После первого урока (Как создать робота - введение) у вас теперь есть базовые знания о том, что такое робот Arduino, что вам нужно для создания робота, а также о том, как использовать инструменты. Теперь пришло время начать делать!
Во втором уроке вы научитесь создавать базового робота Arduino. Чтобы сделать это руководство легким для ознакомления, в качестве примера используется комплект робота Arduino (Pirate: 4WD Arduino Mobile Robot Kit с Bluetooth 4.0).
Меню уроков:
Урок 1: Введение
Урок 2: создание базового робота Arduino
Урок 3: Создание робота Arduino для отслеживания линий
Урок 4: Создайте робота Arduino, который мог бы избежать препятствий
Урок 5: Создание робота Arduino со световыми и звуковыми эффектами
Урок 6: Создайте робота Arduino, который мог бы контролировать среду
Урок 7. Создание робота Arduino, управляемого Bluetooth
Руководство по сборке
ШАГ 1: Соберите свой собственный мотор
Посмотрите в сумке с деталями восемь длинных винтов. Они используются для фиксации и фиксации двигателей на месте. Установите двигатели в правильное положение, затем привинтите их на место, как показано на рисунке ниже.
Обратите внимание, что шайбы и прокладки также входят в комплект поставки. Шайбы можно использовать для увеличения трения, что помогает закрепить двигатели на месте. Прокладки помогают предотвратить ослабление и падение гаек от движений и столкновений вашего робота.
Расходные материалы:
Шаг 1:
ШАГ 2: Пайка кабелей
Извлеките черный и красный провода из пакета с деталями. Подсоедините один черный и один красный кабель (длиной 15 см) к каждому двигателю (всего 4 двигателя). Затем используйте инструмент для зачистки проводов, чтобы зачистить изоляцию с обоих концов проводов (следите за тем, чтобы не зачищать слишком много - см. Рисунки ниже). Затем припаяйте провода к контактам, прикрепленным к двигателям. Повторите процесс пайки для всех четырех двигателей.
ПРИМЕЧАНИЕ. Обратите внимание на правильное расположение красного и черного проводов при пайке. Пожалуйста, обратитесь к следующим фотографиям для деталей.
Шаг 2:
ШАГ 3: Соберите контроллер BLE Romeo
Посмотрите в сумке с деталями три медных опоры. Эти опоры длиной 1 см используются для крепления платы контроллера Romeo. Как показано на рисунке ниже, в плате контроллера есть три отверстия. Поместите три медные опоры в отверстия, затем закрепите их соответствующими винтами.
Шаг 3:
ШАГ 4: Соберите аккумуляторный отсек
Выньте два винта с потайной головкой (их головки плоские). Затем выполните действия, показанные на рисунке ниже, и прикрепите аккумулятор к основанию автомобиля.
Шаг 4:
ШАГ 5: Создание выключателя питания
Аккумуляторы являются жизненно важной кровью для роботов. Для управления энергопотреблением нам нужно использовать выключатель питания: выключатель отключает питание, когда он не используется, тем самым сохраняя электричество и срок службы батареи. Перед сборкой и установкой выключателя питания см. Рисунок ниже.
Обратите внимание на последовательность прокладок и гаек при сборке переключателя.
Шаг 5:
После сборки переключателя мы хотим начать паять его провода. Возьмите остатки проволоки. Снимите проводку с обоих концов кабелей, чтобы обнажить внутреннюю часть провода (тот же процесс, что и с двигателями ранее). Мы хотим припаять открытый конец проводов к контактам на переключателе. При пайке очень важно отметить положение контактов переключателя.
Шаг 6:
Давайте сделаем это шаг за шагом.
а) Подключите выключатель к зарядному устройству. Обратите внимание на точное местоположение обоих предметов.
Шаг 7:
б) Припаяйте красные кабели, соединяющие коммутатор с зарядным устройством, как показано на рисунке ниже.
Шаг 8:
Вот еще одна картина, чтобы прояснить ситуацию.
