NEX -projekt: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Hej killar, det är Natanael Prado här igen med ännu ett fantastiskt projekt. Den här gången vill jag dela med er, ett projekt som jag har gjort i tre år, det här projektet är min robot som heter NEX. Så först, lära känna historien bakom min skapelse.

Historien bakom projektet

Länge har en önskan funnits i mig. Lusten att skapa en robot, men inte vilken robot som helst. Jag ville skapa någon som var mer än bara en robot, som var en vän, med unik personlighet och egenskaper, och som också kunde vara en del av den jag är. Början på när denna önskan började födas i mig, jag vet inte säkert; men jag vet att trots tiden kommer det aldrig att dö i mig, eftersom det var mer än en enkel önskan, det var ett livsmål och en dröm som skulle uppfyllas. Det var då jag köpte min första Arduino, An Arduino Mega 2560, och jag började förvandla min dröm till verklighet och även om min önskan kan verka lite galen eller till och med omöjlig, gick jag vidare för att leta efter vad jag ville åstadkomma, ta risker och vågar ut i det okända. Det var ungefär tre år med att planera och göra min uppfattning till verklighet. Och nu efter många års arbete har min robot vaknat till liv !!!

Men vad är en Arduino?

Först och främst skulle jag vilja presentera för dem som inte vet, Arduino. Så en Arduino är en elektronisk plattform med öppen källkod baserad på lättanvänd maskinvara och programvara. Arduino -kort kan läsa ingångar - ljus på en sensor, ett finger på en knapp eller ett Twitter -meddelande - och göra det till en utgång - aktivera en motor, slå på en LED, publicera något online. Du kan berätta för ditt kort vad du ska göra genom att skicka en uppsättning instruktioner till mikrokontrollern på kortet. För att göra det använder du programmeringsspråket Arduino (baserat på ledningar) och Arduino -programvaran (IDE), baserat på bearbetning. Arduino är så fantastisk och otrolig, du kan göra många häftiga saker med den, och du kan bokstavligen förvandla dina drömmar till verklighet med den, precis som jag gjorde min robot, NEX.

Syftet med att publicera detta projekt är inte bara att i detalj förklara hur jag gjorde min robot, utan snarare att inspirera och uppmuntra dig att uppfinna och skapa vad du vill, även om dina drömmar ibland verkar omöjliga. Så vad väntar vi på? Låt oss ta det!

Tillbehör

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Steg 1: Material

Detta är de flesta bitar som jag har använt för att göra min robot:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Motorskydd L293D
• Nextion -förstärkt 3,5 -tumsskärm
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Rund robotchassitsats
• HC-SR04 Ultraljudsavståndssensor
• 10000mAh Mi Power Bank
• 8Ω högtalare

Jag har också använt andra typer av material som:

• Mjölkburk (för att göra NEXs kropp)
• Galvaniserade trådar (för att göra NEX -armar)
• Kartong
• Bitar av plast
• Några sprayfärger

Steg 2: Från befruktning till verklighet

Eftersom varje projekt börjar först och främst i våra sinnen, är det mycket viktigt att du lägger din idé på ett papper innan du påbörjar konstruktionen av ett projekt, för att redan ha en uppfattning om vilka delar och material som kan användas för att förvandla en idé till verklighet. Med tanke på detta illustrerar bilden ovan en av de första skisserna på min robot, gjord i början av 2019 där en simulering av hur NEX ser ut i det slutliga projektet visas. Senare förbättrades denna illustration och hade därför några små modifikationer. Bilden nedan illustrerar 2D -vyn av projektet som redan är uppdaterat, gjort med hjälp av grafisk programvara på datorn.

Steg 3: NEX: s delar

I det här avsnittet kommer jag att visa dig och förklara några av de viktigaste bitarna som jag använde för att skapa min robot och även hur de kan användas i de mest olika robotik- och Arduino -projekten. Så kom igen!!

