Hoe een 4WD Arduino-robot voor beginners te bouwen

Advertentie

Op afstand bestuurbare auto's zijn zeker leuk, maar zelfrijdend robotauto's zijn nog leuker. In deze tutorial bouwen we een vierwielige robot die rond kan rijden en obstakels kan vermijden. ik heb gekocht deze complete 4WD-kit van AliExpress, maar u kunt de meeste van deze componenten gemakkelijk bij een elektronicawinkel kopen en zelf in elkaar zetten.

Ik raad aan om alle instructies door te lezen voordat je begint, want dat zal een aantal dingen duidelijk maken die de eerste keer verwarrend kunnen zijn. Dit lijkt misschien ook een heel lang, geavanceerd project vanwege de lengte van de instructies, maar het is eigenlijk vrij eenvoudig. U hoeft niet geïntimideerd te worden - dit is een project op beginnersniveau waarmee u een aantal bevredigende resultaten kunt behalen en vervolgens verder kunt bouwen terwijl u meer leert. Houdt u niet van deze robotstijl? Hier zijn er nog meer Arduino-robots 8 Arduino-robots die u kunt bouwen voor minder dan $ 125De Arduino kan veel, maar wist je dat hij volwaardige robots kan maken? Voor heel goedkoop ook! Lees verder

je zou in plaats daarvan gemakkelijk kunnen bouwen.

Dit is wat we hebben, nadat we alles uit de verpakking hebben gehaald:

Om te beginnen, bevestigen we de motoren en de H-brug (de kaart die de motoren van stroom voorziet) aan het onderste deel van het chassis. Bevestig eerst de vier metalen beugels (het zijn rechthoekige, geboorde metalen blokken) aan elke motor met twee lange bouten en twee moeren.

Je moet ervoor zorgen dat ze correct zijn bevestigd, dus bekijk de onderstaande afbeelding om ervoor te zorgen dat de zijkant van het blok met twee geboorde gaten naar beneden wijst. Merk op dat de draden op elke motor naar het midden van het chassis wijzen.

Nu kan elke motor aan het chassis worden bevestigd met twee korte bouten aan de onderkant van elke metalen beugel. Hier is een weergave van de onderkant van het chassis, zodat u kunt zien waar de bouten moeten zijn:

De volgende stap is om de H-brug (dat is het rode bord, in mijn kit) aan het chassis te bevestigen. Misschien wil je wachten tot alle draden aan de H-brug zijn bevestigd voordat je dit doet, maar dat is aan jou (ik vond het gemakkelijker). Een korte opmerking: mijn kit miste een aantal bevestigingsmiddelen, dus ik gebruikte isolatietape om de brug vast te zetten. U kunt hier echter zien waar de bouten en moeren zouden zijn gebleven:

Nu de H-brug is bevestigd, kunt u beginnen met het bedraden van de voeding. Omdat de zes-AA-batterijhouder wordt geleverd met een DC-adapter, moet u het uiteinde afsnijden (wat ik deed) of doorverbindingsdraden naar de batterijen zelf leiden.

Ongeacht hoe u besluit het te doen, u voert de positieve draad naar de poort met het label 'VMS' en de negatieve draad naar de poort met het label 'GND' op de brug. Schroef de bevestigingen vast en zorg ervoor dat ze goed vast zitten. Vervolgens sluit u de motordraden aan. Aan beide kanten is er een set van twee poorten; één heet "MOTORA" en de andere "MOTORB." Beide rode draden aan elke kant gaan in de middelste groene poort en beide zwarte draden gaan naar de buitenste. Deze foto zou het duidelijker moeten maken:

Ik ontdekte dat ik een deel van de behuizing van de motordraden moest verwijderen om dit te laten werken. Nu de motoren en de voeding allemaal bedraad zijn, schuift u de wielen op de aandrijfassen van de motor, en bevestig de vier koperen assen op de locaties die in de onderstaande afbeelding worden weergegeven (elke koperen as heeft een kleine bout nodig). Deze robot begint vorm te krijgen!

Leg nu dat deel van het chassis opzij en pak het andere dat bovenop zal zitten. De volgende stap is om de Arduino te bevestigen - nogmaals, ik moest elektrische tape gebruiken, maar je zou de jouwe beter moeten kunnen beveiligen met wat bouten en moeren.

De volgende stap vereist de microservo, het zwarte kruisstuk, de servohouder (die uit drie zwarte plastic stukjes bestaat) en enkele kleine schroeven. Gebruik een van de grotere scherpe schroeven in de set om het zwarte kruisstuk aan de microservo te bevestigen:

Draai vervolgens de servo ondersteboven in de zwarte plastic ring van de houder. Zorg ervoor dat de draden die uit de servo komen in dezelfde richting wijzen als het lange deel van de houder (zie nogmaals de afbeelding hieronder) en gebruik vier kleine schroeven om de dwarsbalk te bevestigen (er zijn vier gaten in de houder die op één lijn liggen met de gaten op de dwarsbalk).

Zo ziet het eruit nadat het is bijgevoegd:

Neem ten slotte de andere twee stukken van de servohouder en klik ze op de servo (er zijn groeven in de zijstukken die passen bij het plastic lipje op de servo).

Nu de servohouder compleet is, kan deze op het chassis worden gemonteerd.

Hier gaan de bouten naar toe:

Het is tijd om onze robot wat ogen te geven. Bevestig de ultrasone sensor met twee kabelbinders aan de servohouder.

