موت بوت اردوينو: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

الغرض من هذا المشروع هو تصميم وبناء روبوت بسيط يتبع الضوء باستخدام لوحة متحكم Arduino Duemilanove. كنت أرغب حقًا في مشاركة مشروع روبوت كان رخيصًا وسهل الإنشاء ، وكان يحتوي على مجموعة كاملة من الإرشادات لجميع الخطوات المختلفة. آمل أن أكون قد نجحت وأحب أن أحصل على تعليقات حول جعل هذه التعليمات أفضل.

ركز تصميم هذا الروبوت على استخدام كتاب "Getting Started with Arduino" لماسيمو بانزي ونشر مع [makezine.com Make]. لقد استخدمت أيضًا رمزًا لتشغيل الماكينات من مشروع بعنوان: كيفية صنع روبوت مؤازر يتحكم فيه Arduino (SERB). يعتبر Arduino Mothbot في المجمل روبوتًا سريعًا جدًا في البناء. بافتراض أنك تبدأ بكل الأجزاء ولا يتعين عليك الارتجال ، فإن المشروع في المجمل قد يستغرق ساعة لبنائه. هذا إذا اتبعت التعليمات وقمت بنسخ الكود. ومع ذلك ، إذا قمت بإنشاء ميزة واحدة فقط في كل مرة واختبارها على طول الطريق ، فقد يستغرق هذا المشروع وقتًا أطول بكثير. تتمثل ميزة المسار الأطول في أنك ستتعلم الكثير على الأرجح وستستمتع ببعض المرح على طول الطريق.

الخطوة 1: اجمع أجزائك وأدواتك

سيكلفك بناء هذا الروبوت ما يقرب من 80 دولارًا على أجزاء إذا لم تفعل شيئًا كهذا من قبل. كانت التكلفة بالنسبة لي أقل بكثير منذ أن حصلت على الكثير من الأجهزة الإلكترونية للعمل منها. ومع ذلك ، فأنا أعلم مدى الإحباط الذي قد يكون محبطًا لمحاولة اتباع التعليمات دون معرفة الأجزاء التي يجب الحصول عليها ، ومن أين تطلب ، ومقدار تكلفة كل شيء مقدمًا ، لذا قمت بكل هذا العمل من أجلك. بمجرد حصولك على جميع الأجزاء في شكل مربع ، يجب أن يكون من السهل القيام بهذا المشروع. اتبع الرابط التالي إلى ويكي مشروعي للحصول على قائمة أجزاء كاملة

الآن قد ترغب في الحصول على بعض الأدوات. نظرًا لأن هذا المشروع يستخدم لوح تجارب غير ملحوم ، يمكنك الاستغناء عن الكثير من المعدات الإلكترونية الفاخرة. نأمل أن تجد بقية الأشياء التي تحتاجها في المرآب: 1. كماشة أنف إبرة 2. قاطعات أسلاك 3. مفك برأس مسطح 4. مفك براغي صغير من فيليبس (4 جوانب) 5. مفتاح قابل للتعديل أو 11/32 " مفتاح ربط سداسي 6. مثقاب 7. 1/16 "، 5/32" و 7/32 "لقم الثقب 8. المنشار (اختياري) 9. نظارات السلامة الرجاء استخدام الممارسات الآمنة عند استخدام أي أدوات كهربائية.

الخطوة الثانية: مرحلة التخطيط

قبل أن أبدأ هذا المشروع ، نظرت حول Instructables في الكثير من المشاريع الأخرى. كما قضيت بعض الوقت في قراءة كتاب "Getting Started with Arduino" لماسيمو بانزي. يتم تنفيذ كل شيء تقريبًا في هذا المشروع من مثال على هذا الموقع الإلكتروني أو في الكتاب. لقد صممت المشروع بهذه الطريقة في محاولة لجعله في متناول عالم الروبوتات المبتدئين.

