Arduino Combat роботын хямд хяналт: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

АНУ -д байлдааны ботууд болон Их Британид роботын дайнууд дахин сэргэсэн нь байлдааны робот техникт дурлах сэтгэлийг минь сэргээсэн юм. Тиймээс би дотоодын бот бүтээгчдийг олоод шууд шумбаж эхлэв.

Бид Их Британийн шоргоолжны жингийн жинд (150 грамм жингийн хязгаар) тулалддаг бөгөөд би RC тоног төхөөрөмжөөр тоноглогдсон бот бүтээх уламжлалт аргыг хурдан ойлгосон: үнэтэй RC дамжуулагч, том хэмжээтэй эсвэл үнэтэй хүлээн авагч, шидэт хайрцаг болох ESCs (электрон хурд хянагч). Энэ нь ийм хэмжээтэй ботод шаардагдахаас хамаагүй илүү гүйдэлтэй ажиллах чадвартай.

Өмнө нь Arduino -ийг ашигласнаар би өөр зүйл хийхийг оролдож, байлдааны хууль эрх зүйн дохио хүлээн авч, хоёр хөтлөгчтэй моторыг 5 доллар орчим доллараар хянадаг Arduino системийн зорилго тавихыг хүсч байсан.

Энэ зорилгодоо хүрэхийн тулд би энэхүү RC машиныг зааварчилгаа өгч, хүлээн авагчийн жин/зардлыг бууруулж, 4 ширхэг ХОУХД-ийн дохиог үүсгэж хямд h-bridge чип ажиллуулах болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь Arduino хяналтын систем дээр төвлөрөх болно, гэхдээ би шинэ хүмүүст анхны ботоо бүтээхэд туслах нэмэлт мэдээлэл оруулах болно

Татгалзах:

Жижиг хэмжээний байлдааны робот барих/тулалдах нь аюултай байж болзошгүй тул та өөрийн эрсдэлийг хүлээх хэрэгтэй

Алхам 1: Танд хэрэгтэй зүйл

Материал:

Хяналтын системийн хувьд:

• 1x Arduino pro mini 5v (1.70 доллар)
• 1x nRF24L01 модуль ($ 1.14)
• 1x 3.3v зохицуулагч модуль (0.32 доллар)
• 1х хос h-bridge модуль* ($ 0.90)

Үлдсэн шаантаг ботын хувьд:

• 2х бичил арааны мотор ** (хямд хувилбар, найдвартай хувилбар)
• 1x2s лити полимер батерей
• 1х баланс цэнэглэгч
• 1х липо цэнэглэх уут
• 1х унтраалга
• 1х зай холбогч
• misc утас (би хэвтэж байсан Arduino холбогч утас ашигладаг байсан)
• жижиг эрэг
• (заавал биш) эпокси
• (заавал биш) Хөнгөн цагаан (зөөлөн ундааны савнаас)
• (заавал биш) нэмэлт LED

Үндсэн хянагчийн хувьд:

• 1x Arduino pro mini 5v
• 1x nRF24L01 модуль
• 1x 3.3V зохицуулагч модуль
• 1x Arduino-джойстик

Хэрэгсэл:

• Шургуулагч
• Гагнуурын төмөр
• Бахө
• 3d принтер (заавал биш, гэхдээ энэ нь амьдралыг хөнгөвчилдөг)

*h-bridge модулийг харахдаа 4 дохионы оролт бүхий модулийг хажуу тийш нь хайгаарай, ингэснээр дараа нь Arduino-д холбоход хялбар болно.

** Моторын хурдыг сонгох талаархи зарим зөвлөмжийг авахын тулд эцсийн алхамыг үзээрэй

Алхам 2: Явах эд анги хэвлэх

Хяналтын системийг эхлүүлэхийн өмнө бүтээх ботын загварыг анхаарч үзээрэй. Зэвсэглэлээс бот зохион бүтээх нь хамгийн сайн арга юм. Эхлэгчдэд би үндсэн шаантагнаас эхлүүлэхийг санал болгож байна, тэд бат бөх байхаар бүтээгдсэн бөгөөд өрсөлдөгчөө замаас нь холдуулж, анхны тулаанд чинь сүйрэх магадлал багатай гэсэн үг юм. Идэвхтэй зэвсгийн талаар санаа зовох хэрэггүй.

