interesanti

Izveidojiet Kickass robota roku: ideāls Arduino projekts iesācējiem

Arduino ir lēts, jautrs veids, kā iesaistīties savas elektronikas veidošanā. Tas var arī būt pagrūti, lai sāktu. Šeit mēs jums parādīsim, kā iegūt arduino grunti no sākuma līdz beigām ar slepkavas projektu: salda robota rokas būvēšana.

Šajā ceļvedī mēs iepazīstināsim jūs ar Arduino, izmantojot meArm robota rokas projektu kā ceļvedi dažādām prasmēm. MeArm ir atvērtā koda komplekts ar visām nepieciešamajām detaļām, lai izveidotu mazu, Arduino darbinātu robotizētu roku. Jūs varat pasūtīt gatavu komplektu no tādiem veikaliem kā Hackaday, vai arī lejupielādēt plānus no Thingiverse un pats tos izgriezt. Varat izmantot lāzera griezēju, 3D printeri vai pat izgriezt detaļas no koka. Komplekti ir salīdzinoši lēti (ieguvu raktuves par aptuveni 50 USD), tāpēc tie ir diezgan pieejami.

Kāpēc robota roka?

Jebkuras jaunas prasmes apgūšana vienmēr ir izaicinājums. Arduino var būt īpaši biedējošs, jo jūs būtībā mācāties, kā no jauna veidot visas elektroniskās ierīces. Tas prasa vienlaikus apgūt vairākas jaunas prasmes: elektrību, maizes dēli, kodēšanu, sensorus, servo, tālvadības pulti, montāžu un daudz ko citu.

Jebkuru no šīm prasmēm var būt grūti iemācīties patstāvīgi. Lai gan tiešsaistē ir daudz apmācību, ir svarīgi, lai būtu viens visaptverošs mērķis, pie kura varat strādāt. Mēs arī zinām, ka jūsu smadzenes mācās labāk, ja laika gaitā jūs sadalāt mācīšanos. Kaut kas, par ko jūs esat sajūsmā, nevarētu sāpināt.

Robota rokas būvēšana ir ilgtermiņa projekts, kas vienlaikus var aptvert visas šīs vajadzības. Es personīgi pēdējos deviņus mēnešus esmu mēģinājis apgūt Arduino projektus bez atlīdzības, un tajā laikā robota roka ir bijusi labākā mācīšanās pieredze, kāda man bijusi, jo īpaši tāpēc, ka:

  • Tas ir visaptverošs: ir grūti atrast pirmo projektu. Vēl grūtāk ir atrast tādu, kas jums kaut ko iemācīs. Jūs varat diezgan viegli izveidot LED shēmu, bet tad jums ir tikai LED shēma. Apgūstot robota rokas konstruēšanu, iemācīsit, kā noformēt shēmu, kā programmēt Arduino un kā strādāt ar kustīgām detaļām. Galu galā jums būs reāla, fiziska lieta, kas dara to, ko jūs to ieprogrammējat. Ne tikai koncepcijas pierādījuma indikators, kas ieslēdzas, kad nospiežat pogu.
  • Tas ir paplašināms: ja Iron Man 45 dažādi uzvalki mums kaut ko iemācīja, tas ir tas, ka jūs vienmēr varat uzlabot robotu. Šis robotu rokas komplekts sākas ar dažām pamata pamatprasmēm, taču jūs varat to veidot ar visdažādākajiem paplašinājumiem. Jūs varat pievienot tālvadības pultis (piemēram, infrasarkano vai Bluetooth) un pat uzzināt, kā paplašināt Arduino iespējas ar papildu vairogiem. Vienkārši pajautājiet “Ko vēl es varu likt tam darīt?”, Un jūs varat atrast visu veidu jaunas prasmes, ko apgūt, neuzsākot jaunu projektu no jauna.
  • Tas ir ļoti forši: iespējams, ja jūs pat lasāt tik tālu, tas ir tāpēc, ka doma par jūsu pašu robotu jūs aizrauj. Roboti ir forši. Viņi var arī justies futūristiski un nepieejami. Ja mācīšanās ir labāka, kad esat sajūsmā par to, ko mācāties, tad ir grūti pārspēt robota roku, lai ielauztos Arduino pasaulē.

