Hur man bygger din första robot ($ 85): 21 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

JAG HAR GJORT EN NY OCH UPPDATERAD VERSION AV DETTA. HITTA DET HÄR https://www.instructables.com/id/How-to-make-your-first-robot-an-actual-program/ **************** ************************************************** *************** Uppdatering: Till cirka 10.000 personer som redan läst detta inlägg vill jag be om ursäkt. När jag först skrev det här inlägget var jag långt över att uppskatta priserna, på grund av att jag bor i Danmark, där allt är mycket expansivt! Den totala kostnaden för denna robot var ursprungligen inställd på cirka $ 150. Det visar sig att priset faktiskt bara är cirka $ 85 i resten av världen, nästan ett halvt pris !! (förlåt, jag har angett nya priser för komponenterna) ************************************** ****************************************** Om du har några problem eller frågor ang. detta projekt, var god kontakta mig på letsmakerobots.com Detta är en genomgång av hur man gör ett autonomt, självutforskande, "eget sinne" (inte fjärrstyrt, inte strikt förprogrammerat, men reagerar på omgivningen) robot på några timmar. Det är verkligen enkelt, och det kräver ingen kunskap om elektronik för att komma igång med robotbyggande. Fokus här är på det absolut nödvändiga för att täcka grunderna. Detta är tänkt att vara en ögonöppnare, efter att ha byggt detta kan du bygga vad som helst och styra vilken elektronisk enhet som helst! Låter galet? Det är sant, du behöver bara prova det för att förstå hur mycket kraft som finns i några av de marker du kan köpa för några dollar idag. Välkommen till mikrokontrollörernas värld:) Programmeringsexemplet jag skriver till slut är att göra den här roboten till vad du skulle kalla "väggundvikande" (den kommer att sniffa runt och utforska baserat på vilka objekt den möter, vad som finns till vänster, höger och framåt), men det kan programmeras till vad som helst - enkelt. Om intresse visas kommer jag att tillhandahålla fler program för det. Här är en annan som använder exakt samma grundläggande principer, bräda, chip etc. det är MYCKET lika - bara jag har lagt ner lite mer tid på det här;)

Steg 1: Köp material (projektkort, mikrokontroller och startpaket)

Inköpslista, börja här, med detta: Länkar är precis där jag råkade hitta föremålen från ett world wide web -perspektiv. Du kan naturligtvis använda vilken (webb) butik du vill. Priserna är ca. Så långt som möjligt, försök att få allt från samma butik och från en butik i ditt eget land etc för att få de bästa erbjudandena och snabbare leverans etc. 1 PICAXE-28X1 startpaket 28-stifts projektkortet i detta paket är som en omgång Mario Bros; Roligt och fullt med statister och dolda funktioner, vilket gör att du vill spela om och om igen. Detta inkluderar huvudhjärnan, PICAXE-28X1. Pris: 38 USD Detta är lite expansivt, men det är bara första gången jag rekommenderar dig att skaffa detta, det innehåller en massa fina grundläggande saker, du får en CD-ROM med massor av manualer, kablar, ett kort, mikroprocessorn etc. Egentligen är det extremt billigt. Liknande paket kostar upp till 10 gånger detta pris! Var noga med att skaffa USB-versionen, bilder i butikerna kanske inte matchar och visa en seriekabel när du beställer en USB. När du köper USB-versionen är det inte nödvändigt att få USB-kabeln som en extra artikel, även om den också säljs separat. Hämta den här. för framtida projekt, mycket billigare, är du en robotbyggare med alla grunderna gjorda.