Би хуягласан болон зэвсэггүй аль алинд нь туршиж үзсэн "Бага зэрэг бүдүүлэг" шаантаг бот зохион бүтээсэн. Энэ бол анхны сайн бот бөгөөд хэвлэхэд хялбар бөгөөд 8 боолтоор нийлүүлж болно. Өөр дээд загварыг Thingiverse дээрээс үзээрэй

Хэрэв та 3d принтер эзэмшдэггүй бол орон нутгийн номын сан, хакерууд эсвэл үйлдвэрлэгчийн орон зайг туршиж үзээрэй

Нэмэлт хуяг дуулга нэмэхэд принтерээс шинээр гаргахад хялбар, шаантаг, зөөлөн ундааг хөнгөн цагаанаар хийж, зүлгүүрээр нунтаглаж, элсэн тоосыг арилгаж, хуванцар болон хөнгөн цагааны аль алинд нь эпокси түрхэж, хавчаар эсвэл резинэн туузаар барь. 12-24 цагийн турш

Би 3d хэвлэсэн төв дээр боловсролын роботын иж бүрдэлээс резинэн дугуй ашиглаж байсан тул одоогоор нийтийн дугуйны загвар байхгүй байна. Ирэх хэдэн долоо хоногт би O-цагиргийг атгах зориулалттай зангилааны дизайн хийх болно. Дугуйнууд дууссаны дараа би энэ хуудас болон Thingiverse хуудсыг шинэчлэх болно

Алхам 3: H-гүүрийг бэлтгэ

Өөр өөр h-bridge хөдөлгүүрийн драйверууд өөр өөр тохируулгатай байдаг боловч эхний жагсаалтад холбогдсон модуль нь гаралтын хувьд 2 терминал блоктой ирдэг. Эдгээр терминал блокууд нь хүнд, том хэмжээтэй тул тэдгээрийг арилгах нь дээр.

Үүнийг хийх хамгийн хялбар арга бол хоёр дэвсгэрийг нэгэн зэрэг гагнуурын төмрөөр халааж, хавчаараар блокуудыг сайтар хөдөлгөнө.

Үргэлжлүүлэхээсээ өмнө тохиргооныхоо моторыг солих боломжтой эсэхээ шийдээрэй. Хэрэв тийм бол Arduino холбогч кабелийг модулийн гаралт руу гагнах боломжтой бол эсрэг талын кабелийг мотор руу гагнаж, шаардлагатай бол зөөврийн болгож болно.

Алхам 4: Модулийг холбох

Модулийн утсыг 3 өөр аргаар хийж болох тул дизайны алхам нь маш чухал юм. Зэвсгийн сонголт нь ботын хэлбэр, утас сонгоход нөлөөлнө.

3 сонголт нь:

1. Сул утас (хөнгөн жинтэй боловч илүү эмзэг) (зураг 1)
2. Perfboard (1 -ээс хүнд, гэхдээ илүү том ул мөртэй, илүү бат бөх) (зураг 2)
3. Захиалгат хэлхээний самбар (1 -ээс илүү жинтэй боловч жижигхэн талбайтай бат бөх) хавтангийн загварыг хавсаргасан болно (зураг 3)

хийсэн сонголтоос үл хамааран бодит холболтууд ижил байна.

Дараах холболтыг хоёр удаа хий (хянагчийн хувьд нэг удаа, хүлээн авагчийн хувьд нэг удаа)

nRF24L01 (зүү дугаарлах зураг 4 **):

• Зүү 1 -> GND
• Pin 2 -> 3.3v модулийн зүү
• Зүү 3 -> Arduino зүү 9
• 4 -р зүү -> Arduino зүү 10
• 5 -р зүү -> Arduino pin 13
• Зүү 6 -> Arduino зүү 11
• Зүү 7 -> Arduino зүү 12

3.3V модуль:

• Вин пин -> Vcc*
• Гарах зүү -> 2 nRF зүү (дээрх шиг)
• GND зүү -> GND

Ардуино:

• Зүү 9-13 -> дээрх шиг nRF руу холбогдоно уу
• Түүхий -> Vcc*
• GND -> GND

Хянагч ба хүлээн авагчийг ялгахын тулд дараах холболтуудыг нэг удаа хий

Хянагчийн хувьд:

Joystick:

