Инструкция сборки робота машина

Робот на Ардуино и машинка на Bluetooth своими руками

Робот – машинка на Ардуино становятся одним из самым популярных инженерных проектов в школьной робототехнике. Именно с таких устройств, автономных или управляемых со смартфона и bluetooth, начинается путь в робототехнику “после Lego”. К счастью, сегодня можно без труда купить все необходимые компоненты и достаточно быстро создать своего первого робота для езды по линии или объезда препятствий. В этой статье вы найдете подробную видео инструкцию как сделать продвинутый автомобиль Arduino Car своими руками, с питанием, датчиками линии, расстояния и управлении через bluetooth.

Робот на ардуино своими руками

В отличие от других проектов, создание робота – автомобиля (Arduino Car) требует понимания и навыков работы сразу с несколькими важными компонентами, поэтому не стоит приступать к созданию машинок без получения базовых навыков работы с платформой Arduino. В любом случае, вам нужно будет но только подключить готовые модули, но и собрать конструкцию, шасси с двигателями, обеспечить правильное питание и управление. Все это потребует определенного терпения.

Робот машина на Ардуино

Вот список ключевых компонентов, которые обязательно встретятся в проекте.

Контроллер Ардуино

Куда уж без него, если мы говорим о проектах на этой платформе. Как правило, роботы машины делают на базе плат Arduino Uno и Nano. Mega будут слишком большие, Pro Mini сложнее подключать к компьютеру и соединять с остальными компонентами, а Leonardo требуют дополнительных навыков в программировании, они дороже и их основное преимущество (тесная интеграция с компьютером в качестве периферийного устройства) в данном случае не слишком востребована.

Есть еще вариант использования плат ESP8266 или ESP32, тогда в проекте появляется возможность управления машиной через WiFi. Но и сами платы и их программирование требует определенных навыков, в этой статье мы будем говорить преимущественно об Uno или Nano.

Конструкция, шасси и двигатели робота на Ардуино

Для того, чтобы что-то поехало или стало перемещаться, надо снабдить “это” колесами, гусеницами или манипуляторами-ногами. Вот тут выбор совершенно не ограничен, можно использовать совершенно любые комбинации и сочетания платформ. Как правило, в качестве начального варианта берутся уже готовые наборы платформ с Алиэкспресс.

Двигатель шасси ардуино

Если работать со стандартными наборами вам не интересно, можно создать платформу своими руками. Например, разобрать игрушечные радиоуправляемые машинки или любые двигатели на 5-12 вольт, с редукторами или без. Колеса можно создать и самим, что тоже является интересной задачей.

Драйвер двигателей

Драйвер двигателя L298N

Ардуино – достаточно ранимое устройство, не терпящее больших нагрузок по току. Соединяя его с “брутальными” мощными двигателями, не избежать беды. Поэтому для нормальной совместной работы нам нужно будет включить в схему робота компонент, отвечающий за управление двигателями – подающий и отключающий ток на их обмотки. Речь идет о микросхеме или готовом модуле, которые называют драйвером двигателя. На нашем сайте есть статьи, посвященные драйверам, построенным на схеме H-моста. Если вы покупаете готовые шасси, то обязательно предусмотрите возможность размещения на них подходящего драйвера.

Красивый корпус

Как правило, вся конструкция автомобиля строится вокруг его шасси. Если посмотреть примеры готовых проектов, то они часто выглядят как “провода на колесиках” – внешний вид их изобилует пучками соединительных проводов, ведущих от восседающего на троне контроллера Ардуино к драйверам, моторам и датчикам. Между тем, красивый и функциональный корпус не только вызывает правильные эстетические чувства и помогает выделить вашу модель от остальных. Хороший корпус может превратить игрушку в реальное устройство, помогает привить навыки конструирования и промышленного дизайна, что важно для инженеров любого возраста.

Читайте также:  Как включить подсветку клавиатуры инструкция

Питание робота

Обеспечение правильной схемы питания – это то, что очень часто оказывается на последнем месте в списке приоритетов начинающих ардуинщиков. Между тем, именно ошибки в схеме электропитания становятся основными причинами проблем, возникающих в процессе работы умных устройств на Ардуино. Создавая ардуино-машинку нужно предусмотреть питание контроллера, двигателей, драйвера и датчиков. У всех них есть свои ограничения и особенности работы, требуется создать оптимальное по весу и сложности решение, позволяющее учесть все эти ограничения.