в) Наконец, возьмите один красный кабель и один черный кабель. Подсоедините один конец одного кабеля к отрицательному полюсу зарядного устройства, а другой конец другого кабеля к положительному полюсу зарядного устройства. Затем присоедините другие концы обоих кабелей к контроллеру BLE Romeo.
Шаг 9:
в) Наконец, возьмите один красный кабель и один черный кабель. Подсоедините один конец одного кабеля к отрицательному полюсу зарядного устройства, а другой конец другого кабеля к положительному полюсу зарядного устройства. Затем присоедините другие концы обоих кабелей к контроллеру BLE Romeo.
Шаг 10:
Глядя на это увеличенное изображение, вы получите лучшее представление о том, как провода должны быть подключены. После пайки обязательно проверьте и убедитесь, что проводка между аккумулятором и контроллером Romeo от начала до конца соответствует и соответствует ли она приведенным выше рисункам.
ШАГ 6: Соберите автомобильную базу
Используя восемь винтов M3x6 мм, прикрепите боковые пластины к передней и задней пластинам бампера, как показано на схеме ниже.
ПРИМЕЧАНИЕ. При затягивании винтов на этом этапе сначала убедитесь, что они не затянуты полностью - таким образом, мы можем легко отсоединить верхнюю доску на последующих этапах, если нам потребуется внести изменения.
Шаг 11:
Затем снова прикрепите опорную плиту к кузову автомобиля, как показано на рисунке ниже.
Шаг 12:
** Это то, что автомобильная основа должна понравиться после того, как она была собрана - не забудьте установить аккумулятор!
ШАГ 7: Соедините моторы с платой микроконтроллера
Теперь нам нужны двигатели с платой микроконтроллера. Тщательно следуйте следующей схеме: красный и черный провода левого двигателя должны быть впаяны в M2; красный и черный провода правого мотора должны быть припаяны к M1. Обратите особое внимание на батарейный блок: черный провод должен быть припаян к порту для проводов с надписью GND, а красный провод должен быть припаян к порту для проводов с маркировкой VND. Используйте свою отвертку, чтобы ослабить и затянуть порты проводов - убедитесь, что эти порты надежно закреплены после того, как провода были вставлены.
ПРИМЕЧАНИЕ. Убедитесь, что провода от одного двигателя (то есть от левого двигателя) впаяны в порт двигателя. (то есть порт M2 на диаграмме ниже - не паяйте провода одного двигателя в два отдельных порта.)
Шаг 13:
После пайки проводов двигателя к плате микроконтроллера мы готовы прикрепить верхнюю пластину к основанию автомобиля.
Прежде чем прикрепить верхнюю пластину, у вас есть возможность прикрепить сенсорную пластину (см. Диаграмму ниже) - если вы еще не планируете использовать датчики, вы можете пропустить этот дополнительный шаг.
Шаг 14:
После прикрепления верхней части платформы ваша роботизированная платформа должна выглядеть как на рисунке ниже.
Шаг 15:
ШАГ 8: Прикрепите дополнительный уровень к вашему роботу
Найдите четыре отверстия на верхней плите основания. Ввинтите четыре медных опоры M3x60 мм, затем прикрепите дополнительную верхнюю пластину, как показано на рисунке ниже - используйте винты M3x6 мм, чтобы прикрепить пластину к медным опорам.
Шаг 16:
Бросьте несколько колес на свою роботизированную платформу, и вы готовы позволить ей взлететь!
Шаг 17:
КОДИРОВАНИЕ
После сборки пришло время загрузить код на микроконтроллер и заставить вашего робота Arduino двигаться. Робот имеет все компоненты для перемещения после сборки. Просмотрите примеры кодов для файла Arduino под названием «MotorTest.ino».
