل رسالة صوتية يتحدثها يجب أن تكون متزامنة مع حركة فمه ، لذلك تولى عناية كبيرة عند إجراء NEX's مزامنة الشفاه بحيث لا تبدو حركات فمه متكررة وبدون انسجام مع ما يتحدث. نظرًا لأن الرسوم المتحركة ليست أكثر من سلسلة من الصور تدور بسرعة معينة ، فإن NEX لديها حوالي خمسة آلاف صورة قادرة على الدوران بالتسلسل على شاشتها حتى لحظة هذا النشر. كان هذا بالتأكيد أحد أكثر الأجزاء شاقة وإرهاقًا في هذا المشروع بأكمله لأن إنشاء الرسومات والرسوم المتحركة من نقطة الصفر دون الحصول على أي تدريب في المنطقة يتطلب الكثير من الجهد والصبر. ولكن لم يكن ذلك فقط ، لجعل بنك الصور هذا رسمًا متحركًا يمكن تنفيذه بواسطة Arduino على شاشة Nextion ، كان من الضروري استخدام برنامج Nextion Editor الذي يقوم بإنشاء ملف.tft ، يتم تسجيله وإدراجه في بطاقة micro SD ليتم توصيلها لاحقًا بشاشة Nextion والصور التي تم تحميلها عليها.

لإنشاء صوت NEX ، تم استخدام الروبوت كأساس لصوت المؤلف الذي يكتب هذا الملخص الموسع هنا. من خلال العديد من عمليات تعديل الصوت باستخدام برنامج Audacity ، كان من الممكن إنشاء صوت مميز لـ NEX. كانت الخطوة التالية هي تحميل جميع الأوامر الصوتية التي تم إنشاؤها ، في EasyVR Shield ، من خلال برنامج التحكم EasyVR. في وقت نشر هذا المنشور ، كان لدى NEX 12 أمرًا صوتيًا تم إنشاؤها ، بالإضافة إلى 12 رسالة صوتية تم تحميلها فيه.

وهذه هي الطريقة التي نظر بها روبوت NEX إلى نهاية عملية إنشائه.

الخطوة 6: هذا كل شيء لدى القوم

هذا كل شيء قوم ، وكما ترون ، حاولت تلخيص مشروع مدته ثلاث سنوات في Instructable واحد ، لكن الأمر ليس بهذه السهولة هاهاها … لكن الرسالة الرئيسية التي أردت أن أنقلها هنا هي أنه ، بغض النظر عن حلمك وما مدى صعوبة ذلك إذا كنت تعتقد أنه من الممكن جعله حقيقة واقعة وعدم التخلي عن هذا الحلم فإنه سيتحقق !!

NEX وآمل أن تكون قد أحببت هذا المشروع Instructable وأشكركم جميعًا على قراءة هذا الآن. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن NEX ورحلتك المذهلة ، فلا تنس متابعته على Instagram الرسمي الخاص به:nextherobot. هذا كل شيء ، وداعا !! نراكم قريباً بمشاريع رائعة أخرى !! ؛)