ARCA (Алсын удирдлагатай гайхалтай Android): 4 алхам (зурагтай)

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

Энэхүү зааварчилгааг Өмнөд Флоридагийн их сургуулийн Макекурсын төслийн шаардлагыг биелүүлэх зорилгоор бүтээсэн болно (www.makecourse.com).

ARCA бол алсын удирдлагатай гайхалтай Android бөгөөд үүнийг бүтээх, тоглоход үнэхээр хөгжилтэй байдаг. Энэхүү төслийн зорилго нь дур булаам, ажиллагаатай роботыг бүтээх замаар хэний ч ойлгож, холбож болох зүйлийг бүтээх явдал байв.

Робот нь 8 -аас 8 -ийн LED матриц дээр янз бүрийн сэтгэл хөдлөлийг харуулдаг бөгөөд эдгээр сэтгэл хөдлөлүүд нь баяр баясгалан, унтах, хайрлах, уурлах, тэнэглэх, дээш, зүүн, баруун тийш харах зэрэг орно. Робот нь мөн RC машин шиг ажилладаг бөгөөд урагшаа явж, зүүн эсвэл баруун тийш эргэх боломжтой. Робот нь хоёр дугуйны моторыг идэвхжүүлж, баруун моторыг эргүүлээд зүүн тийш эргэж, зүүн мотороо эргүүлээд баруун тийш эргэдэг. Загвар нь маш энгийн боловч энэ нь зүгээр л ажилладаг бөгөөд би зүрх сэтгэлдээ програмист хүн тул Arduino -ийн програмчлалд онцгой анхаарал хандуулахыг хүсч байсан.

Энэхүү гарын авлагад ашигласан бүх файлуудын хамгийн сүүлийн хувилбарыг миний Github ARCA репозитороос олж болно.

Алхам 1: Эд ангиудын жагсаалт ба 3D хэвлэх

Энэхүү төслийн эд ангиудыг 3D хэлбэрээр хэвлэх эсвэл онлайнаар худалдаж авах боломжтой. Чуулганы талаар бодож байхдаа би үр ашгийн түлхүүрийг бий болгохыг хүсч, мөн дугуйг дахин бүтээхгүй байхыг хичээсэн. Энэхүү төсөлд ашигладаг 3D принтер нь Makerbot репликатор байсан бөгөөд хэрэв та өөрийн 3D хэвлэмэл минийхтэй нийцэж байгаа эсэхийг шалгахыг хүсвэл энэ принтерийг ашиглаарай.

Бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

• Дугуй ба гарны хажуу талд нүхтэй хайрцаг
• Арын дугуйны нүхтэй, IR мэдрэгчийн нүхтэй хайрцагны таг
• Зүүн гар
• Баруун гар
• Хоёр арын дугуйны тэнхлэг
• тагийг тэнхлэгт холбох хоёр тэнхлэг холбогч
• 4 дугуй (моторыг мөн энэ линкэд оруулсан болно)
• Жижиг эрэг (моторт тохирох)

Цахилгаан эд анги

• Ардуино Уно
• Жижиг талхны хавтан (би Arduino иж бүрдэл худалдаж авсан бөгөөд энэ нь дагалдаж ирсэн)
• MCU удирдлагатай хоёр MAX7219 улаан цэгийн матриц
• Хэт улаан туяаны хүлээн авагч ба алсын удирдлага
• Хоёр TIP 120 транзистор
• Утас холбох (би эрэгтэй, эмэгтэй утсыг маш их ашигладаг байсан бөгөөд богино утаснаас урт утас авахыг зөвлөж байна)
• нэг 220 ом эсэргүүцэл
• Хоёр арааны мотор
• USB холболттой цахилгаан багц (гар утсанд ашигладаг зөөврийн төхөөрөмж)

Алхам 2: угсрах

Бүтцийн угсралт

3D хэвлэсэн эд ангиудыг цэвэрлэх шаардлагатай байж магадгүй тул би үүнийг нарийн ширхэгтэй нунтаглаж, ацетон (хумсны будаг арилгагч) ашиглан 3D хэвлэх явцад ашигласан цавууны үлдэгдлийг арилгахыг зөвлөж байна. Зарим хэсгүүд нь төгс тохирохгүй байж магадгүй тул би тэнхлэгээ төгс дугуй хэлбэртэй болгож, нүхээр сайтар тааруулах шаардлагатай байсан.

Дугуйд бага зэрэг тохируулга хийх шаардлагатай бөгөөд арын тэнхлэгийн хэмжээ, урд талын боолтыг илүү нарийвчлалтай өрөмдөх шаардлагатай байв. Дугуйны нүхийг өрөмдөхийн тулд 6 мм -ийн өрөмдлөгийн тусламжтайгаар дугуйны том нүхийг гаргаж аваарай.

Энэхүү угсралтын хувьд би олон төрлийн цавуу хэрэглэсэн боловч удаан хугацаагаар хатсан ч шингэн бетон (загварчлалын цавуу) нь барихад хамгийн тохиромжтой болохыг олж мэдсэн боловч эмх замбараагүй байсан ч түргэн хатааж, сайн барихад хамгийн тохиромжтой нь эпокси юм.