Steg 2: Köp materialet (motordrivrutinen L293D)

1 L293D Motor Driver Namnet säger allt, mer om detta chip senare:) Pris: 3 USD Få det här

Steg 3: Köp materialet (Servo Upgrade Pack)

1 PICAXE Servo Upgrade Pack-Ett enkelt sätt att få en servo toppad med några små delar som behövs för detta projekt. Du kan också få vilken standard servo som helst, stiften som visas på bilden och ett enda 330 Ohm motstånd istället för det gula chipet, om du skulle vilja. Pris: 15 USD Få hela paketet här Vad är en servo? En servo är en hörnsten i de flesta robotapparater. För att göra det kort är det en liten låda med trådar till och en axel som kan svänga cirka 200 grader. på denna axel kan du montera en skiva eller annan kringutrustning som följer med servon. De tre ledningarna är: 2 för effekt och en för signal. Signaltråden går till något som styr en servo, i det här fallet är det mikrokontrollen. Resultatet är att mikrokontrollern kan bestämma vart axeln ska vända, och det är ganska praktiskt; Du kan programmera något för att fysiskt flytta till en viss position.

Steg 4: Köp materialet (en sensor så vi kan se.. Erh - Sense)

1 Sharp GP2D120 IR -sensor - 11,5 " / analog11,5" eller ett annat intervall kommer att göra. Köp bara inte "Digital version" av Sharp -sensorerna för den här typen av projekt, de mäter inte avstånd som de analoga gör. Pris: 10 USD Få det här Var noga med att få de röda/svarta/vita trådarna för det. Detta är inte alltid inkluderat, och det är ett icke-standarduttag! Detta är faktiskt inte en favorit hos mig, jag brukar använda ultraljudssensorer, till exempel SRF05 (hitta den var som helst via Google-de säljer den också på picaxe-storepicaxe -butik där de kallar det SRF005 och har en bild på baksidan av en SRF04 i butiken! Men det är den rätta, och jag sa till dem men..). I alla fall; SRF05 är mycket mer pålitlig och exakt. Det är också snabbare, men kostar lite mer, är lite mer komplicerat att skriva kod till, och lite mer komplext att installera - så det används inte här, men om du är ny, köp en av dessa istället;) Om du går för SRF05, jag har gjort en liten genomgång för att ansluta SRF05 här på letsmakerobots.com

Steg 5: Köp material (motorer och hjul)

2 växelmotorer med hjul Ju högre förhållande, starkare robot, lägre, snabbare robot. Jag rekommenderar förhållandet någonstans mellan 120: 1 till 210: 1 för den här typen av projekt. Pris totalt: 15 USD Få några här

Steg 6: Du kommer också att behöva, och du kan också köpa.

Du behöver också:

• Dubbelsidig tejp (för montering är den skummande sorten bäst)
• Lite tråd
• Vanligt tejp (för att isolera en kabel kanske)
• Enkel lödutrustning (Alla billiga kit kommer att fungera bra)
• En vanlig liten nipper eller sax för att klippa saker
• En skruvdragare

Du kan också få, medan du håller på:

• Några lysdioder om du vill att din robot ska kunna signalera till världen eller göra coola blinkande effekter
• Fler servon för att få din robot att röra sig mer..erh..arms? Eller servon med servon på osv.
• En liten högtalare om du vill att din robot ska producera ljudeffekter och kommunicera till dig
• Något slags bältesspårsystem. Robotar med bältesspår är också coola, och styrenheten och resten kommer att vara desamma. Här är ett exempel på vad du kan ta det till med bältesspår TAMYIA gör coola bältspårsystem, och det här är också en av mina favoriter
• Någon form av linjesensor-kit, för att göra din robot till en Sumo, en Line-följare, stoppa den från att köra av bord och allt annat som behöver "titta ner".

Steg 7: Låt oss göra en robot

ok! Du har beställt grejerna, fått dina paket (er), du vill bygga:) väl.. Låt oss komma igång! Montera först hjulen på dina växelmotorer. Och lägg till däck (gummiband i detta fall).

Steg 8: Den dubbelhäftande tejpen - trick

Ett enkelt sätt att montera saker för snabba (och otroligt solida och varaktiga) robotar är dubbelhäftande tejp.

Steg 9: Bygg kroppen av.. Ingenting, verkligen

Sätt i batterierna så att du har en realistisk uppfattning om vikt och balans. När batterierna ligger under hjulaxeln kan du få det att balansera, men det är inga problem om det inte gör det. Lägg till lite dubbelhäftande tejp till knappen på servern också, och..