في مرحلة التخطيط الخاصة بي ، لم ألقي نظرة على الأجهزة والترميز فحسب ، بل قمت أيضًا بواجب منزلي في مجال الإلكترونيات. كنت أرغب في وضع مخطط إلكترونيات بسيط لهذا المشروع حتى أتمكن من متابعة ما كان يجري أثناء بنائه. يمكنك أن ترى في الصورة المكونات المختلفة وخطوط الطاقة ودبابيس Arduino. نأمل أن يكون هذا مخططًا واضحًا ويوضح أيضًا مدى بساطة الإلكترونيات لهذا المشروع.

الخطوة 3: توصيل الماكينات بـ Arduino

إذا كنت ستصنع روبوتًا ، فإن أول شيء ربما تريد أن تتدرب عليه هو كيفية تحريكه. على الأرجح أنك تريد أن تكون قادرًا على إرساله للأمام والخلف واليمين واليسار وإيقافه. إذا لم تتمكن من معرفة كيفية الأمر بالتحرك بشكل صحيح ، فمن غير المحتمل أن تتمكن من جعله يفعل أي شيء عند توصيل جميع المستشعرات. فيما يلي خطوات توصيل المحرك بـ Arduino.

1. أول شيء يجب فعله عند إعداد اللوح غير الملحوم هو إعداد الأرضية (GND) والطاقة (+ 6 فولت) للمضاعفات. اخترت استخدام الشريحتين الطويلتين على السبورة والتي ستكون الأقرب إلى Arduino. 2. بمجرد تحديد الأرض وخطوط الطاقة ، قم بتوصيل أرضية لوحة Arduino بالشريط الأرضي على لوح التجارب غير الملحوم. لا تقم بتوصيل الطاقة باللوح غير الملحوم حتى الآن. 3. لكل جهاز ثلاث أسلاك تخرج منها. منجم يحتوي على سلك أسود وأحمر وأبيض لكل منها. الأسود للأرض ، والأحمر للطاقة ، والأبيض هو سلك التحكم. قم بقطع ثلاثة أسلاك توصيل لكل جهاز من نفس الحجم (أي 6 في المجموع). 4. قم بتوصيل أسلاك العبور بنهاية أسلاك المؤازرة ثم كل مؤازرة في اللوح غير الملحوم. 5. الآن استخدم وصلات العبور لتوصيل الأرض والطاقة من كل مؤازرة إلى الأرض وقوة اللوح غير الملحوم. 6. الآن قم بتوصيل أسلاك التحكم من كل أجهزة إلى Arduino. قم بتوصيل المؤازرة اليسرى بالمخرج الرقمي (PWM) 3 والمؤازرة اليمنى بالمخرج الرقمي (PWM) 11. 7. أخيرًا ، قم بتوصيل الأرض والطاقة من بطاريات 4AA بأرضي اللوح غير الملحوم والطاقة. لا تنزعج إذا بدأت الماكينات في التحرك عندما لا يكون لدى Arduino طاقة أو لم تتم برمجته بعد. 8. باستخدام الكود ، يجب أن تكون قادرًا الآن على تشغيل المحركات في الاتجاهات الأمامية أو الخلفية أو اليسرى أو اليمنى باستخدام الوظائف المضمنة.

الخطوة الرابعة: اختبار المحركات

أعتقد أنه من المهم تضمين بعض كود الاختبار الذي استخدمته عند تجميع Arduino Mothbot. إذا كنت مهتمًا وترغب في تخصيص الوقت للتلاعب ، أعتقد أنك ستجد مقتطفات التعليمات البرمجية هذه تعليمية ومفيدة في مشاريع أخرى. قبل أن أنشر أي رمز أدناه ، أريد أن أوضح أن ما يلي يستند إلى مشروع رائع آخر يسمى كيفية عمل روبوت مؤازر يتحكم في Arduino (SERB). لقد تعلمت الكثير من متابعة العمل على هذا التوجيه وأريد منح الائتمان عند استحقاقه.