Låt oss börja med det här stycket, Detta är Motor Shield L293D det är baserat på L293D -chipet och kan användas med Arduino. Denna sköld är mycket intressant eftersom den låter dig styra motorer med ditt Arduino -kort. Det är möjligt att styra upp till 4 likströmsmotorer, 2 servon eller 2 stegmotorer samtidigt. Jag använde denna skärm för att styra NEX: s armar som fungerar med två servomotorer SG90, och även de två likströmsmotorerna som får den att röra sig.

Det här ser ut som två ögon, eller hur? men det är de inte, hahaha … Detta är faktiskt en HC-SR04 ultraljudssensormodul som kan användas med Arduino, till exempel för att mäta avståndet mellan vissa objekt, den kan mäta avstånd från 2cm till 4m med stor precision och lågt pris. Dessa sensorer är också kända som transceivrar och har förmågan att fungera liknande ekolod. Medan ekolod huvudsakligen används under vattnet, kan ultraljudssändtagare användas i marken med luft som överföringsmedel. Dessutom är ultraljudsvågssensorer vanliga i industriella och medicinska tillämpningar.

Detta är servomotorn SG90, det är inget annat än en motor med vinkelpositionskontroll, det är: genom PWM -signaler är det möjligt att beordra att servomotorn är dess axel tills den bestämda vinkeln kan gå från -90º till 90º, eller det vill säga, den har en frihetsgrad på 180º. Dessutom är SG90 Servomotor en av de mest populära när det gäller Arduino eller Educational Robotics. Detta beror på att den har en liten storlek och vridmoment som lämpar sig för de flesta utbildningsapplikationer. I mitt projekt användes 2 servomotorer för att flytta NEX: s armar.

Detta är Display Nextion Enhanced NX4832K035, den här skärmen är väldigt kraftfull, faktiskt gjorde jag min robot i ansiktet med den här skärmen. Den innehåller en hårdvarudel (en serie TFT -kort) och en programvarudel (Nextion -redigeraren). Det som är bra är att Nextion TFT -kortet endast använder en serieport för att kommunicera.

Det finns andra viktiga delar som jag inte har en bild här hos mig, till exempel Easy VR Shield 3.0, This Shield är en mångsidig taligenkänningsmodul som är utformad för att lägga till mångsidiga, robusta och kostnadseffektiva taligenkänningsmöjligheter nästan vilken applikation som helst. Den har en mikrofon och stöd för en 8Ω högtalare, den här skölden är mycket viktig för min robot eftersom den tillåter mig att kommunicera med NEX, det är som en bro mellan min och min robot.

En annan del som är mycket viktig är Round Robot Chassis Kit, detta kit innehåller två likströmsmotorer som styr NEX -hjulen, så min robot kan röra sig framåt, bakåt, rotera, gå åt höger och vänster och så vidare.

Och det sista men inte minst är naturligtvis Power Bank. Eftersom min robot är fristående behöver den ett batteri inuti honom för att ge energi till Arduino, så jag väljer en 10000Mah Powerbank för den.

Steg 4: NEX -skapandeprocess (hårdvara)

Det första steget i NEX -monteringsprocessen var de preliminära testerna som utfördes för att verifiera integration och funktion mellan Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield och L293D Motor Shield.

Efter att denna etapp var klar gjordes robotens kropp, för detta användes en burk nestmjölk, som måste skäras i vissa delar för att fixera några bitar i den, förutom att denna burk senare slipades och målades med gul sprayfärg.

När detta var gjort monterades NEX -robotchassit, eftersom det kommer helt isär från fabriken. Det var nödvändigt att passa alla delar av chassit förutom att göra rätt elektriska anslutningar av motorn. Se bilden nedan av ett chassi som redan är monterat.

