Come costruire un robot Arduino 4WD per principianti

Le auto telecomandate sono divertenti, certo, ma auto-guida le macchine robotiche sono ancora più divertenti. In questo tutorial costruiremo un robot a quattro ruote in grado di guidare ed evitare gli ostacoli. Ho acquistato questo kit 4WD completo da AliExpress, ma potresti facilmente acquistare la maggior parte di questi componenti da un negozio di elettronica e metterli insieme da soli.

Raccomando di leggere tutte le istruzioni prima di iniziare, in quanto ciò renderà alcune cose chiare che potrebbero essere fonte di confusione per la prima volta. Inoltre, questo potrebbe sembrare un progetto molto lungo e avanzato a causa della lunghezza delle istruzioni, ma in realtà è piuttosto semplice. Non c'è bisogno di essere intimiditi - questo è un progetto a livello principiante con cui puoi ottenere dei risultati soddisfacenti, e poi approfondire man mano che impari di più. Non ti piace questo stile di robot? Ecco alcuni altri robot Arduino 8 Robot Arduino che puoi costruire per meno di $ 125 8 Robot Arduino che puoi costruire per meno di $ 125 L'Arduino può fare molto, ma lo sapevi che può creare robot a tutti gli effetti? Per abbastanza economico, anche! Leggi di più che potresti facilmente costruire invece.

Ecco cosa abbiamo, dopo aver tolto tutto dalla confezione:

Per iniziare, collegheremo i motori e il ponte H (la scheda che fornisce energia ai motori) alla parte inferiore del telaio. Innanzitutto, collega le quattro staffe metalliche (sono blocchi rettangolari e forati di metallo) a ciascun motore usando due bulloni lunghi e due dadi.

Dovrai assicurarti che siano attaccati correttamente, quindi controlla l'immagine qui sotto per assicurarti che il lato del blocco con due fori sia rivolto verso il basso. Si noti che i fili su ciascun motore puntano verso il centro del telaio.

Ora ogni motore può essere collegato allo chassis utilizzando due bulloni corti nella parte inferiore di ciascuna staffa metallica. Ecco una vista della parte inferiore del telaio in modo da poter vedere dove devono essere i bulloni:

Il prossimo passo è quello di fissare il ponte H (che è la scheda rossa, nel mio kit) al telaio. Potresti voler aspettare che tutti i fili siano collegati al ponte H prima di farlo, ma dipende da te (ho trovato che fosse più facile). Una nota veloce: il mio kit mancava un certo numero di elementi di fissaggio, quindi ho usato del nastro isolante per fissare il ponte. Tuttavia, puoi vedere qui dove sarebbero andati a finire i bulloni e i dadi:

Ora che il ponte H è stato collegato, è possibile iniziare a cablare l'alimentatore. Poiché il portabatterie Six-AA viene fornito con un adattatore DC, dovrai tagliare l'estremità (cosa che ho fatto io) o far passare i cavi jumper alle batterie stesse.

Indipendentemente da come decidi di farlo, eseguirai il filo positivo sulla porta etichettata “VMS” e il filo negativo a quello etichettato “GND” sul ponte. Avvitare i dispositivi di fissaggio e assicurarsi che siano sicuri. Quindi, collegherete i fili del motore. Su entrambi i lati, c'è un set di due porte; uno è etichettato “MOTORA” e l'altro “MOTORB.” Tutti e due i fili rossi su ciascun lato andranno nella porta verde centrale, e entrambi i fili neri andranno nella parte più esterna. Questa immagine dovrebbe renderlo più chiaro:

Ho scoperto che dovevo togliere parte dell'alloggiamento dai fili del motore per farlo funzionare. Ora che i motori e l'alimentazione sono tutti collegati, far scorrere le ruote sugli alberi di trasmissione del motore e collegare i quattro alberi di rame nelle posizioni indicate nella figura seguente (ciascun albero di rame richiede un bullone piccolo). Questo robot sta iniziando a prendere forma!

Ora, metti da parte quella parte del telaio e prendi l'altra che siederà sopra. Il prossimo passo è collegare l'Arduino di nuovo, ho dovuto usare del nastro isolante, ma dovresti essere in grado di proteggerti meglio con alcuni bulloni e dadi.

Il passo successivo richiede il micro servo, la croce nera, il supporto del servo (che consiste di tre pezzi di plastica nera) e alcune piccole viti. Utilizzare una delle viti affilate più grandi nel kit per fissare la traversa nera al micro servo:

Quindi capovolgere il servo capovolto nell'anello di plastica nera del supporto. Assicurati che i fili che escono dal servo siano rivolti nella stessa direzione della parte più lunga del supporto (di nuovo, vedi l'immagine sotto), e usa quattro piccole viti per fissare la barra trasversale (ci sono quattro fori nel supporto che allineare con i fori sulla barra trasversale).

Ecco come appare dopo averlo allegato:

Infine, prendi gli altri due pezzi del supporto del servo e inseriscili sul servo (ci sono delle scanalature nei pezzi laterali che corrispondono alla linguetta di plastica sul servo).

Ora che il supporto del servo è completo, può essere montato sul telaio.

Ecco dove vanno i bulloni:

È ora di dare qualche sguardo al nostro robot. Collegare il sensore a ultrasuoni al supporto del servo utilizzando due fascette.