Питание робота

Создавая по-настоящему автономное устройство робота, нужно побеспокоиться и о времени его работы, и о возможности быстрой подзарядки или смены батареек. Как правило, выбираются решения из следующих вариантов:

  • Обычные батарейки AA. Тут нужно понимать, что платы Arduino Uno, Nano и большинство двигателей, используемых в Ардуино-робототехнике, требуют напряжения в диапазоне 6-9 вольт. Поэтому придется собрать вместе последовательно не менее 4 батареек на 1,5 В, причем сами батарейки должны быть хорошего качества и обеспечивать работу с достаточно большим током. Например, большинство солевых батареек этим критериям не удовлетворяют. Батарейки AAA при создании ардуино-машинок практически не используются из-за своей пониженной емкости (хотя могут использоваться в миниатюрных моделях, где размер имеет первостепенное значение).
  • Аккумулятор AA. Здесь возникает еще большее ограничение по напряжению и току. Большинство аккумуляторов выдают напряжение 1,2 вольт, поэтому их требуется больше для “собирания” нужных нам 6-9 вольт. Несомненным плюсом является возможность перезарядки.
  • Литиевые аккумуляторы 18650. Это уже “серьезная артиллерия”, позволяющая получить большое время автономной работы, возможность подзарядки и приемлемые характеристики по току и напряжению. Рабочее напряжение для таких элементов питания – 3,7 В, что позволяет собирать готовую схему питания всего из двух элементов.
  • Другие источники питания. Сюда можно включить как более мощные и габаритные никель-металлгидридные, кадмиевые аккумуляторы, так и многочисленные литий-ионные “плоские” варианты, используемые в дронах, смартфонах или другой портативной цифровой технике.

Каким бы ни был источник питания, нужно обеспечить его надежное крепление, удобное расположение, защиту от воздействия недружелюбной окружающей среды. Если вы подключаете к одному источнику и контролер, и двигатели, и датчики, то нужно позаботиться о правильной схеме, включающей, например, надежную связь “по земле” всех устройств.

Где купить платформу и запчасти

Все, о чем говорится в этой статье, можно без проблем купить на всем известном сайте. К сожалению, подавляющее большинство предложений основываются на стандартной платформе 4WD автомобиля с двумя несущими планками, не очень надежными двигателями и колесами, любящими ездить в “развалочку”. Но эти варианты относительно не дороги и вполне подойдут для начала работы.

Источник

Инструкция сборки робота машина

Образовательная версия робота для изучения информатики, физики, технологии и математики

Образовательное решение, специально разработанное для ведения учебной STEAM-деятельности в 5-7 классах

Робототехническая платформа нового поколения для начальной школы

Увлекательное решение для начала практического обучения предметам STEAM, вдохновляющее детей изучать физику в действии.

LEGO-совместимые наборы для использования в учебном процессе и соревнованиях

Специально подобранные решения для нескольких учеников

Комплекты для домашнего использования

Образовательная версия робота для изучения информатики, физики, технологии и математики

Серия обучающих конструкторов, обучает основам техники, физики и механики

Решения от компании LEGO и сторонних производителей: от датчика касания до гироскопа

Удлинители, кабели, аккумуляторы, моторы, крепежи и другие элементы для роботов

Робототехническая платформа нового поколения

Робот для сборки и программирования простых моделей

Учимся решать математические задачи

Решение для развития речи и грамотности

Изучаем принцип работы механизмов и устройств

Подготовка к изучению основных предметов начальной школы

Решения для первичной социализации детей

Наборы для развития коммуникативных навыков

Наборы для развития творческого мышления и самовыражения

Дополнительные элементы для творчества: строительные платы, колеса, короба для хранения

Источник

Инструкция сборки робота машина

Инструкции сборки роботов Часть 2

1. BANNER PRINT3R.
Постройте принтер, который может написать надпись.

Читайте также:  Шкаф дуэт сборка инструкция

2. BOBB3E

Роботизированный подъебник способный поднимать и перевозить предметы. Данный робот способен работать на мини складе.

Робот-подъемник

3.DINOR3X

Механизированный биотехнологичный робот. Выгледит круто

 Механизированный биотехнологичный робот

4. EL3CTRIC GUITAR

Модель электрогитары, собрав ее вы сможете устроить концерт.

Робот-электрогитары

5. EV3GAME

Собери робота, который способен играть в наперстки. Он сам запоминает в каком колесе спрятан шарик и по команде пульта поднимает, выбранное колесо.