Пример кода MotorTest ：
#включают
DFMobile Robot (4,5,7,6); // инициируем вывод двигателя
void setup () {
Robot.Direction (НИЗКИЙ, ВЫСОКИЙ); // инициируем положительное направление
}
void loop () {
Robot.Speed (255,255); //Вперед
задержка (1000);
Robot.Speed (-255, -255); // Назад
задержка (2000 год);
}
Загрузите код, затем загрузите его в свой микроконтроллер. Моторы и колеса должны ожить в спешке. Если нет, проверьте, правильно ли установлены батареи и выключатель питания. Как только моторы работают, поздравляю! Вы сделали большой шаг - пришло время отправлять нашу резину в путь.
Затем понаблюдайте за автомобилем робота и проверьте, может ли он двигаться вперед в течение 1 секунды и двигаться назад в течение 1 секунды. Если это так, УДАЧИ. Вам не нужно настраивать компоненты. Для тех, кому необходимо внести некоторые изменения в основание автомобиля или двигатели, пожалуйста, найдите следующую информацию о том, как движется робот.
Проверьте, соответствует ли ваша роботизированная платформа приведенному выше коду: она должна двигаться вперед на 1 секунду, затем повернуть назад на 1 секунду. Если это так, просто просмотрите содержимое ниже, и тогда вы готовы к работе!
Большинству людей, однако, необходимо будет внести коррективы в свои двигатели. Прежде чем мы это сделаем, давайте кратко рассмотрим, как работает моторная функция и код нашего робота.
Как заставить робота двигаться вперед? Чтобы понять этот вопрос, давайте сначала рассмотрим движение нашего робота вперед.
Диаграмма ниже иллюстрирует это движение вперед.
Шаг 18:
Красная стрелка сверху показывает направление колес. Как показано на карте выше, автомобиль может двигаться вперед, только если левые и правые колеса / двигатели движутся вперед. Как показано выше, робот Arduino движется вперед только тогда, когда левый и правый моторы и колеса движутся вперед.
Сводка кода
Первая строка кода:
#include // вызов библиотеки
Нам не нужно слишком много думать об этой линии. Все, что мы делаем, это обращаемся к / используем набор функций - библиотеку DFMobile - которые существуют вне базовой структуры Arduino. Для получения дополнительной информации о библиотеках Arduino, пожалуйста, посетите веб-сайт Arduino.
Следующая строка кода:
DFMobile Robot (4,5,7,6); // инициируем вывод двигателя
Эта функция взята из библиотеки DFMobile (то есть это не универсальная функция Arduino).Мы используем его здесь для инициализации контактов двигателя (4, 5, 7, 6) на микроконтроллере - без этого двигатели не запустятся.
Мы также будем использовать эту функцию позже.
Посмотрите на функцию ниже:
DFMobile Robot
(EnLeftPin, LeftSpeedPin, EnRightPin, RightSpeedPin);
Эта функция используется для инициализации четырех контактов двигателя (4, 5, 7, 6) и разделена на четыре отдельных параметра:
EnLeftPin: Пин, который управляет левым направлением двигателя
LeftSpeedPin: Пин, который контролирует скорость левого двигателя
EnRightPin: Пин, который контролирует правильное направление двигателя
RightSpeedPin ： Pin, который контролирует правильную скорость двигателя
Обратите внимание: двигатели робота не будут работать без включения этой функции. Кроме того, эта функция должна быть помещена в поле void setup () на вашем эскизе Arduino.
При тестировании движения вашего робота вперед мы могли столкнуться с определенной проблемой: автомобиль начнет дрейфовать, менять направление и не совсем следовать введенному нами коду. Это происходит из-за неправильной пайки проводов двигателя к батареям.
Не волнуйтесь - мы можем исправить это с помощью кода. Используя значения LOW / HIGH, мы можем отрегулировать направление поворота автомобиля.
Как отрегулировать прямое направление для машины-робота?