Als je met dezelfde kit werkt als ik, heb je een Arduino-sensorschild ontvangen. We zullen het niet gebruiken in deze build, maar je kunt het nu bovenop de UNO plaatsen als je wilt (zoals ik in de onderstaande afbeelding heb gedaan). Lijn de pinnen aan de onderkant van het schild uit met de I / O-poorten op de Arduino en druk ze naar beneden om ze aan te sluiten. Je hebt het op dit moment niet nodig, maar schilden kunnen van pas komen De Top 4 Arduino Shields om uw projecten te versterkenJe hebt een Arduino-starterkit gekocht, je hebt alle basisgidsen gevolgd, maar nu ben je een struikelblok tegengekomen - je hebt meer bits en bobs nodig om je elektronicadroom te realiseren. Gelukkig, als je ... Lees verder .

Of je nu een sensorschild aansluit of niet, je hebt nu vier draden nodig om de ultrasone sensor op de Arduino aan te sluiten. Er zijn vier pinnen op de sensor, VCC, GND, TRIG en ECHO. Sluit VCC aan op de 5V-pin op de Arduino, GND op GND en TRIG en ECHO op I / O-pinnen 12 en 13.

Pak nu het onderste deel van het chassis en sluit zes jumperdraden aan op de I / O-pinnen van de H-brug (ze zijn gemarkeerd als ENA, IN1, IN2, IN3, IN4 en ENB). Let op welke kleurdraden op welke poorten zijn aangesloten, zoals u later moet weten.

Nu is het tijd om dit ding in elkaar te zetten. Pak het bovenste deel van het chassis vast en plaats het op de koperen assen die op het onderste deel zijn aangesloten, en trek de draden die aan de H-brug zijn bevestigd door het gat in het midden van het chassis. Sluit de zes draden als volgt aan op I / O-poorten:

• ENA naar I / O-poort 11
• ENB naar I / O-poort 10
• A1 naar I / O-poort 5
• A2 naar I / O-poort 6
• B1 naar I / O-poort 4
• B2 naar I / O-poort 3

Gebruik nu vier korte schroeven om het bovenste deel van het chassis aan de koperen assen te bevestigen. Plaats de zes AA-batterijhouder bovenop het chassis (schroef hem vast als je kunt), bevestig de 9V-celhouder aan de Arduino en deze bot is klaar om te rocken!

Bijna klaar om te rocken. Het heeft nog niet voldoende persoonlijkheid.

Daar gaan we. Om het een brein te geven. Laten we wat programmeren.

Het eerste dat we zullen doen, is testen of de brug en motoren correct zijn aangesloten. Hier is een korte schets dat zal de bot vertellen om een ​​halve seconde vooruit te rijden, een halve seconde achteruit te rijden en dan links en rechts te draaien:

Dat is veel code voor een eenvoudige test, maar het definiëren van al deze functies maakt het gemakkelijker om later te tweaken. (Grote dank aan Billwaa voor de zijne blogpost over het gebruik van de H-bridge voor het definiëren van deze functies.) Als er iets mis is gegaan, controleer dan al uw verbindingen en of de draden op de juiste pinnen zijn aangesloten. Als alles werkte, is het tijd om over te gaan op de sensortest. Om de ultrasone sensor te gebruiken, wil je dat wel download de NewPing-bibliotheek, en gebruik dan Schets> Bibliotheek opnemen> .ZIP-bibliotheek toevoegen ... om de bibliotheek te laden.

Zorg ervoor dat u de include-verklaring bovenaan uw schets ziet; als je dat niet doet, druk op Schets> Bibliotheek opnemen> NewPing. Zodra je dat hebt gedaan, laad je de volgende schets:

Upload de schets en open de seriële monitor met Extra> Seriële monitor. U zou een snel bijgewerkte reeks cijfers moeten zien. Houd je hand voor de sensor en kijk of dat aantal verandert. Beweeg uw hand in en uit en u zou een meting moeten krijgen van hoe ver uw hand van de sensor verwijderd is.

Als alles goed werkte, is het tijd om alles samen te voegen en dit ding te laten draaien! Hier is de code voor de robot nu. Zoals je waarschijnlijk kunt zien, zijn dit in feite de twee testschetsen die zijn samengevoegd met een toegevoegde if-instructie om het gedrag van de robot te beheersen. We hebben het een heel eenvoudig gedrag gegeven om obstakels te vermijden: als het iets minder dan 10 cm afstand detecteert, maakt het een back-up, slaat het linksaf en begint het weer te bewegen. Hier is een video van de bot in actie.

Geef je robot wat leven

Zodra u weet dat dit gedrag correct werkt, kunt u complexer gedrag toevoegen; laat de robot wisselen tussen links en rechts draaien, of willekeurig kiezen; een zoemer laten klinken als deze dichtbij iets komt; draai gewoon, in plaats van achteruit te rijden; je wordt eigenlijk alleen beperkt door je verbeeldingskracht. Je zou zo ongeveer alles in je kunnen gebruiken Arduino starterkit Wat zit er in uw Arduino Starter Kit? [Arduino-beginners]Geconfronteerd met een doos vol elektronische componenten, is het gemakkelijk om overweldigd te worden. Hier is een gids voor precies wat u in uw kit zult vinden. Lees verder om meer functionaliteit toe te voegen. Je zult ook merken dat we nog niets voor de servo hebben gecodeerd: je kunt de 'ogen' van je robot eigenlijk heen en weer laten bewegen. misschien om ze te gebruiken om een ​​pad te zoeken in plaats van gewoon een back-up te maken wanneer het een obstakel recht voor zich vindt.

Laat ons weten of je besluit om deze robot te bouwen of een andere, en vertel ons hoe je besluit zijn gedrag of uiterlijk aan te passen. Als je vragen hebt over deze robot, plaats ze dan in de reacties hieronder en ik zal kijken of ik kan helpen!