Ard-e: el robot con un Arduino como cerebro: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Cómo crear un robot controlado por Arduino de código abierto por menos de $ 100.

Con suerte, después de leer este instructivo, podrá dar su primer paso hacia la robótica. Ard-e cuesta alrededor de $ 90 a $ 130 dependiendo de la cantidad de dispositivos electrónicos de repuesto que tenga por ahí. Los costos principales son: Arduino Diecimella- $ 35 https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Bulldozer kit- $ 31 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- $ 10 Conseguí el mío en una tienda de pasatiempos local Motor de engranajes helicoidales- $ 12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Varios otros productos electrónicos- alrededor de $ 10 radioshack o digikey.com Sensores - desde 0 dólares hasta $ 28 dependiendo de cuántos quieras y cuán extenso sea tu montón de electrónica basura. Entonces, con un gasto de alrededor de $ 100 obtienes un robot de control remoto con un sistema de giro e inclinación que podría usarse para apuntar una cámara, un pirateo pistola de airsoft (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) o puede conectarle un láser porque eso es lo que tiene por ahí. Si quisiera ser realmente cruel, podría conectarle un láser de DVD y grabar lo que quisiera (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Además de hacer que el sistema de giro e inclinación sea controlado a distancia También puede comprar chips por valor de aproximadamente tres dólares, conectar sensores a Ard-e y hacerlo completamente autónomo. Por alrededor de cien dólares puedes construir tu propio sistema de robótica que tiene la mayor parte de la funcionalidad de un roomba o un robot lego-mindstorms: puede detectar cuando choca con algo, programarse para evitarlo, puede seguir al más brillante iluminar, oler contaminantes, escuchar sonidos, saber con precisión hasta dónde ha llegado y ser controlado por un viejo mando a distancia reciclado. Todo esto por aproximadamente la mitad del precio de las unidades comerciales. Esta es mi participación en el concurso de robots RobotGames, así que si te gusta, ¡asegúrate de votar por él! Nota: Originalmente iba a ingresar a la versión de control remoto solo como mi entrada al concurso, pero dado que la fecha límite se retrasó, te mostraré cómo hacer que Ard-e corra él mismo. Entonces sobre cómo construir Ard-e

Paso 1: construya su excavadora

Entonces, una vez que reciba su nuevo kit de excavadora, ya sea por correo o en su tienda de pasatiempos local, debe armarlo. Estos kits de Tamiya tienden a ser un poco caros, pero valen la pena. Encontré la caja de engranajes helicoidales que utilizo para desplazar el láser en una caja de proyectos antiguos cubierta de polvo, no había sido tocada durante unos tres años. Después de soplar el polvo y engancharlo, funcionó bien.

Una navaja de bolsillo o un peletero deberían ser todas las herramientas que necesitará para instalar la excavadora. Las instrucciones son paso a paso y fáciles de seguir incluso si el inglés es un poco inestable. Como no estaba planeando usar Ard-e como una excavadora realmente débil, no coloqué el arado. Los motores de CC que impulsan la excavadora están controlados por los interruptores bipolares y de doble tiro (DPDT) que componen el controlador. Agregué un diagrama sobre cómo conectar su propio interruptor DPDT para controlar un motor porque luego termino controlando el motor panorámico con otro interruptor DPDT. Con suerte, el diagrama deja en claro que el interruptor cuando se acciona en una dirección hace que el motor gire en una dirección y cuando se acciona en la otra dirección, gira en la otra dirección.