Чтобы настроить направление вращения двигателей и колес, нам понадобится следующая строка кода:
Robot.Direction (НИЗКИЙ, ВЫСОКИЙ);
Функция выглядит следующим образом:
Robot.Direction (LeftDirection, RightDirection);
Эта функция используется для того, чтобы двигатели двигались в прямом направлении. Функция разделена на два параметра: LeftDirection и RightDirection, которые записаны в коде Arduino как LOW или HIGH.
Ранее мы кратко рассмотрели, как заставить робота Arduino двигаться вперед. Здесь мы будем использовать LOW / HIGH для исправления движения робота. Например, LeftDirection в примере кода установлено как LOW. Но левые колеса машины-робота могут вращаться назад, а не вращаться вперед. Теперь все, что вам нужно сделать, это изменить LeftDirection с LOW на HIGH. Те же методы будут применяться к правым колесам.
Например: в этом примере кода LeftDirection настроен как НИЗКИЙ. Предположим, ваши левые колеса вместо того, чтобы двигаться вперед, как они должны, вместо этого двигаться назад. В этом случае измените конфигурацию LeftDirection с LOW на HIGH. Как только вы измените его на HIGH, загрузите свой код еще раз - вы должны заметить, что левое колесо теперь движется вперед, а не назад. Если эта настройка работает, сделайте то же самое для RightDirection (от LOW до HIGH или наоборот).
После того, как вы успешно отрегулировали направление своего робота Arduino, вы настроены! Поздравляем - теперь вы можете использовать все основные функции робота. Однако прежде чем закончить, стоит кратко обсудить функцию Robot.Speed ().
Возьми гусак по следующей функции:
Robot.Speed (LeftSpeed, RightSpeed);
Эта функция с двумя элементами (LeftSpeed и RightSpeed) используется для установки скорости двигателя. Вы можете написать число от -255 до 255. 255 - максимальное значение, а знак минус - направление.
Эта функция используется для настройки скорости двигателей. Функция разделена на два параметра: LeftSpeed и RightSpeed. Эти параметры записываются в коде Arduino как значение в диапазоне от -255 до 255. 255 - самая быстрая скорость движения вперед; -255 - самая быстрая скорость, движущаяся назад (то есть, назад).
Мы уже настроили скорость робота в части кода void setup (). Теперь мы можем использовать функцию speed () для контроля скорости автомобиля и даже направления вперед / назад.
Посмотрите, можете ли вы понять следующие две строки:
Robot.Speed (255,255);
Robot.Speed (-255, -255);
Первая строка показывает автомобиль, движущийся вперед на полной скорости - если хотите, на полной скорости (да, капитан). Вторая строка показывает автомобиль, движущийся назад (задний ход) на полной скорости.
В этом смысле speed () является незаменимой функцией. Далее мы рассмотрим наш последний раздел: принципы, по которым робот движется и поворачивается.
Как робот движется и поворачивается
Карта ниже показывает некоторые регулярные способы передвижения для машины-робота. Например, если скорость левого направления равна нулю, робот повернет влево, если вы предложите правым колесам некоторую силу для движения вперед.
На следующей диаграмме показан ряд способов, которыми робот Arduino может двигаться и поворачиваться. Например, если скорость левых колес установлена в 0, это заставит правые колеса двигаться вперед - таким образом, робот Arduino повернет влево.
Шаг 19:
Что нужно учитывать: как мы можем заставить вашего робота вращаться по кругу, пока он находится в неподвижном состоянии?
И наконец: если вы хотите, вы можете запустить еще немного кода для проверки и калибровки движения вашего собственного робота. Откройте файл «MotorTest2.ino». Этот код должен помочь вам лучше понять и оценить возможности движения вперед и назад, в дополнение к поворотам влево и вправо. Имея это в виду, положите эти шины на дорогу (или ковер) и дайте нам разорваться!
Поздравляем, теперь вы создали свой первый робот! Он имеет функции BACC, которые могут двигаться вперед, назад, повернуть налево и повернуть направо.
Чувствуете себя возбужденным? В следующих нескольких уроках мы научим вас, как построить более продвинутого робота, который мог бы, например, избегать препятствий и трассы.