• +5v -> Arduino 5v
• vrx -> Arduino pin A2
• vry -> Arduino pin A3
• GND -> GND

Хүлээн авагчийн хувьд:

h-bridge модуль:

• Vcc -> Vcc*
• B -IB -> Arduino зүү 2
• B -IA -> Arduino pin 3
• A -IB -> Arduino pin 4
• A -IA -> Arduino pin 5
• GND -> GND

Vcc ба GND -ийн тээглүүрийг утсаар сольж, дараа нь самбарыг доош нь эргүүлж, тээглүүрийг Arduino руу шууд гагнах замаар үүнийг хийх нь хамгийн хялбар бөгөөд ингэснээр гагнуурыг хялбарчилж, мотор жолоочийн найдвартай бэхэлгээг бий болгоно.

*байлдааны роботыг хууль ёсны болгохын тулд зай болон хэлхээний хооронд тусгаарлах цэг (унтраалга эсвэл зөөврийн холбоос) оруулах ёстой. Энэ нь батерейны эерэг хүчийг унтраалгатай холбож, дараа нь унтраалга Vcc -д холбогдсон байх ёстой гэсэн үг юм

** https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo дээрх зураг нь nRF24L01 модулийн маш сайн эх сурвалж юм.

Алхам 5: Хянагчийг тохируулах

Бүх зүйл холбогдсоны дараа тодорхой код авах болно.

Хянагчаас эхлээд яг холбогдсон джойстик дамжуулагч кодтой ажиллах эсэхийг баталгаажуулахын тулд зарим потенциометрийн утгыг авах шаардлагатай.

"JoystickTestVals2" кодыг ачаална уу. Энэ кодыг потенциометрийн утгыг уншиж, цуваагаар харуулахад ашигладаг

Код ажиллаж байгаа бөгөөд "UP" утгыг хараад цуваа цонх нээгдэж, джойстикийг бүрэн урагшлуулах байрлал руу түлхсэн тохиолдолд "UP" утга нь хэд хэдэн том тоонуудын хооронд шилжих бөгөөд хамгийн жижиг утгыг нь сонгоно уу., Үүнээс 10 -ыг хасаад (энэ нь саваа бүхэлд нь түлхэх нь бүрэн хүчийг өгөх болно) "Дээд Макс" гэж бичээд джойстикийг төв рүү буцааж оруулах боломжийг олгоно. Одоо харсан хамгийн том утгыг сонгоод 20 -ийг нэмж "UpRestMax" гэж бичээрэй. "UpMin" ба "UpRestMin" гэж бичсэн утгуудыг нэмэх/хасах замаар буцааж буулгах замаар процедурыг давтана уу.

Саваа баруун тийш нь түлхэж, "SideMax", дараа нь "SideRestMax" -ийг арагш нь буулгаж, зүүн тийш "SideMin" ба "SideRestMin" -ийг бичихээс эхлээд бүх үйл явцыг зүүн ба баруун тийш давтана.

Эдгээр утгууд нь маш чухал бөгөөд ялангуяа "Амрах" гэсэн үгийг агуулсан бүх утгууд. Эдгээр утгууд нь модны төв хэсэгт "үхсэн бүс" -ийг бий болгодог бөгөөд ингэснээр саваа голд нь амарч байх үед бот хөдлөхгүй бөгөөд саваа төвд байрлуулах үед утгууд нь "restMin" болон "restMax" хооронд байх ёстой гэдгийг анхаарна уу. хоёр тэнхлэгийн хувьд

Алхам 6: Код

Өгөгдсөн код нь зэвсгийн pwm-ийн утгыг илгээх боломжийг олгодог бүтэцтэй үндсэн шаантаг-ботын хувьд бүх зүйлийг хийдэг.

Шаардлагатай номын сан:

• nRF24L01 Номын сан эндээс: GitHub
• Эндээс PWM програм хангамж: Google код

Хянагчаа тохируулна уу:

txMix кодыг нээж, модны хязгаарын утгыг сүүлийн алхам дээр бичсэн утга болгон өөрчилнө үү. Энэ нь код нь таны joystick -т зөв хариу үйлдэл үзүүлэх болно (Зураг 1)

Хоолойг тохируулах:

Таны арга хэмжээнд өөр хэн нэгэнд хөндлөнгөөс оролцохгүй байхын тулд радио дамжуулах хоолойг солих шаардлагатай болно. Энэ нь үнэн хэрэгтээ танигч бөгөөд хүлээн авагч нь зөвхөн зөв хоолойн дохион дээр ажилладаг тул хоёр код дээрх хоолойг ижил зүйл болгон өөрчлөх хэрэгтэй.