Steg 10: Designa din robot

Välj din egen design, du kan också lägga till extra material om min "design" är för enkel. Det viktigaste är att vi har allt limmat ihop: Batterier, Servo och hjul. Och hjul och servo kan vridas fritt, och det kan stå på hjulen på något sätt, balansera eller inte.

Steg 11: Koppla bort

Ta ut batterierna för att undvika att bränna något oavsiktligt! (lita på mig, du vill;)

Steg 12: Låt oss komma igång med styrelsen

Och nu för huvudhjärnan. Du borde ha ett projektkort som liknar det på bilden. (Och så kan detta vara av intresse för dig i framtiden) Lägg märke till att det har ett chip i det. Ta ut det. Chippet är en Darlington-drivrutin som är ganska praktisk placerad där på brädet, men vi kommer inte att behöva det för det här projektet, och vi behöver det utrymme, så bort med det chipet! Det är lättast att få chips ur deras genom att sätta i en vanlig platt skruvmejsel precis under den, flytta den och tippa försiktigt upp chipet.

Steg 13: Sätt i chipsen

Ett nytt, helt nytt chip passar vanligtvis inte direkt i ett uttag. Du måste pressa det i sidled på ett bord för att böja alla benen i en vinkel så att det passar. (Benen går ner, i uttagen:). Se till att alla ben sitter i hylsorna. Om du köpte Servo -uppgraderingen från Picaxe har du ett gult chip. Sätt den i stället för Darlington. Observera att inte alla hål i projektkortet är fyllda med det gula chipet. Vi behöver bara de åtta till höger i bilden, eftersom detta bara är enkla motstånd, vi behöver inte mata dem extra. Detta gula chip är faktiskt bara 8 * 330 Ohms motstånd i ett snyggt paket. Och så, om du skulle ha ett motstånd kan du bara sätta in det istället i fack nummererat “0” (se bilden för detta fula lilla hack), eftersom det här är det enda vi kommer att använda när vi bara använder en servo. Också sätt in det stora chipet, hjärnorna, mikrokontrollern, Picaxe 28 (versionsnummer) i projektkortet. Viktigt att vända detta på rätt sätt. Observera att det finns ett litet märke i ena änden, och så på tavlan. Dessa måste gå ihop. Detta chip kommer att få ström från kortet via 2 av dess ben. Alla resterande 26 ben är anslutna runt på kortet, och de kommer att vara programmerbara för dig, så att du kan skicka ström in och ut till upptäcka saker och kontrollera saker med de program du laddar upp till denna mikrokontroller. (Häftigt!)

Steg 14: Sätt i motorstyrenheten

Sätt nu in motorstyrenheten L293D i det sista uttaget. Var noga med att vända den här på rätt sätt precis som mikrokontrollern. L293D-motorstyrenheten tar 4 av utgångarna från mikrokontrollen och gör dem till 2. Låter dumt? Tja.. Alla vanliga utdata från mikrokontrollern kan bara vara "på" eller "av". Så bara att använda dessa skulle (exempel) bara göra din robot i stånd att köra framåt eller stanna. Inte omvänd! Det kan komma in på ett obehagligt sätt när det vetter mot en vägg. Brädan är så smart att de 2 (nu vändbara) utgångarna får sitt eget utrymme, märkta (A) och (B) precis bredvid motorstyrenheten (längst ner till höger på bilden). Mer om detta senare.

Steg 15: Den röda plasten på brädans baksida

På baksidan av brädan kan du hitta konstig plast. Detta har ingen nytta, det är bara en rest från tillverkningen. De "doppar" brädan i varm plåt, och delar som de inte vill ha så att de blir förtunna förseglas med detta. Skala bara av det när du behöver hålen som de tätar.

