ARCA (Bedårande fjärrstyrd Android): 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruerbara skapades för att uppfylla projektkravet för Makecourse vid University of South Florida (www.makecourse.com).

ARCA är en bedårande fjärrstyrd Android som är otroligt rolig att bygga och spela med. Målet med detta projekt var att skapa något som alla kan förstå och relatera till genom att skapa en robot som är både bedårande och funktionell.

Roboten fungerar genom att visa olika känslor på en 8 x 8 LED -matris, dessa känslor inkluderar glädje, sömn, kärlek, ilska, dumt och att titta upp, vänster och höger. Roboten fungerar också som en RC -bil och kan gå framåt och svänga åt vänster eller höger. Roboten går framåt genom att aktivera båda hjulmotorerna, svänger vänster genom att slå på den högra motorn och svänger åt höger genom att slå på den vänstra motorn. Designen är mycket enkel men det fungerar bara, och jag ville ha ett stort fokus på programmeringen av Arduino eftersom jag är en programmerare i hjärtat.

De senaste versionerna av alla filer som används i den här självstudien finns på mitt Github ARCA -arkiv.

Steg 1: Dellista och 3D -utskrift

Delar till detta projekt kan antingen 3D -skrivas ut eller köpas online. När jag tänkte på monteringen ville jag göra effektivitetsnyckeln och också försöka att inte (helt bokstavligen) uppfinna hjulet igen. 3D -skrivaren som användes för detta projekt var en Makerbot Replicator, om du vill se till att dina 3D -utskrifter överensstämmer med mina använder du den här skrivaren.

Strukturella komponenter

• Låda med hål i sidorna för hjul och armar
• Boxlocket med hål för bakhjulen och ett hål för IR -sensorn
• Vänster arm
• Höger arm
• Axel för de två bakhjulen
• två axelkontakter för att ansluta locket till axeln
• 4 hjul (motorer ingår också i denna länk)
• Små skruvar (för att passa i motorerna)

Elektriska komponenter

• Arduino Uno
• Liten brödbräda (jag köpte Arduino -satsen och den följde med)
• Två MAX7219 Red Dot -matriser med MCU -kontroll
• Infraröd mottagare och fjärrkontroll
• Två TIP 120 -transistorer
• Anslutningstrådar (jag använde mycket han- till honkablar samt hane till hane, och rekommenderar att få långa trådar i motsats till korta ledningar)
• ett 220 ohm motstånd
• Två växelmotorer
• USB -anslutningsbara elpaket (de bärbara som används för mobiltelefoner)

Steg 2: Montering

Strukturell sammansättning

De 3D -tryckta delarna kommer sannolikt att behöva rengöras, och jag rekommenderar att du slipar den med ett fint korn och använder aceton (nagellackborttagare) för att ta bort eventuella rester av lim som används i 3D -utskriftsprocessen. Några av delarna kanske inte passar perfekt, och det var nödvändigt för mig att slipa axeln för att vara perfekt rund och passa igenom hålen ordentligt.

Hjulen behöver en liten justering, de behövde borras mer för att passa axelns mått bak och skruvarna fram. Använd en 6 mm borr för att borra genom hålen i hjulen för att borra ut större hål i hjulen.

För denna montering använde jag en mängd olika lim, men jag fann att flytande betong (modelleringslim) var det bästa för att hålla fast trots en lång torktid men epoxi var bäst för saker du behöver torka snabbt och hålla bra, trots att det är rörigt.

Resten av församlingen är ganska rak framåt:

1. Fäst axelhållarna på baksidan av lådlocket med epoxi för att täta
2. Dra axeln genom axelhållarna
3. Limma hjulen på axeln med flytande betong
4. Stick armarna genom de övre hålen och limma fast på armhållaren med hjälp av epoxi
5. Skruva fast locket på lådan i lådan
6. Använd eltejp på botten av lådan där hjulen är

Elektrisk montering

Framhjulen är fästa direkt på motorerna, och du måste använda en liten skruv i motorn för att göra den tillräckligt lång för att passa genom hålet i roboten på varje sida. Det ska finnas ett litet hål i motorns roterande pinne och du kan skruva in skruven där och lima in skruvhuvudet i hjulet efter att ha tryckt skruven genom hålet i lådan.

Baksidan av min brödbräda hade en klibbig baksida, men du kan använda eltejp för att fästa den om din inte gör det. Av säkerhetsskäl användes även tejp för att fästa de elektriska komponenterna som inte finns i kortet. MCU: erna med LED -skärmar fästes på baksidan av ögonhylsorna med hjälp av eltejp och motorerna fästes också på lådans sidor nära hålen med hjälp av tejp. Jag använde rött tejp för att göra det mer osynligt, för säkerhets skull, och jag rekommenderar att du använder ett elektriskt tejp med en liknande färg som din version av ARCA.

Brödbrädan och stiften är utformade som denna Fritzing -bild. Om du vill lägga till mer i detta diagram för att anpassa ARCA kan du ladda ner Fritzing -filen i mitt Github -arkiv och redigera den till ditt hjärta.