Зураг дээр хоолойн 2 зургаан өнцөгт цифрийг тодруулсан болно. Эдгээр нь хоолойг тохируулахын тулд өөрчлөх шаардлагатай хоёр оронтой тоо юм. "E1" -г өөр 2 оронтой зургаан өнцөгт болгон өөрчилж, үүнийг тэмдэглээрэй.

Байршуулах:

• txMix хянагч руу
• хүлээн авагчийн модульд хүлээн авах

Код дуусах:

txMix:

Код нь джойстик байрлалд "UP" болон "хажуугийн" утга гэж уншдаг. Эдгээр утгууд нь хамгийн их зөөгч байрлалд бүрэн хүчийг өгөхийн тулд өгсөн хамгийн их утга дээр үндэслэн хязгаарлагддаг.

Дараа нь тэгийг илгээгээгүй тохиолдолд саваа төвийг сахисан байрлалаас гарсан эсэхийг шалгахын тулд эдгээр утгыг шалгана.

Дараа нь утгыг тус тусад нь хоёр хувьсагч болгон холино, нэг нь зүүн хөдөлгүүрийн хурд, нөгөө нь баруун хөдөлгүүрийн хурд. Эдгээр хувьсагчуудад холих ажлыг хөнгөвчилдөг тул хөдөлгүүр нь арагшаа явж байгааг харуулахын тулд сөрөг утгыг ашигладаг.

Дараа нь зүүн ба баруун хурдны утгыг pwm гэсэн дөрвөн утгаар хуваадаг бөгөөд тус бүр нь нэг юм: мотор баруун урагш, мотор зүүн урагш, мотор баруун хойш, мотор зүүн хойш.

Дараа нь pwm -ийн дөрвөн утгыг хүлээн авагч руу илгээдэг.

хүлээн авах:

Зүгээр л хянагчаас дохио хүлээн аваад, дохио нь нэг хөдөлгүүр дээр урагш, урагшаа pwm утгыг агуулаагүй эсэхийг шалгаад дараа нь pwm -ийг хэрэглэнэ.

Хянагчаас дохио аваагүй тохиолдолд хүлээн авагч нь моторын сейфийг унтраадаг

Алхам 7: Үүнийг бүгдийг нь боож боох

Хөдөлгүүрийг гагнах холбогч эсвэл моторыг шууд гүүр рүү гагнах. (Би мотороо буруу холбосон бол залгуурыг нь солихын тулд холбогчийг илүүд үздэг)

Батерейны холбогчоос шилжүүлэгчийн дунд зүү, шилжүүлэгчийн гадна талын нэг зүүг холбосон модулиудын VC руу холбоно.

Батерейны холбогчоос холбогдсон модулиудын GND руу сөрөг утсыг гагнана.

(Заавал биш) Vcc ба GND хоёрын хооронд нэмэлт LED нэмж оруулах. Бүх байлдааны роботуудад гэрэл асаалттай байх шаардлагатай бөгөөд систем нь хүч чадалтай байх ёстой бөгөөд энэ систем нь Arduino, 3.3v модуль, h-гүүр дээрх LED хэсгүүдээс хамаарч дор хаяж нэгийг нь гаднаас нь харж болно. bot энэ дүрмийг хангаж байна. Энэхүү дүрмийг дагаж мөрдөхийн тулд гадаад LED -ийг ашиглан гадаад төрхийг өөрчилж болно

Бага зэрэг бүдүүлэг нь боолт хийх, моторыг эхлээд бэхлэх, электроникийг нэмэх, дараа нь тагийг нь боолт хийх, бага хэмжээний хилэн нь унтраалгыг таг руу барихад тусална.

Зохион бүтээх, хэвлэх ажлыг хянагч өөрөө хариуцна. Туршилтын хувьд би Жеймс Брутоны BB8 V3 хянагчаас өөрчилсөн хавсаргасан хянагчийг ашиглаж байсан.