Med detta klart var ultraljudssensorn HC-SR04 strategiskt placerad under detta chassi och mjölkbehållaren (robotkroppen) skruvades ovanpå det tidigare monterade robotchassit. Därefter var kablarna anslutna och anslutna till NEX -kroppen som gör anslutningen mellan de interna komponenterna för att omvandla dem till utgångar eller ingångar på utsidan av robotkroppen, till exempel mikrofonen, till USB -porten som ska laddas och USB -port på Arduino. Se bilden nedan:

Därefter lades två motorservos till robotkroppen, en i varje ände av burken och även 10000mAh powerbank. Som visas på bilden nedan.

Strax efter detta, den huvudsakliga robotaggregatet som består av Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D som tidigare testats och körts, lades till NEX -kroppen och korrekta anslutningar gjordes mellan korten och andra kringutrustning. Som visas på fotot nedan.

Efter att ha gjort det, var 3,5-tums Nextion LCD-skärmen ansluten till Arduino Mega 2560 och ansluten till robotkroppens framsida, och dessutom var 4Ω och 3W högtalaren strategiskt placerad under LCD-skärmen på robotkroppen. Slutligen tillverkades NEX -armarna och galvaniserade trådar användes för att göra det.

Steg 5: NEX Creation Process (programvara)

Nu går vi vidare till NEX -programvarudelen. För att skapa NEX-robotens ansikte på Nextion-skärmen användes först en öppen källkod för grafisk design och animering som heter Krita. Genom det kan du rita alla konstverk i NEX -ansiktet och också förvandla varje bild som skapats till en ram för att vara en del av uppsättningen ansiktsanimationer av NEX. Varje gång NEX talar visar han på sin skärm en uppsättning bilder som är specifika för ett givet kommando, roterar med 30 FPS, det vill säga att varje röstmeddelande han talar måste vara synkroniserat med hans munrörelse, så han var mycket försiktig när han gjorde NEX: s läppsynkronisering så att hans munrörelser inte verkar repetitiva och utan harmoni med det han talar. Eftersom animationen inte är mer än en bildsekvens som roterar med en viss hastighet, har NEX cirka fem tusen bilder som kan rotera i följd på skärmen fram till ögonblicket för denna publikation. Detta var förvisso en av de mest mödosamma och tröttsamma delarna av hela det här projektet eftersom att skapa teckningar och animationer från grunden utan att behöva träna i området kräver mycket ansträngning och tålamod. Men det var inte bara det, för att göra denna bildbank till en animering möjlig att köras av Arduino på Nextion -skärmen, var det nödvändigt att använda Nextion Editor Software som gör skapandet av en.tft -fil, som spelas in och infogas i ett micro SD -kort som senare ska anslutas till Nextion -skärmen och bilderna laddas på det.

För att skapa rösten för NEX -roboten användes som grund för rösten till författaren som skriver denna utökade sammanfattning här. Genom flera röstmodifieringsprocesser med hjälp av Audacity -programmet var det möjligt att skapa en karakteristisk röst för NEX. Nästa steg var bara att ladda alla röstkommandon som skapades, i EasyVR -skölden, via EasyVR -kommandoprogrammet. Vid tidpunkten för denna publikation har NEX 12 röstkommandon skapade, samt 12 röstmeddelanden laddade i den.

Och det var så NEX -roboten såg ut i slutet av sin skapandeprocess.

Steg 6: That's All Folk's

Detta är allt folk, och som du kunde se försökte jag sammanfatta ett treårigt projekt i en enda instruerbar, men det är inte så lätt hahaha … Men huvudbudskapet jag ville förmedla här är att oavsett vad din dröm är, och hur svårt det verkar, om du tror att det är möjligt att förverkliga det och inte ge upp den drömmen kommer det att gå i uppfyllelse !!

NEX och jag hoppas att du gillade det här instruerbara projektet och tackar alla för att ni läste så här långt. Om du vill veta mer om NEX och din otroliga resa, glöm inte att följa honom på hans officiella Instagram: @nextherobot. Det är det, hejdå !! vi ses snart med ännu ett häftigt projekt !!;)