Arduino-робот жук Ringo
Название проекта: Arduino-робот жук Ringo
Платформа: Arduino
Небольшой arduino-проект для начинающих с большими амбициями: с одной стороны, не нужны никакие сложные детали и навыки, с другой — это настоящая мобильная робототехническая платформа, которую можно сделать своими руками.
Для реализации потребуется один день, но проект можно развивать и дорабатывать далее. Не обязательно владеть пайкой, которую многие новички боятся и избегают, в проекте используется бредбоард, и паяльник не нужен.
Программирование является еще одним страхом начинающих, Т.к. это настоящий робот, то, конечно, он имеет программу. Но сначала можно не вникать, а просто найти и скачать готовый код со страницы на GitHub. Это open source проект, программу можно изменять без каких либо ограничений. Возможно, это ваш первый робот и первый урок программирования.
Подготовка
Отлично, если вы знакомы с платформой Arduino. Если нет — не проблема. Построение робота Ringo — отличный способ это исправить. Начните с наших онлайн уроков Arduino для начинающих.
Компоненты, необходимые для разработки робота-жука
Инструменты, которые понадобятся
Необходимые для проекта компоненты: Arduino Uno с кабелем USB, коробочка для одной 9В батареи, батарейка 9В (или аккумулятор 7,2-8,4В), три небольших аналоговых сервоприводов, один инфракрасный (ИК) приемник, мини-бредбоард, соединительные провода, стальная проволока (диаметр 1,5 — 2 мм), 2-3 обычных металлических скрепки. Также пригодятся инструменты.
Как подключить ИК-приемник к Arduino
В проекте используется ИК-приемник и ИК-передатчик (это может быть пульт от вашего телевизора).
Давайте научимся получить команды с ИК-пульта дистанционного управления. Нужно считать и запомнить код сигнала, чтобы позже использовать его для управления роботом.
Возьмите Arduino Uno, бредбоард, соединительные провода и ИК-приемник. Соберите схему как на фотографии.
Подключение ИК-приемника к Arduino UNO
Схема подключения ИК-приемника к Arduino UNO
Эта схема подключения ИК-приемника TSOP2136. Если будете использовать другой приемник — смотрите его спецификацию.
Теперь скачайте пример кода с GitHub. Откройте Arduino IDE и проект /ir_receiver/ir_receiver.ino. Первая строка кода:
Это означает, что скетч использует специальную библиотеку IRremote.h, в которой реализован функционал приема и отправки ИК-сигналов.
IRremote.h не является частью Arduino IDE, ее потребуется установить. Это open source проект с лицензией GNU, поэтому мы можем использовать этот код для своего робота. Откройте Serial Monitor и проверьте скорость передачи. Установите скорость 9600. Возьмите ИК пульт и начните нажимать на кнопки. Если собранная модель работает — вы видите коды в Serial Monitor.
Разные производители — разные коды, также коды могут отличаться для разных моделей ИК-пультов. Чтобы не разбираться в этих кодах и упростить задачу — просто выпишем соответствия кодов, нажатым кнопкам, которые мы будем использовать. Некоторые коды соответствуют повторному нажатию и удержанию кнопки — их не будем использовать.
Наш робот может выполнять 13 команд:
- Двигаться вперед.
- Двигаться Назад.
- Повернуть налево.
- Повернуть направо.
- Движение вперед с левым поворотом.
- Движение вперед с правым поворотом.
- Движение назад с левым поворотом.
- Движение назад с правым поворотом.
- Остановка.
- Установка 1-й скорости (медленная).
- Установка 2-й скорости.
- Установка 3-й скорости.
- Установка 4-й скорости (быстрая).
Выберите кнопки на пульте дистанционного управления для соответствующих команд. Например, кнопки 1-9 для первых девяти команд и цветные кнопки (красная, зеленая, желтая и синяя) — для последних четырех.
Теперь нажимайте соответствующую кнопку и записывайте соответствующие уникальные коды.
Прототип:
Прежде чем приступить к сборке робота, проверим работоспособность железа и программы. Загрузите скетч в микроконтроллер, измените в программе коды в соответствии с таблицей, которую вы составили. Нажимайте на управляющие кнопки пульта, проверьте реагируют ли серводвигатели, все ли работает. Проверьте работоспособность модели не только с питанием по USB, но и с питанием от аккумулятора.
Походка жука
Не все знают как ходят жуки, поэтому несколько слов о походке жуков и алгоритме для подражания. Обычная походка шестиногих жуков — конечности каждой из трех пар ног переставляются в противофазе друг другу, что напоминает «шагающие штативы». Но это не все виды походки жуков, некоторые умеют скакать.