Робот, играющий в наперстки

6. EV3D4

Робот из фильма. Кого он вам напоминает?

Робот-R2D2

7. EV3MEG

Робот способен самостоятельно передвигаться по линии. Наверху расположен датчик, который замечает репядствие перед собой. Имеет грозный вид.

Робот, самостоятельно передвигающийся по линии

8. KRAZ3

Робот-Валли и пульт-кузнечик

Робот напоминает Валли. Пульт похож на кузнечика.

9. MR B3AM

Этот автоматический станок, способен распознать балки.

Робот-станок, распознающий балки

Скачать программу для робота

10. RAC3 TRUCK

Автомобиль с передним поворотным приводом.

 Робот-автомобиль с передним поворотным приводом

11. ROBODOZ3R

Робот-бульдозер

12. WACK3M

Игра доставит много удовольствия. Соберите игровой автомат и наслаждайтесь игрой.

Источник

Vladimir Drach. Official Web-Site. — Личный сайт Владимира Драча

Роботизированная машина. Сборка.

Понедельник, 24 Июль 2017 03:55

car В статье рассмотрена сборка робо-машинки с микропроцессорным управлением. Внимание уделяется сборке шасси и выполнению соединений. Все четыре колеса являются ведущими, оснащены собственным мотором и редкутором. Основной элемент восприятия внешнего мира — это ультразвуковой датчик расстояния, который позволяет измерять расстояние до препятсвий, возникающих на пути, с целью избежания соударений.

Важная особенность конструкции — это применение недорогого 8-битного микроконтроллера фирмы Atmel; его вычислительных мощностей вполне хватает для управления и принятия решений в режиме реального времени.

Данная статья устарела 1 января 2018 года. Есть смысл рассматривать её только как инструкцию по сборке. Вопросы программирования гораздо лучше освещены в новой статье.

Возникла задача реализовать роботизированную машинку на колёсах. Обзор опубликованных в свободном доступе решений позволил сразу отказаться от рудиментов и выработать уникальные технические требования:

  • Для всей системы должен быть только один источник питания. Желательно, аккумуляторы. Любимый формат — 18650.
  • Простая и надёжная силовая часть. Никаких гипер-сложных «силовых шилдов«.
  • Поведение, целиком определяемое прошивкой
  • Отладка в результате натурных испытаний (смена режимов сопровождается звуковым сигналом).

Рассмотрим этапы решения.

В первую очередь был заказан набор для сборки механической части шасси из Китая. Через месяц пришёл хорошо укомплектованный набор.

  • Две акриловые пластины корпуса
  • Четыре мотора
  • Четыре колеса
  • Футляр для аккумуляторов
  • Метизы

Далее пришлось открывать верхний ящик стола и на ощупь искать дополнительные комплектующие. Нам пригодятся:

  • Микроконтроллерный модуль
  • Плата расширения Sensor Shield v.5
  • Модуль драйвера моторов на базе L298N
  • Сонар HC-SR04 с крепёжной скобой
  • Соединительные провода

В качестве микроконтроллерного модуля был выбран один из клонов платформы Arduino на базе Atmel ATmega 328/P. После долгих размышлений и взглядов в сторону Raspberry Pi или «голого» PIC16 с аскетичным ассемблером решено было остановиться именно на этой платформе, т.к. она обеспечивает простоту сопряжений с другими блоками, имеет массу примеров кода, опубликованных в свободном доступе, унифицирована с колоссальным количеством датчиков — другими словами, развязывает руки разработчику и позволяет сосредоточиться на воплощении задумки.

Более того, неоспоримый дополнительный плюс — это масштабируемость.

Исполнение выбиралось с точки зрения дизайна: я постарался выдержать всю конструкцию в жёлто-чёрной палитре.

Фактически, вся сборка начинается с модуля драйвера моторов на базе L298N и крутится вокруг него. На мой взгляд, именно этот модуль следовало бы назвать ядром всей системы. Фактически, это умощнённая версия выпускаемой ранее микросхемы/платы L293D. Совместимость сохранена.

L298N

Важно отметить, что входы ENABLE A/B отвечают за возможность вращения моторов, причём на них можно подавать как логические уровни («низкий» — запрет, «высокий» — разрешено), так и аналоговые сигналы (например, посредством ШИМ) для регулировки скорости вращения. Разработчики предусмотрели два пятивольтовых вывода рядом с ENABLE A/B — они позволяют установить «намертво» перемычки на плату, тогда всегда будет разрешена полная скорость вращения; таким образом можно сэкономить две выходные линии микроконтроллера. Подавать отдельно +5В на эти вспомогательные выводы не требуется!