Neskatoties uz to, tas nebūt nenozīmē, ka tam vajadzētu būt jūsu projektam. Tā var būt! Bet, ja jūs nekad neesat pieskāries shēmas platei, to var lēnām veikt. Nedomājiet par robota roku kā savu pirmo soli. Padomājiet par to kā savu gala eksāmenu. Tiklīdz esat iegādājies labu Arduino sākuma komplektu, jums vajadzētu izmēģināt dažas pamata lietas, piemēram, iespraudīt gaismas diodi maizes dēlī vai kontrolēt to ar pogu, lai tikai to pakārtotu. Jūs, iespējams, tomēr varat izlaist Love-O-Meter projektu.

Vissvarīgākais ir Google viss . Atcerieties, ka tas ir ilgtermiņa projekts. Mēs neiedziļināsimies jūs ik uz soļa, bet mēs parādīsim jums nepieciešamos elementus, lai tur nokļūtu. Negaidiet, ka piektdien sāksit bez pieredzes, un līdz svētdienai pabeidziet ar tālvadības pulti. Šajā rakstā mums būs daudz saišu ar ceļvežiem, un mēs pilnībā sagaidām, ka jūs šeit pametīsit, dažas stundas sekojat šiem ceļvežiem un atgriezīsities. Padomājiet par to mazāk kā pakāpeniska rokasgrāmata un vairāk kā karte. Ja pa ceļam nedaudz apmaldāties, nebaidieties apstāties un lūgt norādījumus.

Kas jums būs nepieciešams

Šī rokasgrāmata tiks sadalīta divās galvenajās sadaļās. Pirmais būs robotizētās pamata rokas uzbūve un darbība. Otrajā parādīsies daži izvēles projekti, kurus varat izmantot, lai paplašinātu tā iespējas. Lai nokļūtu pirmajā sadaļā, jums ir nepieciešams:

  • Arduino sākuma komplekts: lielākajā daļā Arduino sākuma komplektu būs pamata komponenti, kas jums būs nepieciešami šim projektam (kā arī daudziem citiem). Jums būs nepieciešams Arduino (mēs izmantosim Uno R3), dažāda garuma vadus, USB kabeli, lai izveidotu savienojumu ar datoru, un maizes dēli, kā arī potenciometru, ko vēlāk var izmantot kā pogas, lai vēlāk kontrolētu jūsu robotu. ieslēgts Adafruit šeit piedāvā dažus sākuma komplektus dažādiem cenu diapazoniem. It īpaši šajā komplektā ietilpst viss iepriekš uzskaitītais par 65 USD. Jums vēlāk var būt nepieciešams arī 470uf kondensators, kuru jūs varat paņemt vietnē RadioShack, lai iegūtu lētus netīrumus.
  • MeArm komplekts: Vienkāršības labad šeit varat iegādāties visu komplektu. Tas ietver visu nepieciešamo, lai pats izveidotu roku. Pēc izvēles šeit varat lejupielādēt plānus un pats tos izveidot. Plāniem ir nepieciešami ļoti precīzi izmēri, tāpēc izmantojiet šo opciju tikai tad, ja jums ir pieejami rīki, kas var pareizi sagriezt (vai 3D izdrukāt) gabalus.
  • Arduino IDE: IDE (vai integrētā izstrādes vide) ir programma, kuru izmantosit, lai rakstītu un augšupielādētu programmatūru, ko sauc par “skicēm” Arduino. Šeit varat lejupielādēt oficiālo Arduino IDE. Savā personīgajā pieredzē es atklāju, ka iepriekš apskatītais CodeBender ir lieliska alternatīva, kas balstīta uz pārlūkprogrammu un kas jūsu skices glabā tiešsaistē, lai tām būtu ērti pieejama.

Tie ļaus jums sākt darbu un aptvers pamatus. Tas ir arī daudz, lai nopirktu visus uzreiz, tāpēc nejūtieties slikti, ja nevēlaties iet tālāk par šo. Laika gaitā jūs varat pievienot vairāk rīku un aprīkojuma savam arsenālam.

Ko šis projekts rada

Mēs pieņemsim, ka jūs esat ieguvis visu, kas iekļauts iepriekšējā iedaļas pirmajā aizzīmju sarakstā, un jūs esat gatavs salikt savu robotu. Mēs nedetalizēsim katru soli, kad to jau dara citi, vairāk oficiāli ceļveži, bet mēs jums palīdzēsim cauri dažādiem projekta posmiem. Varat to veikt jebkurā sev ērtā tempā, taču mēs to sadalīsim gabalos, kurus varat risināt vairākās nedēļas nogalēs.