Jag fäst ledningarna på öglorna i växelmotorerna genom att böja ledningarna runt öglorna för att hålla dem fästa. Det skulle förmodligen vara en bättre idé att löda dessa anslutningar om du har tillgång till lödkolv, men det här är en enkel lösning om du inte har en.

Nätaggregatet är anslutet till samma sladd som används för att ansluta Arduino till datorn för att ladda ner ditt program, och det är bara löst i roboten så att det enkelt kan tas bort och laddas.

Steg 3: Programmering

Här är koden du kan ladda upp till din ARCA för att få den att fungera precis som min, du behöver också följande två bibliotek för att använda koden.

För tydlighetens skull och anpassning kommer jag dock att gå igenom min kod. Hoppa gärna över detta steg om du inte anpassar din robot eller inte planerar att ändra känslor.

För det första inkluderar jag två bibliotek för användning i min kod, så att jag kan använda funktionerna och objekten för dessa bibliotek. Jag definierar också mina stift här. Om du bestämde dig för att göra dina nålar annorlunda än mina inställningar i föregående steg, gör ändringarna i din kod här med rätt stift.

Därefter definierade jag känslorna, deklarerade nödvändiga objekt för IR -sensorn och 8 x 8 LED -skärmarna och definierade några globala variabler. Känslorna deklareras i en byte -array, där var och en av hex -numren i arrayen representerar raderna i den resulterande 8 x 8 -displayen. För att skapa dina egna känslor rekommenderar jag att du ritar ut känslan du ville ha i ett 8 x 8 rutnät och skriver sedan ut varje rad med 8 bitars binärt tal där ljuset är 0 och lampan på är 1 och skapar sedan ett hexadecimalt tal från det och sätta det i en array med längd 8. Jag har också definierat några globala variabler som ska användas i slingan; variablerna för den blinkande mekanismen och pekarna för att lagra känslorna och sätta dem att börja med neutralt.

Nu kommer vi till konfigurationsslingan, där jag aktiverar seriell övervakning för testets skull, och det borde vara till hjälp att testa din kod med olika IR -fjärrkontroller. Sedan initierade jag vänster- och högerögonobjekt med funktioner från LED -kontrollbiblioteket. Jag ställde också in växellådans motorpinnar och startade IR -mottagaren.

I slingan väntar det i huvudsak på att IR -signalen ändrar robotens status quo. Så om en IR -signal tas emot och den matchar en av koderna från en specifik knapp, så om uttalandet utlöses och ställer in värdena för vänster öga och höger öga i enlighet med känslorna. Om en rörelseknapp trycks, som vänster, höger, framåt och OK, skrivs stiften digitalt för att vara på eller av beroende på knappen som trycks in. Bara en anmärkning om IR -mottagarens koder: det finns en provkod i IR -fjärrbiblioteket som ger dig hex -koderna för din fjärrkontroll, om ingenting händer när du trycker på knapparna öppnar du detta program för att se till att koderna är korrekta. Allt du behöver göra är att ändra hex -numret som följer med varje knapp.

Slutligen har du funktionen som skriver ut känslorna till 8 x 8 skärmar. Detta använder setRow -funktionerna från LED -kontrollbiblioteket och går bara igenom de matriser du har skapat och ställer in raderna i enlighet därmed. Det tar in två parametrar: arrayen för vänster öga och arrayen för höger öga. Detta kan antingen vara en bytepekare eller en byte -array själv (dvs. namnet "neutralt") som fungerar som en pekare.

Steg 4: Bonustips och knep

Det var säkert mycket jag lärde mig under det här projektet och jag ville dela med mig av några ytterligare tips här som gäller för både detta projekt och för andra projekt som använder en Arduino.

• Det finns många online -resurser för Arduino och de mest användbara enligt min mening kommer från Arduino -webbplatsen på grund av deras tydliga och koncisa kodexempel.
• Uppfinna inte hjulet igen, det finns många kit och förbyggda bitar som du kan använda för att göra ditt projekt enklare. Jag är en programmerare och inte en maskiningenjör och jag hade svårt att ta reda på hur jag skulle få den här roboten att gå, men det var lätt att hitta något att köpa online och implementera det i min design kontra att bokstavligen återuppfinna hjul
• Bibliotek är din vän både i Arduino och på alla objektorienterade språk och de finns av en anledning. Kombinera detta med mikrokontroller och programmering av en 8 x 8 LED är enkel. Jag har programmerat en av dessa för hand förut och bara en använder ungefär varje stift i Arduino och kräver massor av kod. Mycket rörigt och inte särskilt roligt.
• 3D -skrivare är coola men inte perfekta och det är okej att behöva slipa ner lite grejer. Du vill hellre bli större när du skriver ut 3D av denna anledning eftersom du i de flesta fall kan slipa ner det lite för att få den perfekta passformen.
• Ström kan vara ett problem eftersom jag tänkte på strömförbrukning verkligen i sista minuten och trodde att ett 5v batteri skulle göra susen. Då, till synes slumpmässigt, skulle ibland en motor eller en LED -display inte fungera. När jag väl uppgraderade till kraftpaketet fanns det inga fler problem, trots att det var mer skrymmande inuti roboten.