Как мы можем реализовать походку жука? Наш робот имеет три сервопривода. Они установлены в ряд с левой стороны к правой. Левая серво — для левой передней и задних ног. Эти ножки изготовлены в виде одной детали. Правый сервопривод — для правой передней и задних ног. И центральный сервопривод — для средних ног.
Видео, демонстрирующее как это работает:
Монтаж
Чтобы прикрепить батарейный отсек к плате возьмем скрепку и сделаем кронштейн. Все остальные компоненты мы установим на Arduino Uno: сервоприводы, мини-бредбоард.
Распечатайте трафарет (скачать здесь). Возьмите линейку и проверьте длину линий. Если длина не совпадает нужно перед распечаткой поменять настройки в программе просмотра PDF-файлов.
Разогните скрепку, а затем согните ее по трафарету. Подключите булавку-кронштейн к цифровым пинам 9 и 12. Клеем приклейте кронштейн к нижней стороне держателя батареи. Не беспокойтесь о замыкании контактов 9 и 12. Это безопасно, т.к. мы не будем использовать их в скетче.
Рекомендуется использовать бредбоард как можно меньшего размера. Опытным путем автор проекта определи, что размер 5*10 пинов оптимален. Такой бредбоард можно либо купить готовый, либо обрезать от макетной платы кусок нужного размера.
Сервоприводы нужно подготовить — убрать наклейки, т.к. мы будем их склеивать, и отрезать монтажные петли, они занимают слишком много места. Сервоприводы бывают очень хрупкие.
Возьмите один сервопривод и приклейте его на верхней части держателя батареи. Постарайтесь расположить серво так же, как на фотографиях. Обратите внимание, нужно оставить некоторое пространство для миниатюрного бредбоард рядом с сервоприводом. Приклейте сервоприводы к держателю батареи.
Установите макетную плату. Обратите внимание, что ИК-приемник должен быть направлен вверх. Теперь включите выключатель на держателе батареи, попробуйте управлять роботом с ИК-пульта и убедитесь, что все работает.
Как насчет ног?
Автор проекта сделал трафареты, чтобы помочь подобрать размер и форму ног робота-жука. Распечатайте их и проверьте масштаб. Один трафарет для левой и правой фронтальных задних ног, другой трафарет — для средних. Приклейте ноги к серводвигателям. Кажется, все готово!
Этот Arduino-проект для начинающих можно развивать далее. Можно изменить внешний вид и изменить код. Роботу-жуку пригодятся различные датчики, крошечная веб-камера, Bluetooth-адаптер и ваша фантазия!
И чтобы вам не забывался этот проект, arduiono-жуки решили станцевать и спеть песню:
Использованные компоненты: плата arduino, три небольших аналоговых сервоприводов, стальная проволока (диаметр 1,5 — 2 мм), 2-3 обычных металлических скрепки, ИК-приемник, мини-бредбоард, стальная проволока (диаметр 1,5 — 2 мм), 2-3 обычных металлических скрепки
Возможно вас также заинтересует готовый робот-жук.
Источник
Жук робот
Жук робот – очень простой и эффективный робот, которому не нужны электрические компоненты чтобы избегать препятствий на своем пути. Он использует два микро-переключателя, чтобы избежать столкновения с препятствием или освободиться. В нем нет интегральной микросхемы, транзистора, резистора, конденсатора и т.д. Собрать его будет очень просто и дешево!
Основой модификации является перекрестная антенна. Если она у вас есть, то препятствия вроде ножки стула не будут представлять для робота никакой трудности. Робот сможет обойти ее. В предыдущей модификации данной модели использовалась антенна формы V, и ножка стула могла попасться как раз в ее середину. В этой ситуацию роботу было сложно выбраться.
Перекрестная антенна так же проста при сборке робота. Переключатели находятся ближе друг к другу, и это помогает паять проволоку.
Вот вам наглядная видео-инструкция про робота-жука и его устройство:
Вот что нам нужно, чтобы построить такого робота-жука:
2 х 1,5V мотор
2 х SPDT (однополюсный с двумя направлениями) переключатели с металлическим рычагом
2 х АА или ААА батарейки
2 х концевых зажима
1 х пластмассовая или деревянная бусина
1 х 2,5 см х 7,5 см кусочек металла или алюминия
1 х тумблер для вкл/выкл
Скрепки большие и маленькие
60 см проволоки размера 0,5-0,6 мм
Термоусадочная пластиковая трубочка, которая будет соответствовать валу двигателя, и также трубочки, которая будет соответствовать соединителю.
Изоляционная лента и бумажный скотч.
Детали для оболочки жука:
Круглая пластиковая крышка для туловища робота
Краска-спрей (любой цвет)
Прозрачный лак
Авто шпатлевка или эпоксидный клей
2 х маленьких магнита для туловища.