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

الخطوة 5: دمج زر التشغيل / الإيقاف

الآن قد ترغب في تشغيل وإيقاف تشغيل الروبوت بضغطة زر. سيقوم Arduino نفسه بتشغيل الكود في حلقة لا نهاية لها حتى تقوم بفصله ، الأمر الذي قد يكون محبطًا للغاية عندما تقوم بتوصيل الروبوت الخاص بك على الطاولة ويبدأ في الهروب منك! يعد دمج الزر خطوة رائعة في هذه العملية لأنك ستتعلم أيضًا كيفية استخدام الأزرار لأشياء أخرى ، مثل إنشاء مصد لاكتشاف متى يصطدم الروبوت بالحائط. كملاحظة ، ستلاحظ أنني قمت بإزالة الماكينات من لوح التجارب غير الملحوم لمعظم صوري. هذا يساعد فقط في جعل الصورة أكثر وضوحًا عندما أعرض خطوات مختلفة. للبدء ، افصل الطاقة عن محركات المؤازرة قبل القيام بأي عمل آخر. تذكر أن تفعل هذا في كل مرة تضيف شيئًا إلى هذا المشروع. الآن قد ترغب في أن تكون قادرًا على تشغيل وإيقاف تشغيل الروبوت الخاص بك بدلاً من أن يبدأ الروبوت على الفور في التحرك عند توصيل الطاقة. حدد شريطًا على الجانب الآخر من اللوح غير الملحوم ليكون مصدر طاقة لزر التشغيل / الإيقاف (ولاحقًا المستشعرات). باستخدام سلك توصيل طويل ، قم بتوصيل الطاقة (+ 5 فولت) من Arduino بالشريط الذي حددته للتو. قم بتوصيل سلكين توصيل بالمفتاح اللحظي وقم بتوصيل أحد طرفي الطاقة (+ 5 فولت) 6. قم بتوصيل الطرف الآخر من المفتاح اللحظي بشريط أصغر في منتصف اللوح غير الملحوم. من نفس الشريط ، قم بتوصيل المقاوم 10 كيلو أوم بالشريط والطرف الآخر في الأرض 8. أخيرًا ، قم بتوصيل سلك من الشريط بالمفتاح والمقاوم من أحد طرفيه وضع الطرف الآخر في الإدخال الرقمي 7 على Arduino. الآن ، باستخدام الرمز ، يجب أن تكون قادرًا على استخدام الزر لتشغيل وإيقاف تشغيل الروبوت. إذا كنت تستخدم الرمز مع LED (الإخراج الرقمي 13) ، فسترى تشغيل وإيقاف تشغيل مؤشر LED الموجود على اللوحة مع الروبوت. هذه طريقة رائعة لاختبار كود Arduino إذا كانت لديك القدرة على فصل المحركات.

الخطوة 6: اختبار زر التشغيل / الإيقاف

يتضمن هذا الرمز الجديد المعلومات الخاصة باستخدام زر التشغيل / الإيقاف وجعل وميض LED على متن الطائرة.

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

الخطوة السابعة: دمج مستشعرات الضوء

ماذا سيكون Arduino Mothbot إذا لم يكن به مستشعرات ضوئية؟ الهدف من هذا المشروع البسيط هو صنع روبوت ينجذب إلى الضوء الأكثر سطوعًا. لهذا سنحتاج إلى دمج بعض مستشعرات الضوء ، والمعروفة أيضًا باسم مقاومات الصور.