Se stai lavorando con lo stesso kit di me, avrai ricevuto uno scudo per sensore Arduino. Non lo useremo in questa build, ma puoi farlo apparire sopra l'UNO ora se vuoi (come ho nell'immagine qui sotto). Basta allineare i pin sulla parte inferiore dello scudo con le porte I / O su Arduino e premere verso il basso per collegarli. Al momento non ne hai bisogno, ma gli scudi possono tornare utili I 4 migliori scudi Arduino per superare i tuoi progetti I 4 migliori scudi Arduino per potenziare i tuoi progetti Hai acquistato un kit di avvio Arduino, hai seguito tutti i fondamentali guide, ma ora hai colpito un ostacolo - hai bisogno di più bit e bob per realizzare il tuo sogno di elettronica. Fortunatamente, se hai ... Leggi altro .

Indipendentemente dal fatto che si colleghi o meno uno schermo del sensore, per collegare il sensore ultrasonico all'arduino sono necessari quattro cavi. Ci sono quattro pin sul sensore, VCC, GND, TRIG e ECHO. Collegare VCC al pin 5V su Arduino, GND a GND e TRIG e ECHO ai pin I / O 12 e 13.

Ora prendi la parte inferiore del telaio e collega sei cavi jumper ai pin I / O del ponte H (sono contrassegnati ENA, IN1, IN2, IN3, IN4 e ENB). Prendi nota di quali fili di colore sono collegati a quali porte, come avrai bisogno di sapere in seguito.

Ora è il momento di iniziare a mettere insieme questa cosa. Afferrare la parte superiore del telaio e posizionarlo sopra gli alberi di rame collegati alla parte inferiore e tirare i fili collegati al ponte H attraverso il foro al centro del telaio. Collegare i sei fili alle porte I / O come segue:

• Porta da ENA a I / O 11
• Porta ENB a I / O 10
• Porta da A1 a I / O 5
• Porta da A2 a I / O 6
• Porta da B1 a I / O 4
• Porta da B2 a I / O 3

Ora, utilizzare quattro viti corte per fissare la parte superiore del telaio agli alberi di rame. Posiziona il portabatterie six-AA sulla parte superiore del telaio (avvitalo se puoi), collega il porta cella 9V all'arduino e questo robot è pronto per il rock!

Bene, quasi pronto per il rock. Non ha ancora abbastanza personalità.

Eccoci. Ora per dargli un cervello. Facciamo un po 'di programmazione.

La prima cosa che faremo è testare per assicurarsi che il bridge e i motori siano collegati correttamente. Ecco uno schizzo rapido che dirà al robot di avanzare per mezzo secondo, guidare all'indietro per mezzo secondo, quindi girare a sinistra ea destra:

Questo è un sacco di codice per un semplice test, ma la definizione di tutte queste funzioni rende più semplice la modifica successiva. (Un grande ringraziamento a Billwaa per il suo post sul blog sull'utilizzo dell'H-bridge per la definizione di queste funzioni.) Se qualcosa è andato storto, controlla tutte le tue connessioni e i cavi sono collegati ai pin corretti. Se tutto ha funzionato, è tempo di passare al test del sensore. Per utilizzare il sensore a ultrasuoni, è necessario scaricare la libreria NewPing e quindi utilizzarla Schizzo> Includi libreria> Aggiungi .ZIP Library ... caricare la libreria.

Assicurati di vedere l'istruzione include nella parte superiore dello schizzo; se non lo fai, colpisci Schizzo> Includi libreria> NewPing. Una volta fatto, carica lo schizzo seguente:

Carica lo schizzo e apri il monitor seriale usando Strumenti> Monitor seriale. Dovresti vedere una sequenza di numeri che si aggiorna rapidamente. Tieni la mano davanti al sensore e vedi se quel numero cambia. Sposta la tua mano dentro e fuori, e dovresti ottenere una misura di quanto è lontana la tua mano dal sensore.

Se tutto ha funzionato correttamente, è ora di mettere tutto insieme e lasciare che questa cosa funzioni! Ecco il codice per il robot ora. Come probabilmente si può dire, questo è fondamentalmente i due schizzi di test messi insieme con una dichiarazione aggiunta se per controllare il comportamento del robot. Gli abbiamo dato un comportamento di evitamento ostacolo molto semplice: se rileva qualcosa di meno di quattro pollici di distanza, eseguirà il backup, girerà a sinistra e ricomincerà a muoversi. Ecco un video del bot in azione.

Dai vita al tuo robot

Una volta che questo comportamento funziona correttamente, puoi aggiungere un comportamento più complesso; fai alternare il robot tra girare a sinistra e a destra, o scegliere a caso; suonare un cicalino se si avvicina a qualcosa; basta girare, invece di eseguire il backup; sei davvero limitato solo dalla tua immaginazione. Puoi usare praticamente qualsiasi cosa nel tuo kit di avvio Arduino. Cosa c'è nel tuo Starter Kit Arduino? [Arduino Beginners] Cosa c'è nel tuo Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Di fronte a una scatola piena di componenti elettronici, è facile essere sopraffatti. Ecco una guida per esattamente quello che troverai nel tuo kit. Leggi altro per aggiungere più funzionalità. Noterai anche che non abbiamo ancora codificato nulla per il servo: puoi effettivamente fare il tuo robot “occhi” andare avanti e indietro. magari usandoli per cercare un sentiero invece di fare il backup ogni volta che trova un ostacolo direttamente di fronte.

Facci sapere se decidi di costruire questo robot o un altro e dicci come decidi di personalizzare il suo comportamento o aspetto. Se hai domande su questo robot, pubblicale nei commenti qui sotto e vedrò se posso aiutarti!

Scopri di più su: Arduino, Robotica.