Читайте также:  Самара школа должностная инструкция учителя

Ещё одна перемычка видна вблизи колодки питания, в глубине платы: она должна быть установлена, если питание модуля L298N будет превышать +12В. Можно запитывать модуль L298N и большим напряжением (вплоть до 30 вольт), тогда придётся снять данный джампер, а также придётся дополнительно подводить к модулю +5В. В моём случае планируется применение аккумуляторов на 7-8 вольт, поэтому я смело оставил джампер установленным и радостно воспользовался имеющимися пятью вольтами для питания логики.

Сборка робота начинается с подготовки модуля L298N: он с трудом влезает на шасси, а очень хочется установить его по центру. Кроме того, клеммы выходов на моторы оказываются расположены совершенно впритык к корпусам моторов, как туда впихнуть провода — остаётся загадкой. Было принято решение всё же зафиксировать драйвер строго по центру (радиатор будет смотреть назад), для чего пришлось выпаивать колодки, заменяя их проводами. В итоге вся силовая часть оказалась пропаяна, что лично меня весьма устраивает.

Стойки для драйвера оказались слишком высоки (радиатор не влезал), поэтому пришлось изготовить собственные низкопрофильные стоечки.

Все тонкости пайки показаны на рисунке выше. Моторы запаиваем крест-накрест между собой, затем припаиваем выходные (красные) провода от драйвера.

Собираем первый этаж. Никаких приключений, только винты, гайки и отвёртка. Ну вот только с запайкой клемм двигателей пришлось повозиться.

И, да, не забываем, что редукторы у нас не железные, колёса придётся насаживать нежно! Есть смысл капнуть каплю клея на оси, так как практика показала, что колёса имеют тенденцию отваливаться на поворотах по ковру.

Теперь выполняем соединения. Самое главное правило: присоединить шлейф красиво к драйверу — то есть все шесть проводов выстраиваются в ряд. Это очень важно, ибо туда мы больше не полезем, скорее всего.

Сведём все коммуникации в один понятный рисунок.

Собираем второй этаж.

Теперь заложим в нашего робота простой алгоритм, который позволит машине самостоятельно перемещаться, избегая соударения с препятствиями.

  • При подаче питания исполняем патриотические ноты
  • Выполняем тестовые движения: вперёд, назад, разворот через правое плечо, разворот через левое плечо
  • Едем вперёд, пока не увидим перед собой препятствие на расстоянии 12 см или меньше
  • Меняем траекторию: немного откатываемся назад (на случайное расстояние) и выполняем разворот в случайную сторону на случайный угол.
  • см. (3)

Листинг программы для прошивки.

Фрагмент реального заезда на видео прекрасно иллюстрирует поведение подопытного.

В результате имеем работающую машинку, которая способна самостоятельно избегать соударения!

Хотелось бы отметить, что очень тщательно выбиралась пара переменных: критическое расстояние Distance и время движения вперёд, т.е. параметр для Forward(). Дело в том, что от пары этих переменных будет очень сильно зависеть поведение робота вблизи препятствий. Я постарался сделать максимально точный аппарат, который будет тормозить в самый последний миг, останавливаясь в миллиметрах от преграды. С другой стороны, ударов тоже допускать нельзя (домашнюю мебель жалко).

Для программирования и прошивки использовалась интегрированная среда разработки UECIDE. Крайне рекомендую данную ИСР, т.к. во-первых, она бесплатна. Во-вторых, она обладает развитым функционалом текстового редактора кода, после которого тяжело перейти на любой другой пакет. Иллюстрирую феноменальную разметку с помощью одного скриншота:

uecide

Не прошло и полгода, а уже захотелось доработать поделку.

Ниже приведён листинг доработанной программы для прошивки. Добавлен фотосенсор, теперь в темноте зажигаются фары, а скорость моторов немного снижена, чтобы машинка была не такой резвой. Встроенный светодиод теперь сигнализирует об обнаружении препятствия и о движении назад или развороте.

В результате движения стали более плавными и точными, зажигаются фары (т.е. светодиоды) в соответствии с показаниями датчика освещённости, но их можно и не подключать. Моторы работают в чуть более щадящем режиме. Обо всех действиях сообщает писк зуммера.

Источник

Поделиться с друзьями
Adblock
detector