1. مرة أخرى ، افصل الطاقة عن محركات المؤازرة قبل القيام بهذه الخطوة 2. سيتم إعداد مستشعرات الضوء مرتين. يكاد يكون نفس الإعداد بالضبط مثل التبديل اللحظي. في الواقع ، هذا هو نفس الإعداد ، لكن هذه المرة ستستخدم مستشعر الضوء (مقاوم للصور) بدلاً من مفتاح مؤقت. 3. نظرًا لأن هذا الروبوت سيستخدم جهازي استشعار الضوء لاختيار اتجاه للقيادة ، فمن المستحسن أن تقوم بإعداد كل مستشعر ضوئي على جوانب متقابلة من اللوح غير الملحوم أو بعيدًا عن بعضهما قدر الإمكان. 4. قم بتوصيل أحد طرفي مستشعر الضوء بخط الطاقة (+ 5 فولت) والطرف الآخر بشريط صغير في وسط اللوحة. 5. قم بتوصيل المقاوم 10 كيلو أوم بنفس الشريط والطرف الآخر بالأرض 6. قم الآن بتوصيل سلك توصيل من الشريط الصغير (حيث يتم توصيل المقاوم للصور والمقاوم العادي) وقم بتوصيل الطرف الآخر بمدخل تناظري. 7. قم بتوصيل المستشعر الأيسر بالإدخال التناظري 0 على Arduino والمستشعر الأيمن بالإدخال التناظري 1. 8. يجب أن تكون قادرًا الآن على استخدام مستشعرات الضوء لتحريك الماكينات.

الخطوة 8: الكود النهائي

هذا هو الكود النهائي المستخدم لتشغيل Arduino Mothbot. في الكود ، قمت بتضمين عبارات الطباعة إلى منفذ Arduino التسلسلي. إذا كان لديك Arduino متصل من خلال منفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فيجب أن تكون قادرًا على رؤية بيانات الطباعة التي تخبرك بالطريقة التي يخطط الروبوت للذهاب إليها. قد ترغب في ضبط قيمة عتبة مستشعر الضوء لضبط سلوك الروبوت. تعتمد العتبة بشكل أساسي على أجهزة الاستشعار والإضاءة المحيطة بالموقع الذي تتواجد فيه.

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

الخطوة 9: بناء جسم Mothbot

إن الروبوت الذي تقوم ببنائه ليس جيدًا حقًا ما لم يتمكن من تجميع نفسه معًا. لهذا السبب يحتاج إلى جسد. لقد بذلت قصارى جهدي لجعل هذا مشروعًا بسيطًا قدر الإمكان. ومع ذلك ، سيتعين عليك القيام ببعض العمل بنفسك لمعرفة القياسات الصحيحة. أقترح الطريقة القديمة "قياس مرتين ، قطع مرة واحدة". يتكون جسم الروبوت من ورقة صغيرة من خشب الحور اشتريتها من متجر الأجهزة حتى 6 × 24. لقد قطعت المنجم إلى 6 "× 8" باستخدام المنشار المتوفر في متجر الأجهزة. بعد ذلك ، قمت بحفر ثقوب في مقدمة اللوحة لإرفاق أقواس المؤازرة لكل مؤازر. لهذا استخدمت مثقاب مقاس 5/32 بوصة 3. كما أنني قمت بحفر حفرة في الجزء الخلفي من اللوحة لعجلة العجلات التي توازن الروبوت. لهذا استخدمت مثقاب بحجم 7/32 بوصة. اخترت استخدام مثقاب أصغر قليلاً حتى أتمكن من الحصول على احتكاك محكم مع عجلة العجلات الخاصة بي لأنني لم أستخدم مجموعة صامولة ومسامير لتثبيتها. ثم أرفقت الأقواس باللوحة بالصواميل والمسامير. تم ذلك باستخدام مفك برأس مسطح ومفتاح ربط قابل للتعديل. بعد إرفاق الأقواس ، قمت بإرفاق كل مؤازر بالأقواس بالصواميل والمسامير. 6. أخيرًا ، قمت بدفع عجلة العجلات في الكل.