Pirmais posms: būvniecība

Ko tas nozīmē: Šajā posmā jūs gatavojaties salikt savu robota roku. Tas vēl neko nedarīs, bet izskatīsies forši. Kompānijai, kas atrodas aiz komplekta, šeit ir detalizētas instrukcijas. Komplektam jābūt komplektā ar dažādiem plastmasas gabaliem, dažām skrūvēm un četrām servām. Ja jūs nekad iepriekš neesat izmantojis servo, tas ir mazs, mazjaudas motors, kas nodrošinās jūsu robota kustību. Šis komplekts izmanto vienu pamatnē, divus abās rokas pusēs un vienu satvērējā. Ja jūs kādreiz esat uzcēlis IKEA mēbeļu gabalu, tam nevajadzētu būt pārāk sarežģītam. Tikai precīzi ievērojiet instrukcijas. Robots ir delikātāks nekā jūsu kafijas galdiņš, un pārāk stingra skrūves šeit vai nepareiza gabala turēšana var izraisīt galvassāpes. Par laimi, iepriekš sniegtie norādījumi ir ļoti detalizēti, un tie vairākkārt brīdinās, pirms jūs varat darīt kaut ko, kas jūs izjauks, tāpēc jūs esat labās rokās.

Ko jūs uzzināsit: Personīgi šī ir mana iecienītākā daļa, jo jūs iemācāties kaut ko tādu, kas lielākajā daļā projektu tiek atstāts novārtā:. Daudzi projekti jums parāda koncepciju, kad tā ir piestiprināta pie tāfeles, bet nekad nepārvietojiet to uz kaut ko reālu. Šeit jūs uzzināsit, kā piestiprināt servos gatavā projekta darba detaļām. Jūs iemācīsities arī smalko mākslu darbam ar sīkām kustīgām detaļām.

Nepieciešamais laiks: būvniecības daļu šeit var paveikt tikai dažās stundās. Tomēr es iesaku ļaut jūsu darbam mazliet iegrimt. Ja jūs nekad iepriekš neesat strādājis ar robotiku, šis ir labs laiks, lai izpētītu, kā robots tika salikts, kā tas var pārvietoties, un sāktu domāt par to, kā jūs vēlāk varētu uzstādīt Arduino. Nākamais solis var sākt kļūt sarežģīts, tāpēc nesteidzieties tajā. Jūs varat manuāli pārvietot robota rokas daļas, lai ar to varētu spēlēties. Tomēr nepiespiediet to pārāk daudz, jo jūs varētu sabojāt servo.

Otrā fāze: maizes dēlis

Ko tas nozīmē: Nākamais solis ir savienot kādu no jūsu servo ar jūsu Arduino. Jūs to paveiksit, izmantojot maizes dēli. Maizes plāksne ir vienkāršs rīks, kas ļauj pilnībā elektroniski pārveidot elektroniskās shēmas, bez lodēšanas. Adafruit šeit ir lieliska apmācība, kas palīdzēs jums veikt darbības, kas saistītas ar servo pievienošanu tieši Arduino, kā arī pievienos potenciometru turpmākajās darbībās, kuru jūs varat izmantot kā pogu, lai manuāli kontrolētu kustību.

Ja šī rindkopa bija nedaudz satriecoša, tad šis ir piemērots laiks, lai dublētu un uzzinātu, kā darbojas maizes dēlis. Sparkfun šeit ir lielisks ceļvedis, kurā paskaidrots, kā izmantot maizes dēli un ko jūs varat darīt ar to. Tutsplus ir lieliska apmācība, kā savienot gaismas diodi ar strāvas avotu un pievienot pogu. Nepieciešams laiks, lai to saliktu, un saprotiet tikko montēto ķēdi. Kad esat sapratis, kā elektrība plūst caur vienkāršu ķēdi, jums jābūt gatavam pieslēgt kādu no jūsu robota servām. Pēc personīgās pieredzes šī daļa var šķist biedējoša. Tomēr detaļu salikšana un instrukciju ievērošana ir vienkārša. Izpratne par to, kā tas viss darbojas, ir smagā daļa, bet tas prasa tikai laiku.

Ko jūs uzzināsit: pansionāts ir vairuma hobistu elektronikas prototipu veidošanas pamats. Ja sekojāt visiem iepriekš minētajiem norādījumiem, uzzināsit, kā savienot gaismas diodes, pogas, rezistorus, potenciometrus un servo vai nu strāvas avotā, vai Arduino. Tikai ar šiem komponentiem jūs jau varat pagatavot daudz prieka. Kad esat saņēmis pamatus, to ir vieglāk veidot, uzzinot par dažāda veida komponentiem, to darbību un integrēšanu projektos (vairāk par dažiem veidiem, kā to izdarīt, atrodama tālāk esošajā paplašināšanas sadaļā).