Нужен мотор на 1,5 Вольта (не 3 и не 12 Вольт!) Для каждого мотора будет нужна АА батарейка. Если мотор будет более мощный, батарейка быстро разрядится. Мотор можно взять из маленькой машинки или вентилятора.
Было бы неплохо иметь при себе:
1 х защитные очки
1 х паяльник
1 х клеевой пистолет
1 х инструмент для зачистки проводов
1 х кусачки
1 х ножницы, нож и т.д.
Перед тем, как приступить к работе, прочтите внимательно всю пошаговую инструкцию!
Микро-переключатель для робота должен быть очень чувствительным! Можно найти его, разбирая старые железки.
Прикрепляем переключатели к держателю батарей. Нужно перекрестить антенны, чтобы наш робот не мог застрять в ножке стула. Склейте их так, как показано на картинке. Горячий клей подойдет.
Вам нужны шины, без них далеко не уедешь! Наденьте термоусадочные пластиковые трубочки на вал двигателя, и используйте тепловой пистолет или паяльник.
Мы сделаем крепление для двигателя, вместо того, чтобы просто приклеить двигатель к держателю батареек. Это будет выглядеть более профессионально!
Берем нашу металлическую или алюминиевую пластину, отрежьте ее края до размеров примерно 2,5 см на 7,5 см ножницами по металлу.
Прикрепите мотор к готовому креплению, как показано на картинках. Будьте внимательны с правильным размещением + и -!
Крепление двигателя к держателю батареек. Просто склейте их, как показано на картинках.
Не совершайте ошибок:
— не используйте для этого эпоксидную смолу, иначе потом вы не сможете разобрать жука, если захотите,
— передняя часть робота слишком тяжелая и жук опрокидывается вперед. Чтобы этого не случилось, попытайтесь прикрепить держатель к передней части, а не к середине. Или прикрепите какой-нибудь груз к задней части робота.
Возьмите скрепку и деревянную бусину. Такую бусину можно позаимствовать из старых бус. И совсем не обязательно она должна быть абсолютно ровно круглой.
Приклейте скрепку к держателю батареек. Постарайтесь сделать это хорошо, а не так, как показано у меня на картинке!
Паяем переключатели так, как показано на картинках. Я использовал также скрепку для их соединения. Я обмотал алюминиевую пластину черной изолентой – с ней фотографии получились лучше!
Нужно припаять провод между двигателями.
В АА/ААА батарейках – 2 провода, дающие 3 Вольта. Нам же нужно только 1,5 Вольта для обоих двигателей.
Как мы можем уменьшить мощность вполовину? Очень просто, нужно припаять провод так, как показано на картинке.
Но нужно быть очень осторожным, т.к. при припаивании можно расплавить пластиковый держатель батареек!
Теперь надо подключить электричество к роботу. На держателе батареек есть красный (+) и черный (-) провод. Надо припаять провода, как на картинке, и можно тестировать!
Вставьте батарейки, включите оба двигателя. Нажав на левый переключатель, вы включите левый двигатель. Нажав на правый – включите правый двигатель.
Возьмите концевые зажимы и уберите пластмассовые части. Возьмите плоскогубцы и прижмите плотно к металлическому лепестку микро-переключателя.
Используйте скрепки, чтобы сделать антенны, сенсоры жука робота. Надо припаять антенны к туловищу. Я добавил термоусадочную пластиковую трубочку поверх спайки для лучшего крепления. Зажмите антенну в металлическом зажиме переключателя. Робот готов! Теперь надо придать ему более эстетичный вид.
Робот должен двигаться и избегать препятствий. Чтобы остановить робота, нужно вынуть батарейки. Чтобы вам не надоело постоянно этим заниматься, добавьте еще один дополнительный переключатель. Посмотрите на картинки, и вам станет понятно, как это сделать!
Чтобы изготовить панцирь жука, возьмите любой пластиковый контейнер. Вырежьте в нем отверстие для двигателя и переключателей.
Чтобы сделать поверхность крышки более ровной, я использовал шпатлевку. Будьте осторожны, она очень быстро сохнет. Можно также использовать эпоксидную смолу.
Теперь мы покрасим нашего жука. Я покрасил в черный цвет. Нанесите два слоя и дайте им высохнуть. Теперь наклейте круги, вырезанные из бумажного скотча. Я использовал монетку, чтобы круги получились ровными.
Заключительная стадия – нанесите несколько слоев краски спреем (красная в нашем случае). Удалите бумажные круги.
Теперь нужно приклеить панцирь к держателю батареек, можно использовать магниты. Можно так же покрасить антенны в черный цвет.
Источник