Steg 16: Anslut motorns ledningar till kortet

Ta 4 bitar av tråd och löd dem till de 4 “A & B” - hålen… Eller om du är så avancerad, använd några andra sätt att ansluta 4 kablar till standardhålen! (man kan köpa alla möjliga standarduttag och stift som passar) Om du (som jag) bara löds på brädet kan du förstärka denna del med lite tejp. eller om du har någon av den värmekrympande plasten kan du stödja trådarna med detta.

Steg 17: Anslut kablarna till motorerna

2 "A" går till en motor, och 2 "B" till den andra. Det spelar ingen roll vilken, så länge "A" är ansluten till en motor och "B" till de två polerna i den andra. (Ja, mitt lödkolv är riktigt smutsigt, jag vet, haha - så länge som det fungerar, du vet;)

Steg 18: Anslutning av servon

Låt oss nu ansluta servon. Om du skulle läsa Picaxe-dokumentationen kommer du att läsa att du ska använda 2 olika strömkällor om du lägger till servon. Kort sagt; Vi har inget emot det här, det här är en enkel robot, och enligt min erfarenhet fungerar det bra. Yo måste lödda en extra stift för att mata ut "0" om du vill använda standard servoanslutning. En sådan pin kommer med Picaxe -uppgraderingspaketet (en hel rad, faktiskt), men du behöver bara en för en servo, och de kan köpas i vilken elektronikbutik som helst. Om din servokabel är (svart, röd, vit) eller (Svart, röd, gul), den svarta ska vara på kanten av brädet. Min var (brun, röd, orange), och så går den bruna till kanten. Tipset är vanligtvis det röda; Det är det som kallas V, eller någon av dessa, som används slumpmässigt: ("V", "V+", "œ+", "1"). Det är här strömmen kommer ifrån. Den svarta (eller bruna i mitt fall) är G, eller ("œG", "œ0" eller "-"). Detta är också känt som "œGround", och det är där strömmen går till. (de två polerna, +/- kommer du ihåg dina fysiklektioner? Den sista färgen är då "Signalen" (vit, gul eller orange) En servo behöver både " + &-" eller "V & G", och en signal. Vissa andra enheter behöver bara "Ground" och "Signal" (G & V), och vissa kan både behöva V, G, Input och output. Kan vara förvirrande i början och allt heter alltid annorlunda (som jag just gjorde här), men efter ett tag kommer du att få logiken, och det är faktiskt extremt enkelt - även jag förstår det nu;)

Steg 19: Anslutning av huvudet

Låt oss nu ansluta till huvudet, Sharp IR-sensorn. (eller SRF05 om du valde det alternativet) (Om du köpte en SRF005 eller liknande istället, bör du titta här om hur du kopplar upp det, det är annorlunda än det här!) Det finns en miljon sätt att ansluta till en sak som Skarp IR-sensor, men här är ledtrådar: Rött måste anslutas till V1, det vill säga (i denna inställning) allt som är märkt med  €œVà ¢ €Â, eller är anslutet till detta. Svart går till G, Vitt som ska anslutas till analog ingång 1. Om du läser dokumentationen som medföljer projektkortet kan du läsa hur du fäster den medföljande bandkabeln och använder detta. Vad jag har gjort på bild, är att klippa av en kabel från en gammal utbränd servo, lodad i en nål och kopplade ihop det hela som en servo. Du kan använda den för att se vilka färger i Sharp som går till vilken rad på brädet.. eller ett sätt att göra detta. Väder använder du band eller €œmy metodâ  â⬬ att ansluta Sharp IR, du bör också ansluta de 3 återstående analoga ingångarna till V. (titta på de små stiften som är anslutna på bilden, bredvid kontakten) Jag hade några hoppare som låg, och du kan se att alla 3 anslutningar kvar är korta. (Det sista paret, inte vidrörda, är bara två à ¢ €œGroundà ¢ €Â, du behöver inte korta dessa). Om du använder menyfliksområdet kan du bara ansluta ingångarna till V (eller jorda för den delen) genom att ansluta trådarna i par. Anledningen till att det är viktigt att genväga de oanvända analoga ingångarna här är att de är â € ¬Âœ vänster flytande. Det betyder att du kommer att få alla möjliga konstiga avläsningar där du försöker läsa om dessa inte är anslutna. (kort sagt, det här är en halvfart genomgång, vi måste komma till slutet;)

