BOB' V2.0: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Esta es una secuela, por así decirlo, del instructable 'Robot que evita obstáculos con personalidad'. En ese instructable, decidí llamar al robot 'BOB'. BOB tenía bastantes defectos e inconvenientes, por lo que ahora he mejorado BOB de varias maneras. (¿Él? ¿Eso?) Ahora tiene mejor:

• Resistencia (sistema de energía mejorado)
• 'Visión' (sensores adicionales)
• 'Nervios' (las conexiones se hacen de forma más segura)
• Capacidad intelectual (microcontrolador diferente)

Bob ahora usa un regulador de conmutación y una batería RC de 9.6V para potencia, mejores montajes de sensor, un sensor de infrarrojos GP2D12 adicional, un servo de panorámica para el telémetro ultrasónico y un microcontrolador AVR ATmega168 en una placa de desarrollo Arduino. Siempre me ha gustado construir proyectos con microcontroladores, ¡y qué sería mejor que construir un robot con uno para mostrar todas las capacidades del microcontrolador!

Paso 1: Lista de piezas

Aquí hay una lista de lo que comprende BOB y dónde obtenerlos: Servos:

• 1x Futaba S3003 (Hobby Servo) - Hobbytown USA, Futaba.com
• 2x Servos de rotación continua Parallax - Parallax.com, Acroname.com

Prototipos de hardware / cables:

• 1x cable sensor de 3 hilos: cualquier revendedor de piezas robóticas en línea. Obtuve el mío de Trossenrobotics.com.
• 4x 'Conectores analógicos para montaje en placa'. - Tengo estos AQUÍ. Creo que también puedes conseguirlos de Digikey.
• Protoboard - Radioshack
• Varias longitudes de cable (para las conexiones en la placa). Usé una placa de pruebas porque ODIO soldar. La placa de pruebas se utiliza para realizar todas las conexiones entre los sensores y el microcontrolador.
• Encabezados masculinos: he tenido algunos que obtuve de sparkfun AQUÍ.

Sensores:

• 3x Sensores IR Sharp GP2D12 (con cables de 3 hilos) - Acroname, Trossen Robotics (ahí es donde obtuve el mío), Devantech
• 'Ping)))' Telémetro ultrasónico - Parallax.com, creo que lo he visto en otros lugares en línea …

Poder:

• Batería recargable de Ni-Cd de 9,6 V (o cualquier otro paquete de baterías de 8 celdas AA / cualquier batería recargable por encima de 9 V): tenía esta desde hace mucho tiempo, cuando una vez se usó para un coche de carreras RC. Puedes conseguirlos prácticamente en cualquier tienda de pasatiempos.
• Regulador de voltaje de conmutación 5V 1A - Dimension Engineering.com o Trossen Robotics (donde obtuve el mío)
• Conector apropiado para adaptarse a la batería que está utilizando (para hacer la conexión entre la batería y la electrónica).

Computadora:

Microcontrolador Arduino (Arduino Diecimila; sé que la imagen muestra un NG; eso fue un accidente. Quería subir una foto del Diecimila. Usé el Diecimila, pero no es necesario tener el último modelo de Arduino para este robot..)

Chasis:

El chasis que utilicé es uno que obtuve de un kit de Parallax llamado 'BOE-Bot Kit'. Puede usar plexiglás, una hoja de plástico del tamaño adecuado, un chasis premecanizado de un minorista en línea o incluso un bloque de madera

Mantenimiento de cable:

Sujetacables: (esas cosas blancas de plástico que se encuentran en los empaques para mantener las cosas juntas). Puede obtenerlas en Home Depot, Lowes o prácticamente en cualquier ferretería

Otro:

• 1 altavoz / elemento piezoeléctrico: lo utilicé como indicador; el Arduino emite un pitido cuando el programa comienza a ejecutarse
• 1x LED
• 1x resistencia de 200 ohmios (para el LED)

Paso 2: Inicio del ensamblaje: montaje del soporte del sensor de infrarrojos Sharp

Hay algunas ranuras que se alinean con los orificios y ranuras del chasis. Asegure el soporte de montaje del sensor con dos tornillos y tuercas en la parte inferior.