Чуулганы үлдсэн хэсэг нь урагшаа чиглэсэн байна.

1. Эпокси ашиглан битүүмжлэхийн тулд тэнхлэг эзэмшигчийг хайрцгийн тагны ар талд бэхлээрэй
2. Тэнхлэг эзэмшигчидээр тэнхлэгээ гүйлгэнэ
3. Шингэн бетон ашиглан дугуйг тэнхлэгт наа
4. Гараа дээд цооногоор дамжуулж, эпокси ашиглан гар эзэмшигчид наа
5. Хайрцагны тагийг хайрцаг руу шургуул
6. Дугуй байгаа хайрцгийн доод хэсэгт цахилгаан соронзон хальс ашиглана уу

Цахилгаан угсралт

Урд дугуй нь моторт шууд залгагддаг бөгөөд хөдөлгүүрийн жижиг шураг ашиглан роботын тал тус бүрийн нүх рүү ороход хангалттай урт болгох хэрэгтэй. Хөдөлгүүрийн эргэдэг бэхэлгээнд жижиг нүх байх ёстой бөгөөд та боолтыг шургуулж, боолтыг хайрцгийн нүхээр түлхсэний дараа дугуйны толгойг дугуй руу нааж болно.

Талхны тавцангийн минь ар талд наалдамхай дэвсгэр байсан боловч хэрэв та үүнийг хийхгүй бол цахилгаан соронзон хальсны тусламжтайгаар наана. Цахилгаан соронзон хальсыг аюулгүй байдлын үүднээс самбар дээр байхгүй цахилгаан эд ангиудыг бэхлэхэд ашигласан. LED дэлгэцтэй MCU -ийг цахилгаан соронзон хальсны тусламжтайгаар нүдний залгуурт холбосон бөгөөд моторыг цахилгаан соронзон хальсны тусламжтайгаар нүхний ойролцоо бэхэлсэн байв. Би үүнийг үл үзэгдэх болгохын тулд улаан цахилгаан соронзон хальс ашигласан бөгөөд таны ARCA хувилбартай төстэй өнгөтэй цахилгаан соронзон хальс ашиглахыг зөвлөж байна.

Талх, тээглүүрийг энэ Fritzing зураг шиг тохируулсан болно. Хэрэв та ARCA -г тохируулахын тулд энэ диаграмыг нэмж оруулахыг хүсч байвал Fritzing файлыг миний Github репозиторид татаж аваад өөрийн хүссэн хэмжээнд засварлах боломжтой.

Би утаснуудаа араа моторын гогцоонд холбож, гогцоонуудын эргэн тойронд утсыг нугалж бэхэлсэн. Хэрэв та гагнуурын төмрийг ашиглах боломжтой бол эдгээр холболтыг гагнах нь илүү дээр байх болно, гэхдээ хэрэв танд байхгүй бол энэ нь хялбар шийдэл юм.

Цахилгаан багц нь таны програмыг татаж авахын тулд Arduino -ийг компьютерт холбоход зориулагдсан ижил утсанд залгагдсан бөгөөд энэ нь робот дээр сул байгаа тул амархан салгаж, цэнэглэх боломжтой болно.

Алхам 3: Програмчлал

Миний кодтой яг адилхан ажиллахын тулд та өөрийн ARCA -д байршуулж болох код энд байна, кодыг ашиглахын тулд танд дараах хоёр номын сан хэрэгтэй болно.

Ойлгомжтой, өөрчлөн тохируулах үүднээс би кодоо танд танилцуулах болно. Хэрэв та роботыг өөрчилж чадахгүй байгаа эсвэл сэтгэл хөдлөлөө өөрчлөх төлөвлөгөөтэй биш байгаа бол энэ алхамыг алгасаарай.

Нэгдүгээрт, би эдгээр номын сангийн функц, объектыг ашиглах боломжийг олгодог хоёр номын санг кодондоо оруулсан болно. Би бас энд голоо тодорхойлж байна. Хэрэв та зүүгээ өмнөх алхам дээр миний тохируулснаас өөр болгохоор шийдсэн бол кодынхоо өөрчлөлтийг зохих тээглүүрээр энд оруулаарай.

Дараа нь би сэтгэл хөдлөлөө тодорхойлж, IR мэдрэгч болон 8 -аас 8 LED дэлгэцийн шаардлагатай объектуудыг зарлаж, дэлхийн зарим хувьсагчийг тодорхойлов. Сэтгэл хөдлөлийг байтын массиваар зарласан бөгөөд массив дахь зургаан өнцөгт тоо бүр нь 8 -аас 8 -ийн дэлгэц дээрх мөрүүдийг илэрхийлнэ. Таны хувийн сэтгэл хөдлөлийг бий болгохын тулд би хүссэн 8 -аас 8 -р хүснэгтийг зурж, дараа нь гэрэл нь 0, гэрэл нь 1 гэсэн 8 битийн хоёртын тоог бичээд дараа нь үүсгэхийг зөвлөж байна. Үүнээс арван зургаатын тоог гаргаж, уртын массивт оруулна уу 8. Би мөн давталтад ашиглах зарим дэлхийн хувьсагчийг тодорхойлсон; анивчих механизмын хувьсагч ба сэтгэл хөдлөлийг хадгалах заагчийг төвийг сахисан байдлаар эхлүүлэх.