Paso 2: ensamble el sistema de giro e inclinación

Entonces, ahora tiene una base para Ard-e que está bien diseñada y construida (con suerte, el inglés en las instrucciones no lo confundió demasiado). Ahora necesitas construir algo con lo que esta base pueda conducir y hacer cosas interesantes. Elegí poner otro motor de CC y un servo en él como un sistema de giro e inclinación que podría usarse para apuntar lo que quisieras. El servo está controlado por Arduino y el motor de panorámica está controlado por un interruptor DPDT que compré en la radio shack por alrededor de dos dólares. Para controlar el servo, escribí un código en el entorno del software Arduino que lee la caída de voltaje de un potenciómetro y lo convierte al ángulo al que se debe mover el servo. Para implementar esto en el Arduino, conecte el cable de datos del servo a uno de los pines de salida digital en el Arduino y el cable de voltaje positivo a 5V y el cable de tierra a tierra. Para el potenciómetro, debe conectar los dos cables externos a + 5V y el otro a tierra. El cable central del potenciómetro debe conectarse a una entrada analógica. El potenciómetro actúa entonces como un divisor de voltaje con valores posibles de 0V a +5. Cuando el Arduino lee la entrada analógica, la lee de 0 a 1023. Para obtener un ángulo en el que ejecutar el servo, dividí el valor que el Arduino estaba leyendo por 5,68 para obtener una escala de aproximadamente 0-180. Aquí está el código que usé para controlar el servo de inclinación desde un potenciómetro: #include int potPin = 2; // selecciona el pin de entrada para el potenciómetro Servo servo1; int val = 0; // variable para almacenar el valor proveniente del potenciómetro vacío setup () {servo1.attach (8); // selecciona el pin para el servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // lee el valor del potenciómetro val = val / 5.68; // convierte el valor a grados servo1.write (val); // hacer que el servo llegue a ese grado Servo:: refresh (); // comando necesario para ejecutar el servo} Si necesitas ayuda para trabajar con Arduino como lo hice yo, te sugiero que vayas a www.arduino.cc Es un fantástico sitio web de código abierto que es realmente útil. Entonces, después de probar el control del servo y el interruptor, necesitaba un lugar para colocarlos. Terminé usando un trozo de madera de desecho cortado aproximadamente del mismo largo que Ard-e y atornillándolo en la tabla posterior con un trozo de aluminio doblado en un ángulo de 90 grados. Luego instalé el interruptor DPDT y el potenciómetro en el controlador. Fue un apretón apretado y tuve que perforar otro agujero en la parte superior para pasar los cables, pero en general funcionó bastante bien. También terminé soldando cables en el circuito del controlador existente para alimentar la caja de engranajes helicoidales. Realmente probablemente debería haber usado otro servo para la panorámica, pero la tienda de pasatiempos a la que fui solo tenía uno de los diez dólares y el motor puede girar 360 grados a diferencia del servo. Sin embargo, el motor es demasiado lento. Ahora vamos a probar.

Paso 3: Prueba y creación de la versión controlada de forma remota de Ard-e

Entonces, antes de comenzar a conducir Ard-e, debemos hacer que Arduino sea móvil. Todo lo que necesita para que Decimilla se convierta en móvil es una batería de 9 voltios conectada a un enchufe que encaja en la fuente de alimentación externa. Terminé cortando el cable de alimentación de un transformador viejo y obtuve un clip de batería de nueve voltios desmontando uno viejo de nueve voltios. El puente también debe moverse de la alimentación USB a la alimentación externa. Si la batería está conectada correctamente, la luz de encendido del Arduino debería encenderse. Si no es así, probablemente se equivocó en la polaridad y debería cambiar los cables. Hice esto al principio y no causó ningún daño al chip, pero no recomendaría hacerlo por mucho tiempo.

Ahora debe probar para ver si todo funciona como esperaba. Adjunte algo al sistema de giro e inclinación, como una cámara o un LED. Usé un láser atado con cremallera al servo porque encajaba bien y tenía uno por ahí. Conduce Ard-e y trata de no enfocar tus ojos con el láser. Cuando puse Ard-e por primera vez, puse el Arduino detrás del controlador y lo pegué en su lugar. Con esta configuración, cada vez que ejecutaba los motores impulsores o el motor de panorámica, el servo iría a la posición de 0 grados. Aparentemente, el funcionamiento de los motores interferiría con el pulso de control de sincronización y haría que el servo pensara que se suponía que estaba a 0 grados. Pensé que esto probablemente se debía a la longitud del cable de control del servo de Ard-e. Tenía que correr desde Ard-e hasta el Ardunio detrás del controlador mientras estaba muy cerca de los cables que llevaban la corriente a los motores. Estos cables indujeron mucho ruido en el cable de control y lo hicieron pasar a 0. Para solucionar este problema, moví el Arduino desde detrás del controlador a Ard-e. Tenga en cuenta el montaje de cinta adhesiva de aspecto muy profesional tanto del servo como del Arduino. Esto eliminó los cables del motor que inducían ruido y solucionó el problema. Los cables largos luego simplemente llevaron la energía y la señal de entrada del potenciómetro en lugar de la señal de control y energía para el servo. El ruido de los cables del motor ahora afecta la lectura del potenciómetro, lo que tiene poco o ningún efecto en el grado al que se conduce el servo. Así que ahora tiene la versión de Ard-e a control remoto. Básicamente, acabas de hacer un auto hecho en casa realmente genial con el que puedes conducir y señalar cosas. El Arduino está infrautilizado por decir lo menos. Ard-e en este momento está utilizando 1/6 de su capacidad para detectar el mundo analógico y 1/14 de sus capacidades de E / S digitales. Podrías ahorrarte algo de dinero y simplemente sacar el servo y Arduino si todo lo que quieres es un auto construido en casa…. Pero si realmente quieres hundirte en la robótica, sigue leyendo sobre cómo hacer que Ard-e conduzca él mismo.

Paso 4: Ard-e en automático: uso de Ardunio para impulsar los motores de CC

Segundo premio en el Concurso de Robots Instructables y RoboGames