Paso 3: Monte el Pan Servo y el telémetro ultrasónico

El servo de panorámica sirve para desplazar el Ping))) horizontalmente para una amplia gama de detección de objetos, así como para medir distancias en varios ángulos para determinar la ruta de viaje más clara. Usé algunos separadores para montar el servo y algunos de los tornillos que tenía. El tamaño que desea utilizar para este hardware es realmente pequeño; No he podido encontrar tornillos de la 'rosca' adecuada en ningún otro lugar que no sea en línea. Obtengo este hardware de Sparkfun Electronics o Parallax (ambos en línea). Ambos minoristas tienen todos los tornillos y separadores del mismo tamaño. Ahora, para el telémetro ultrasónico. Hice un soporte de montaje a medida para el guardabosques ultrasónico Ping))) porque no quería tener que gastar el dinero extra en uno en línea. Usé un poco de plexiglás, un borde recto (hoja de afeitar) y una abrazadera en C para romper el plástico. Todo lo que necesita hacer para hacer este soporte es medir el telémetro ultrasónico, cortar dos piezas idénticas de plexiglás un par de mm más grandes que el tamaño del guardabosques ultrasónico, perforar los orificios donde sea necesario y pegarlos en ángulo recto como se muestra. Por último, taladre un pequeño orificio un poco más grande que el tornillo que viene adjunto a la cabeza del servo, inserte el tornillo y luego conecte todo el conjunto al servo. Puede que sea bueno con la programación y la creatividad, pero el mecanizado del hardware para un robot casero definitivamente no es uno de mis puntos altos. ¿Entonces que significa eso? Si puedo hacerlo, ¡definitivamente tú puedes! Notas sobre el servo: No tienes que comprar específicamente un Futaba S3003 como yo solía; puede usar cualquier servo que desee, siempre que tenga un amplio grado de movimiento; ¡eso es importante para este proyecto! Creo que el servo Futaba que usé tiene ~ 180 grados de movimiento. Cuando fui a buscar un servo para usar como servo panorámico para BOB, busqué el más económico que pude encontrar, y el que estoy usando hace el trabajo perfectamente. Si tiene un servo de pasatiempo estándar con ~ 180 grados de movimiento, entonces está listo para esta parte, PERO, es posible que deba ajustar los valores de PWM en el código fuente para que se ajusten a su servo, porque si no lo hace 't, PUEDE DAÑAR EL SERVO. He arruinado un servo accidentalmente como ese antes, así que tenga cuidado al usar un nuevo servo; averigüe los 'límites' de los valores de PWM, de lo contrario, intentará girar más lejos de lo que puede físicamente (los servos son 'tontos'), y arruinará los engranajes dentro de él (a menos que haya comprado uno realmente bueno con engranajes metálicos).

Paso 4: agregue el cerebro de BOB (el Arduino) y haga las conexiones

Para un 'cerebro' más rápido, decidí usar el Arduino (ATmega168) que, a pesar de funcionar a solo 16Mhz (en comparación con los 20Mhz del BS2), es mucho más rápido que el BS2 porque no tiene el intérprete involucrado que tienen los sellos BASIC. usar. Si bien los sellos BASIC son excelentes para proyectos simples y fáciles de usar, no son tan poderosos y no se ajustan a los requisitos (como descubrí por las malas con 'BOB V1.0'). En algún lugar de la red, vi una alternativa barata al 'Arduino Proto Shield'; ¡todo lo que tienes que hacer es conseguir una de esas placas de prueba de radioshack amarillas y atarla a la parte posterior del arduino con una banda de goma! Puede llevar los pines necesarios a la placa de pruebas con un cable corto. Publicaría un esquema, pero no hay circuitos que deba construir, solo las conexiones de señal, vcc y gnd. Las conexiones son:

• Pin (analógico) 0: izquierda GP2D12
• Pin (analógico) 1: Centro GP2D12
• Pin (analógico) 2: derecho GP2D12
• Pin 5: Pan Servo
• Pin 6: Servo de accionamiento izquierdo
• Pin 7: Telémetro ultrasónico ('Ping)))')
• Pin 9: Servo de accionamiento derecho
• Pin 11: altavoz piezoeléctrico

No utilicé ningún condensador de filtro adicional porque el regulador de conmutación de 5 V los tiene incorporados. El único componente en bruto que necesita usar es una resistencia de 220 ohmios para el LED conectado a VCC (+) como indicador de potencia.

Paso 5: ¡Convierta el hardware en un robot de trabajo

Aquí está el código de BOB. Hay muchos comentarios allí para ayudar a comprender lo que está sucediendo. También hay un código 'comentado' que no se usa o se usa para depurar. La sección de código que maneja las lecturas del telémetro ultrasónico fue hecha por otro autor; Lo saqué del sitio de Arduino. El crédito a esa sección es para ese autor. * IMPORTANTE *: He descubierto que para ver el código hay que abrirlo en un procesador de textos (Microsoft Word, Bloc de notas, Wordpad, OpenOffice, etc.). Por alguna razón, por defecto es un 'Archivo TMP de Windows Media'.

Paso 6: Notas finales

Ampliaré las capacidades de BOB; espero agregar pronto un sensor de sonido, un sensor de luz, un sensor PIR para detectar personas y tal vez incluso algunos otros sensores. En la actualidad, el BOB simplemente evita obstáculos. Los 3 sensores IR sirven para detectar objetos a medida que el robot avanza, y el guardabosques ultrasónico está ahí para: A) cuando el robot se mueve hacia adelante, detectando objetos en los puntos ciegos de los sensores IR, y B) cuando BOB detecta demasiados objetos dentro de un tiempo dado, "buscará" el camino más despejado de viaje; Panorámica del servo y comprobación de varios ángulos para una ruta más clara. Creo que BOB durará aproximadamente 1 hora y 20 minutos con una carga completa con el regulador de voltaje de conmutación y la batería de 9,6 V. Además, sé que la forma en que la placa de pruebas y el Arduino están colocados en el chasis es un poco precaria, pero se queda con una banda de goma. Pronto encontraré la manera de conectarlo con algo de hardware y, por lo tanto, hacer que se vea más pulido. Estaré agregando a este instrucable en el futuro… ¡A continuación se muestra un video en acción! También he incluido los manuales para los sensores como en el instructable BOB 1.0 ("Robot para evitar obstáculos con personalidad"). El 'DE- ……' es para el regulador de conmutación.