Одоо бид туршилтын зорилгоор цуваа хяналтыг асаах тохиргоог хийж байна, энэ нь кодоо янз бүрийн IR алсын удирдлагаар шалгахад тустай байх ёстой. Дараа нь би LED хяналтын номын сангийн функцийг ашиглан зүүн ба баруун нүдний объектуудыг эхлүүлсэн. Би мөн араа хөдөлгүүрийн тээглүүрийг гаралтанд тохируулж, IR хүлээн авагчийг эхлүүлсэн.

Гогцоонд энэ нь үндсэндээ IR дохиог роботын төлөв байдлыг өөрчлөх хүртэл хүлээдэг. Тиймээс, хэрэв IR дохио хүлээн авч, тодорхой товчлуур дээрх кодуудын аль нэгтэй таарч байвал мэдэгдэл гарч, зүүн нүд, баруун нүдний утгыг сэтгэл хөдлөлийн дагуу тохируулна. Хэрэв зүүн, баруун, урагш, ОК гэх мэт хөдөлгөөний товчлуур дарагдсан бол товчлуурыг дарахаас хамааран зүүг асаах, унтраах гэж дижитал хэлбэрээр бичнэ. IR хүлээн авагчийн кодын тухай тэмдэглэл: IR алсын санд номын санд алсын удирдлагын зургаан өнцөгт кодыг өгөх код байдаг, хэрэв та товчлуур дарахад юу ч болоогүй бол код зөв эсэхийг шалгахын тулд энэ програмыг нээнэ үү. Та хийх ёстой зүйл бол товчлуур тус бүрт байгаа зургаан өнцөгтийн дугаарыг өөрчлөх явдал юм.

Эцэст нь хэлэхэд, сэтгэл хөдлөлийг 8 -аас 8 дэлгэц дээр хэвлэх функцтэй. Энэ нь LED хяналтын номын сангийн setRow функцийг ашигладаг бөгөөд таны үүсгэсэн массивуудаар дамжиж мөрүүдийг тохируулдаг. Энэ нь зүүн нүдний массив ба баруун нүдний массив гэсэн хоёр параметрийг агуулдаг. Энэ нь заагч шиг ажилладаг байтын заагч эсвэл байтын массив өөрөө байж болно (өөрөөр хэлбэл "төвийг сахисан" нэр).

Алхам 4: Шагналт зөвлөмж, заль мэх

Энэ төслийн явцад миний сурч мэдсэн зүйл маш их байсан бөгөөд энэ төсөл болон Arduino ашигладаг бусад төслүүдэд хэрэгтэй зарим нэмэлт зөвлөмжийг энд хуваалцахыг хүссэн юм.

• Arduino -д зориулсан маш олон онлайн эх сурвалжууд байдаг бөгөөд миний бодлоор хамгийн тустай нь Arduino вэбсайтаас авсан бөгөөд кодын тодорхой, тодорхой жишээнүүдийн ачаар.
• Дугуйг бүү шинээр бүтээгээрэй, төслөө хөнгөвчлөхийн тулд ашиглаж болох олон тооны иж бүрдэл, бэлэн хэсгүүд байдаг. Би програмист хүн, механик инженер биш бөгөөд энэ роботыг хэрхэн яаж явуулах гэж байгаагаа ойлгоход хэцүү байсан ч онлайнаар худалдаж авах, дизайндаа хэрэгжүүлэх ямар нэгэн зүйл олоход хялбар байсан. дугуй
• Номын сан бол объект руу чиглэсэн бүх хэлний нэгэн адил Arduino дахь таны найз бөгөөд учир шалтгаантай байдаг. Үүнийг микро хянагчтай хослуулж, 8-аас 8 LED-ийг програмчлах нь энгийн зүйл юм. Би эдгээрийн аль нэгийг нь гараар програмчилж байсан бөгөөд зөвхөн нэг нь Arduino -ийн зүү бүрийг ашигладаг бөгөөд нэг тонн код шаарддаг. Маш эмх замбараагүй, тийм ч хөгжилтэй биш.
• 3D принтер нь дажгүй боловч төгс биш тул зарим зүйлийг элсээр хийх нь зүгээр юм. Ийм шалтгаанаар 3D хэвлэх үед та томрохыг илүүд үздэг, учир нь ихэнх тохиолдолд үүнийг төгс тохирохын тулд бага зэрэг зүлгэж болно.
• Цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ үнэхээр эцсийн мөчид бодогдож, 5V батерей нь үүнийг хийх болно гэж бодсон тул хүч чадал нь асуудалтай байж магадгүй юм. Дараа нь санамсаргүй байдлаар санагддаг, заримдаа мотор эсвэл LED дэлгэц ажиллахгүй болно. Би цахилгаан тэжээлийн багц руу шинэчлэгдсэний дараа робот дотор илүү том хэмжээтэй байсан ч гэсэн өөр асуудал гараагүй.