Steg 20: Låt det vara liv

Nu för lite skoj! Lite hur du ska få den röda ledningen från dina batterier (+) ansluten till den röda tråden på projektkortet (V). Och den svarta (-) till (G). Hur du gör detta beror på vilken utrustning du köpte. Om det finns en batteriklämma på både batterier och kort bör du ändå se till att "+" från batterierna hamnar på "V" på kortet. (Läs mer här) Ibland (men inte ofta) kan klippen vändas till varandra, och att bara sätta ihop två matchande klipp är ingen garanti för att + kommer till V och - kommer till G! Se till, annars kommer du att se smältande saker och röka! Mata inte brädet med mer än 6V (inga 9V batterier, även om klippet passar) Som en anteckning; Vi arbetar bara med en strömförsörjning här. Senare vill du använda samma Ground, men både V1 och V2. På så sätt kan dina marker få en källa, och motorerna etc en annan (starkare) spänning. Installera Picaxe programmeringsredigeraren på en dator, följ manualerna för att få din Jack / USB / Serial ansluten, Sätt i batterierna i din (fortfarande huvudlösa)) robot, sätt in jackpinnen i din robot.. gå in i programmeringsredigeraren och skrivervo 0, 150Tryck på F5, vänta på att programmet ska överföras, och din servo ger lite ryck (eller snurrar, beroende på vilket sätt det var). Om något går fel här, kontakta mig eller kontakta handböckerna och portarna osv tills inga fel rapporteras och allt verkar fungera. För att testa, försök att skriva servo 0, 200och tryck på F5 Servoskivan ska snurra lite och sluta. För att komma tillbaka, skriv: servo 0, 150och tryck på F5 Nu är robotens "hals" vänd framåt. Stick på "huvudet" - Sharp IR