الخطوة 10: صنع العجلات

كانت العجلات مشكلة صعبة بالنسبة لي. لقد قمت بالفعل بتثبيت بعض عجلات الروبوت المعتمدة ، لكنني أدركت أنها كانت أ) ثقيلة جدًا وب) لم يكن لدي أي طريقة لإرفاقها بوحدات الماكينة التي اخترتها. هذا عندما تذكرت استخدام أغطية الجرار في المدرسة الثانوية لمشروع مماثل. لذلك تم نقلها إلى المتجر بحثًا عن بديل مناسب لعجلة الروبوت. كل عجلة مصنوعة من الغطاء من حاوية Ziploc Twist 'n Loc. الأغطية الجيدة الأخرى هي تلك الموجودة على برطمانات زبدة الفول السوداني أو غيرها من المواد الغذائية. أنا لا أدعو إلى إهدار الطعام ولكن احفظ أغطيةك وقد تجد واحدًا بالحجم المناسب لمشروع الروبوت الخاص بك. لقد استخدمت حاويات البقايا لحمل الأجزاء التي جمعتها. أول شيء فعلته هو اختيار بوق المؤازرة الذي أردته للعجلات. اخترت تلك التي لها أربعة قرون والتي تم تضمينها مع الماكينات الخاصة بي عندما اشتريتها. قبل أن تفعل أي شيء ، احفر حفرة في وسط العجلة. أوصي بفعل ذلك باستخدام مثقابك مقاس 5/32 بوصة. ستحتاج إلى هذا حتى تتمكن من الوصول إلى المسمار الذي يربط البوق بالمضاعفات. 4. الآن قم بربط الغطاء بالبوق. لقد استخدمت أربعة مسامير ملولبة مع كل منها مؤازرة لتوصيل الأغطية بالأبواق. قد يكون من الأسهل إذا قمت بحفر ثقوب صغيرة مسبقًا عبر الغطاء كما فعلت أنا. لقد استخدمت مثقاب 1/16 بوصة لهذا الغرض. لكن كن حذرًا ، فالثقب في هذا البلاستيك باستخدام مثقاب ثقيل وقليل من الصعب قد يكون صعبًا. الآن قم بتوصيل الأبواق بالمضاعفات باستخدام مفك فيليبس الصغير (4 جوانب). أخيرًا ، لف الأربطة المطاطية حول كل عجلة لتمنحك مزيدًا من الجر. حصلت على الأربطة المطاطية من المنتجات التي اشتريتها من محل البقالة. آمل أن يكون لديك القليل منها في هذه المرحلة ، يجب تجميع الجسم والعجلات بالكامل.

الخطوة 11: إكمال Arduino Mothbot

مع تجميع الجسم والعجلات ، من السهل وضع لوح اردوينو واللوح غير الملحوم فوق جسم الروبوت. تأكد من أنه لا يزال بإمكانك الوصول إلى مدخلات USB على Arduino في حال احتجت إلى تغيير البرمجة. لقد استخدمت شريطًا أسودًا كهربائيًا أسفل كل منها لإلصاقها بالجسم. الشريط الكهربائي سهل الإزالة ويحمل جيدًا. ألصق لوح Arduino واللوح غير الملحوم أعلى جسم الروبوت الذي قمت ببنائه. باستخدام الشريط مرة أخرى ، من الجيد توصيل حامل بطارية 4AA وبطارية 9 فولت بالجسم. تأكد من وصول الأسلاك 3. قم بتوصيل أسلاك المؤازرة باللوحة الخالية من اللحام إذا كنت قد قمت بإزالتها مسبقًا. قم بتوصيل طاقة Arduino 5. قم بتوصيل قوة المحرك المؤازر 6. الآن ضع الروبوت على الأرض واضغط على مفتاح التشغيل / الإيقاف! يجب أن تنبض بالحياة الآن وتطارد الضوء في جميع أنحاء الغرفة:) كمشروع إضافي مستقبلي ، أود أن أقوم بتضمين مصد بسيط أو مستشعر حائط. سيكون هذا مفتاحًا ، مثل زر التشغيل / الإيقاف المستخدم في هذا المشروع. ومع ذلك ، عند الضغط على الزر ، سيطلب من الروبوت عكس الاتجاه ، والانعطاف إلى اليسار أو اليمين ، والاستمرار في البرنامج. بمجرد اكتمال ذلك ، سيكون هذا الروبوت منصة اختبار صغيرة رائعة لأجهزة الاستشعار والأجهزة الأخرى.