Алхам 8: Роботын байлдааны дүрмийн тухай үг

Өөр өөр улс, муж, бүлгүүд өөр өөр дүрмээр роботын тулааны тэмцээн зохион байгуулдаг.

Би энэ системийг бүтээсэн бөгөөд RC системд хамаарах гол дүрмийг баримтлахдаа аль болох ерөнхий байхын тулд үүнийг бичжээ (ялангуяа систем нь 2.4 ГГц дижитал байх ёстой бөгөөд зай тусгаарлах цэгтэй байх ёстой). Энэ системийг ажиллуулах эсвэл өөрийн анхны bot -ийг зохион бүтээхийн тулд орон нутгийнхаа бүлэгтэй холбоо барьж, дүрмийнхээ хуулбарыг авах нь дээр.

Танай орон нутгийн бүлгийн ажиллуулдаг дүрэм бол туйлын дүрэм бөгөөд бүлгийнхээ дүрмийн талаар миний хэлсэн үгийг битгий хүлээн аваарай.

Энэхүү Arduino систем нь олон нийтийн хувьд шинэ зүйл тул та үүнийг арга хэмжээнд ашиглахаасаа өмнө туршиж үзэхийг хүсэх болно. Би энэ системийг стандарт RC тоног төхөөрөмжтэй, өөр ямар ч хөндлөнгийн оролцоогүйгээр өөрийн биеэр давтан туршиж үзсэн тул энэ нь ямар ч туршилтыг давах ёстой боловч танай орон нутгийн арга хэмжээг зохион байгуулагчид шийдвэрээ хүндэтгэж, эцсийн үгээ хэлнэ. Хэрэв тэд үүнийг ашиглахаас татгалзсан бол түүнтэй тулалдах боломжтой зээлийн бот байгаа эсэхийг асуугаарай, эсвэл яагаад татгалзсан талаар тодруулга асууж, дараагийн үйл явдлын асуудлыг шийдэхийг оролдоорой.

Алхам 9: Моторын талаархи нэмэлт мэдээлэл

Шоргоолжны ангилалд ашигладаг бичил арааны мотор нь маш олон тооны хурдтай байдаг бөгөөд RPM эсвэл Gear харьцаагаар тэмдэглэгдсэн байдаг. Бараг хөрвүүлэлтийг доор харуулав.

Ихэнх роботууд 75: 1 -ээс 30: 1 -ийн хооронд мотор ашигладаг (10: 1 -ийг ашиглахаас бусад тохиолдолд). Том ээрэх зэвсэг бүхий роботууд нь 75: 1 хөдөлгүүрийг удаашруулж, удаан хурд нь илүү хяналт тавих боломжийг олгодог. Ухаалаг шаантаг, өргөгч, сэрвээ нь 30: 1 харьцаагаар чадварлаг жолоочийн гарт байдаг. Би системд дасаж, жолоодохын тулд эхний хэдэн тулаанд 50: 1 мотор хийхийг зөвлөж байна

• 12V 2000 RPM (эсвэл 6V 1000RPM) -> 30: 1
• 6V 300RPM -> 50: 1

Алхам 10: Шинэчлэлт ба сайжруулалт

Би энэ "ible" -ийг нийтэлснээс хойш хэдэн жил өнгөрч байгаа бөгөөд би энэ системийн талаар маш их зүйлийг сурч мэдсэн болохоор энд шинэчлэх цаг нь болсон. Хамгийн чухал зүйл бол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сонголт юм, анхны бүрэлдэхүүн хэсгүүд харьцангуй сайн ажилладаг боловч заримдаа байлдааны явцад бүтэлгүйтдэг. Хоёр том гэмт хэрэгтэн бол H-Bridge ба nrf24l01 модуль юм. Эдгээрийг дараахь аргаар засах боломжтой.

• 0.5A H гүүрийг 1.5A H гүүр болгон сайжруулж, 1.5A H-гүүр
• Nrf24l01 модулийг бүрэн SMD дизайн болгон сайжруулах: Ухаалаг NRF24l01 -ийг нээнэ үү.

Шинэ бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шинэчлэхийн зэрэгцээ би RX -ийг нягтруулж, TX -д илүү олон функц нэмэхэд туслах зарим шинэ ПХБ -ийг зохион бүтээсэн.

Надад кодын зарим өөрчлөлтүүд ирж байгаа тул эдгээрийг анхаарч үзээрэй