Nepieciešamais laiks: ja jūs jau esat iepazinies ar maizes dēli, servo pievienošanai vajadzētu aizņemt apmēram piecas minūtes., ja jūs nekad iepriekš neesat pieskāries elektronikai, dodiet sev dienu vai divas, lai izlasītu iepriekš minētos ceļvežus, paslēptu apkārt dažādas shēmas un saprastu, kā tās darbojas. Es pat ieteiktu veltīt nedēļu, lai apstrādātu iemācītās stundas. Odborda shēmas ir vienkāršas, taču to var būt grūti saprast. Un tas nav kaut kas, par kuru vēlaties steidzami iziet, it īpaši ņemot vērā, cik sarežģīta var būt nākamā sadaļa.

Trešā fāze: programmēšana

Ko tas nozīmē: Kad viss ir salikts, ir laiks to ieslēgt. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešama Arduino IDE iestatīšana un jāpievieno tā dēlim. Ja vēlaties izmantot CodeBender tāpat kā es, šeit varat izlasīt rokasgrāmatu Darba sākšana. Alternatīvi šeit varat sekot Adafruit ceļvedim par oficiālo IDE.

Kad jūsu vide ir iestatīta, jūs arī sāksit programmēšanu. Adafruit ceļvedī ir vienkārša servo skice, kuru varat izmantot, lai jūsu robots kustētos. Es ieteiktu tam izmantot bāzes servo (vienu, kas atrodas apakšā), jo tas ir vienīgais jūsu robotā, kam ir pilna 180 grādu kustība. Ja jūs izmēģināt šo skici ar citām servām, jūs varētu sabojāt dažas citas servos, liekot tām pārsniegt viņu fiziskās robežas. Tomēr, tiklīdz jūs saprotat, kā šī skice darbojas, varat mēģināt to modificēt, lai tā darbotos kopā ar citiem!

Ko jūs uzzināsit: tas ir posms, kurā tas viss notiek kopā. Jūs mazliet uzzināsit par to, kā darbojas servo kustība un kā programmēt Arduino. Ja jūs nekad iepriekš neesat aizrāvies ar programmēšanu, varat iemest slaucīšanas skici IDE, un tā darbosies, taču es ieteiktu izlasīt dažus no mūsu iepriekšējiem ceļvežiem, kā iemācīties kodēt. Arduino valodā ir daudz sintakses ar C / C ++ un Java, tāpēc, ja jums ir kāda pieredze ar tām, jums vajadzētu justies ērti. Šeit varat arī apskatīt Arduino atsauces bibliotēku.

Nepieciešamais laiks: Pat ja jums ir zināma programmēšanas pieredze, es ieteiktu aizņemt vēl vienu nedēļas nogali, lai uzzinātu, kā iestatīt Arduino IDE. Kodēšana ir dzīves prasme, tāpēc nebaidieties dažas nedēļas strādāt šajā fāzē. To var balstīt, izmantojot pievienoto pogas skici Adafruit, kas ļaus jums manuāli vadīt robotu. Nebaidieties izjaukt. Šajā posmā varat arī eksperimentēt ar dažām loģikas pamata struktūrām.

Apsveicam! Jūs tikko izveidojāt robotu

Ja jūs to visu paveicāt, tad jūs vienkārši iemācījāties virkni prasmju vienā, ilgā projektā. Pirmoreiz saliekot šo robotu, es atklāju, ka tas ir pārsteidzoši vienkāršs, neskatoties uz to, ka tas ir ievads daudzām sarežģītām tēmām. Kad esat to paveicis līdz beigām, vairums elektronikas projektu - piemēram, tādi, kādus mēs regulāri piedāvājam - vairs neizskatās tik drausmīgi.

No šejienes jūs varat sākt izvērst to, kas jums ir. Ja jūtat, ka tikko esat tikuši cauri tam, izmēģiniet vienkāršus papildinājumus, piemēram, pievienojiet gaismas diodi, lai norādītu, kad motors pagriežas, vai pogu, lai ieslēgtu un izslēgtu kustību. Mazliet spēlējieties ar programmatūru un redziet, kā tā reaģē. Ja ieskrūvējat kādu programmatūru un apgāžat servo, tiešsaistē varat pasūtīt īpaši lētas rezerves.