Steg 21: Heads Up & Go

Du är klar med att bygga grunderna! Du har faktiskt skapat en robot. Nu börjar det roliga, du kan programmera det för att göra vad som helst, och fästa vad som helst till det, expandera på något sätt. Jag är säker på att du redan är full av idéer, och du kommer sannolikt inte ha följt mig hela vägen;) Designen kan vara försiktig, du kan ha använt andra delar osv. Men om du har anslutit enligt beskrivningen, här är några tips för att komma igång med att programmera din robot: Ange (kopiera-klistra in) den här koden i din redigerare och tryck på F5 medan roboten är ansluten: Obs: Koden kommer att se mycket trevligare ut när du får den i din editor, den kommer att känna igen kommandon och ge dem färger. +++ main: readadc 1, b1 'tar spänningen tillbaka till analog pin 1 och lägger in den i variabel b1debug' detta drar ut alla variabler till redigeraren. gå till main +++ Nu tar du handen framför av robotens huvud och märka hur variabeln b1 ändrar värde. Du kan använda den kunskap du fått för att avgöra vad som ska hända när (hur nära saker ska komma innan..) Nu råder jag dig att sätta upp din robot på en tändsticksask eller liknande, då hjulen börjar svänga. Ange (kopiera-klistra in) denna kod i din redaktör och tryck på F5 medan roboten är ansluten: +++ hög 4låg 5 +++ Ett av hjulen ska svänga åt ett håll. Svänger dina hjul framåt? Om så är fallet är detta instruktionen för det hjulet att svänga framåt. Om hjulet vrider sig bakåt kan du prova detta: +++ låg 4hög 5 +++ För att vrida det andra hjulet måste du ange hög 6låg 7 (eller tvärtom i motsatt riktning.) Servon du redan har provat. Hela vägen till ena sidan är: servo 0, 75 den andra sidan är: servo 1, 225- och center: servo 1, 150 Här är ett litet program som kommer (ska, om allt är bra, och du sätter in rätt parametrar för hög/låg för att passa dina ledningar till motorerna) få roboten att köra runt, stanna framför saker, titta åt varje sida för att bestämma vilken som är bäst, vrid den sätt, och kör mot nya äventyr. +++ Symbol fara -nivå = 70 'hur långt borta bör saken vara innan vi reagerar? bör vänta på att servon ska vända (beroende på dess hastighet) innan vi mäter avstånd huvudsakligen: 'huvudslingan läsadc 1, b1' läs hur mycket avstånd framåt om b1 <dan gerlevel thengosub nodanger 'om ingenting är framåt, kör framåtelsegosub i vilket fall' om hinder framåt bestäm sedan vilken väg som är bättre än om det går till huvud 'detta slutar öglan, resten är bara sub-rutinerfara:' detta borde vara din kombination för att få roboten att köra framåt, dessa måste du sannolikt justera för att passa det sätt som du har kopplat dina robotar motorer hög 5: hög 6: låg 4: låg 7återgång vilket: gosub totalhalt 'första stopp!' servon som ska vara färdig att vrida gosub totalhaltreadadc 1, b1'Titta åt andra hållet: gosub rturn 'titta till en annan sidopaus servo_turn' vänta på att servon ska vara färdig att vändagosub totalhaltreadadc 1, b2 'Bestäm vilket som är det bästa sättet: om b1gosub body_lturnelsegosub body_rturnend ifreturn: hög 6: låg 5: låg 7: hög 4 'det här bör vara din kombination som vänder roboten en väg paus sväng: gosub totalhaltreturnbody_rturn: hög 5: låg 6: låg 4: hög 7' detta borde vara din c ombination som vänder roboten den andra vägen stoppar roboten! Servo 0, 150 'ansikte framåt väntar 1' fryser allt för en sekund tillbaka +++ Med lite smart programmering och tweaking kan du göra roboten, vända på huvudet, fatta beslut, göra små justeringar, sväng mot ¢ €œintressanta hålââ € ™ som dörröppningar, alla arbetar samtidigt, medan du kör. Det ser ganska häftigt ut om du får roboten att snurra medan huvudet vänder;) Vill du ha lite mer avancerad kod? Kontrollera detta: https://letsmakerobots.com/node/25Sound:Du kan också lägga till en liten högtalare till exempel (utgång) stift 1 & jord, och skriva ljud 1, (100, 5)- eller i exempelprogrammet ovan gör detSound 1, (b1, 5)- för att få roliga ljud beroende på avståndet till föremål framåt. Du kan också fästa en lampa eller en lysdiod till stift 2 och jorda och skriva (kom ihåg att lysdioderna måste svänga åt rätt håll) Hög 2 för att vrida på lampan och Låg 2 för att stänga av den;)- Vad sägs om en laserpenna, monterad på en extra servo? Då kan du få roboten att vända lasern och slå på och av den och peka ut platser..

• Lägg till en markör på den (kanske på en andra servo, så att den kan ta av och på pappret?), Och lära den att skriva hur många gånger du vinkar handen framför den på ett papper.
• Förvandla den till en "katt-få-ner-från-stolen" -vakt-robot, skakar när katten kommer nära.
• Få den att jaga en annan robot (eller katt?) Du kommer att komma in i några bra jaktrutiner på detta sätt!
• Låt det söka i mitten av ett rum
• Få den att fungera som en mus; Frys om det finns rörelse i sikte, och rör dig alltid nära väggar och leta efter små luckor för att komma in.

Du kan också ta isär en gammal leksaksbil, ta ut elektroniken i den, spara motorerna och vändanordningen i den och ansluta din bräda, servo och sensor-du kommer att ge ditt fordon liv:) Testa också för att läsa en del av dokumentationen kommer det att vara meningsfullt nu när du fick ett försprång, du kan göra vad som helst nu! Välkommen till en väldigt rolig värld av hemgjorda robotar, det finns tusentals sensorer och ställdon som bara väntar på att du ska koppla ihop dem och göra robotar av dem:) Ta nu några bilder på din robot och skicka dem till mig på letsmakerobots.com - Cja;)