Balstieties uz savām zināšanām, izmantojot šos paplašināšanas projektus

Jūs esat uzbūvējis robotu. Ko tagad? Pieņemot, ka tas vēl nav kļuvis jūtīgs un nav mēģinājis nogalināt cilvēci, ir vairāki projekti, kurus varat īstenot, un tie var balstīties uz jūsu esošo projektu pa vienam. Mēs neiedziļināsimies katrā detaļā, bet sniegsim dažas saites, lai jūs varētu sākt:

Kontrolējiet vairākas servos vienlaikus

Es savam uzbūvei pasūtīju šo mikrokontrolleri, kas patstāvīgi var vadīt līdz sešpadsmit servos (kas tiem, kas skaitās mājās, varētu pievienot četrus meArm robotus ... jauki). Komplekts nav iepriekš salikts, kas nozīmē, ka tam būtu nepieciešams zināms lodēšanas darbs. Varat saņemt arī citus iepriekš samontētus kontrolierus, piemēram, šo, bet daudzi maksā vairāk un izdara mazāk. Personīgi es domāju, ka kontrolieris 15 ASV dolāru apmērā ir piemērots veids, kā praktizēt lodēšanu, neriskējot pārāk daudz, ja to sabojājat, bet, ja nevēlaties izmantot šo iespēju, praktizējiet, vispirms kopā sametinot pāris vadus. Šeit ir daži ceļveži, kas var jums palīdzēt procesa laikā:

  • Adafruit 16 kanālu servo draiveris ar Arduino
  • Adafruit ceļvedis lieliskai lodēšanai
  • Kā darbojas Servos?

Pievienojiet infrasarkano tālvadības pulti

Infrasarkanās (IR) tālvadības pultis ir maldinoši vienkāršas (un tās var būt ērts papildinājums gandrīz jebkuram Arduino projektam). Viss, kas jums nepieciešams, ir sensors un tālvadības pults. Tālvadības pults nosūtīs kodus jūsu Arduino, ko pēc tam varēsit izmantot komandu aktivizēšanai. Šajā gadījumā jūs varat ieprogrammēt savu robotu, lai sāktu kustēties, pārstātu kustēties vai dotos noteiktā iepriekš ieprogrammētā pozīcijā. Tur jau ir pieejams diezgan daudz lielisku kodu, ko varat izmantot savos projektos. Jautrības labad jūs pat lasāt kodus televizora tālvadības pultī, ja vēlaties, piemēram, padarīt jūsu robotu dzīvu ikreiz, kad kāds maina kanālu. Šeit ir daži resursi, kas jums būs nepieciešami, lai sāktu:

  • Kā lietot IR tālvadības pultis kopā ar Arduino
  • Arduino infrasarkano staru tālvadības apmācība
  • širifs / Arduino-IRremote bibliotēka

Izmantojiet Wii Nunchuk, lai vadītu savu nāves mašīnu

Labi, jūs vēlaties kļūt tiešām traks? Skatiet iepriekš redzamo videoklipu, kurā parādīta robota roka - tas pats modelis, kuru jūs uzbūvējāt! - kuru kontrolē Wii Nunchuk. Tas izmanto šo izlaušanās adapteri (kuru jūs varat tieši pievienot spraudnim) un nodrošina pilnīgu kursorsviru vadību, kas nozīmē, ka jūs varat likt tai virzīties jebkurā vēlamajā virzienā, piemēram, futūristiskā lellē. Ja esat sasniedzis punktu, kurā esat gatavs sākt šo projektu, izmantojot šo rokasgrāmatu, jūs, iespējams, esat atpakaļ jau desmito reizi, tāpēc laipni gaidīti. Šis ir vismodernākais papildinājums, ko esam iekļāvuši šajā rakstā, tāpēc nejūtieties slikti, ja tas ir mazliet virs galvas. Tomēr tas ir patiešām forši. Šeit ir daži resursi tālākai lasīšanai:

  • Phenoptix meArm kursorsviru kontrole ar apgriezto kinemātiku
  • Wii Nunchuk breakout adapteris
  • Phenoptix meArm apgrieztā kinemātikas vadības bibliotēka

Kā jūs varat pateikt, robota rokas projekts aptver ļoti daudz jēdzienu un prasmju Arduino hakeru scēnā. Ja jūs varat to sasniegt caur šo projektu, nepārspīlējot vai nepadodoties, iespējams, ka varat ķerties pie lielākajai daļai Arduino projektu, kurus mēs regulāri demonstrējam. Darba sākšana var šķist iebiedējoša, bet, papildinot savas zināšanas un pieredzi pa gabalu, jūs varat izveidot kaut ko diezgan satriecošu.

Atvērt