Небольшая оговорка.
Эту статью нашли в моем старом «заначке», и она была написана несколько лет назад. Но на фоне новости о том, что компания, производящая «донора» для робота, решила выпустить комплект на Arduino, я решил показать, что нечто подобное можно сделать и самостоятельно.
К счастью, информация до сих пор не устарела, и никто не мешает вам заменить микроконтроллер на что-то другое.
Соберите робота из отечественного металлического конструктора, который многие из моего поколения помнят еще по школьным урокам труда в детстве.
Это возможно? Я поставил себе этот «вызов», одновременно решив посмотреть и возможность этого предприятия, и опробовать возможность создания, хотя и не очень сильного, конкурента импортным комплектам, занимающим монопольную долю на российском рынке.
.
Предупрежу, что дальше будет много фотографий и текста и я покажу только, как создать управляемую тележку с микроконтроллером, которую вы сможете самостоятельно оборудовать любыми датчиками.
Идея, с одной стороны, решаемая – зная, что импортные аналоги «нашего» конструктора, например фирмы «Меркур», имеют двигатели и органы управления, можно было ожидать успеха в этом случае.
С другой стороны, у российского конструктора по-прежнему метрический шаг, но вся электроника и детали, увы, «заточены» под дюймовый стандарт. При этом стояла задача по возможности не использовать какие-либо элементы крепления, кроме деталей конструктора.
Для этих целей на один из Новых годов я «подарила» себе набор «Грузовик и трактор».
Набор, естественно, сын забрал сразу после того, как пришел домой, трактор собрали, потом с ним немного поигрались, и после этого можно было легко разобрать конструкцию обратно на части.
Из электронных китайских стоков также были взяты мотор-редукторы с колесами и дисками с прорезями для энкодера - 2 шт., самый дешевый драйвер двигателя - 1 шт., адаптер Bluetooth HC-06 - 1 шт., энкодеры - 2 шт., макетная плата 17х10. - 1 шт., макетные провода, перемычки и плата Arduino Leonardo. После подготовки у меня была гора металлических деталей, небольшая куча электронных компонентов и понимание того, что сам конструктор страдает некоторыми недостатками — от деталей из мягкого железа до иногда самооткручивающегося крепежа.
Если первый недостаток можно было исправить, взяв комплект другого производителя, то второй недостаток можно было исправить только покупкой новых болтов и гаек.
На самом деле нам не пришлось к этому прибегать, но об этом стоит подумать в будущем.
Но вернемся к деталям – возник вопрос, что делать? Начать было решено с постройки четырехколесной тележки с двумя независимыми мотор-колесами, энкодерами, Bluetooth и управлением со смартфона.
В дальнейшем планировалось дополнить эту тележку датчиками и сделать ее автономной и управляемой по заданной программе.
После некоторого времени покручивания железки конструктора и размышлений куда и что разместить, родилась следующая конструкция.
Собираем основание тележки с мотор-редукторами и энкодерами.
Собираем основание тележки с мотор-редукторами и энкодерами.
Собираем основу тележки из двух симметричных половин.
Я буду использовать терминологию деталей из официальной инструкции к комплекту.
Сначала прикрепляем пластик 50х20 к большой панели двумя шурупами.
Это будет изолирующая основа для энкодеров.
Их не нужно устанавливать — они не нужны для управления Bluetooth или выполнения базовых задач робототехники.
Прикрутите сбоку две детали – сегментную планку 2 и полоску с тремя отверстиями.
Далее установите кронштейн I и уголок I, как показано на фото.
Энкодеры крепите винтами и гайками М3 (у меня под рукой был только М3х15).
Немного согните скобы.
Для установки мотор-редуктора в правильное положение потребуется наклон.
Установите мотор-редуктор с припаянными проводами и изолированным местом пайки так, чтобы его выступ вошел в паз сегментной планки, и закрепите его к нему винтом и гайкой М3. Длинного винта М3 длиной 25-30мм у меня не было, поэтому я просто использовал винт М3х15, который вставил в отверстие мотор-редуктора.
Пожалуйста, обратите внимание на энкодеры, если они у вас установлены.
Закрепляем мотор уголком I и собираем вторую половину основы зеркально и скрепляем их между собой.
Колеса
Наша тележка в настоящее время имеет только два колеса.Поскольку мы не планируем делать балансирующего робота, нам необходимо добавить к нему дополнительные точки опоры.
Вариантов было несколько – третье колесо, два колеса на одной оси или колеса на независимых осях.
От одного колеса сразу отказались — сделать из остальных деталей шарнир нужных свойств было проблематично.
Я решил сделать конструкцию с независимыми колесами (на фото тележка уже с навесной электроникой, так как сначала я собрал неудачный вариант с колесами на общей оси и в итоге переделывал конструкцию после сборки всего робота).
Для сборки одной оси нам понадобится шпилька L=75М4, большое колесо, уголок I, большой диск и винты с гайками.
Основная задача при сборке заключается в том, что ось должна быть зафиксирована неподвижно и закреплена вторыми гайками, а колесо, наоборот, должно вращаться свободно с небольшим люфтом.
Ээлектроника
Перейдем к электронике.Поскольку робот у нас экспериментальный, то все соединения будем производить на макетной плате, а также для управления использовать плату Arduino Leonardo. Из Панели, 4 Уголков I, пластика 50х20, больших кронштейнов и 6 стоек для платы 10х3 (можно три стойки и три винта М3х5) строим каркас для установки макетной платы и платы Ардуино.
Далее прикрепляем макетную плату 10х17 со сдвигом на двусторонний скотч, так как нам нужно будет разместить драйвер двигателя.
Если у вас драйвер двигателя с прямыми соединительными ножками, то такой сдвиг делать не обязательно — главное, чтобы после установки платы Arduino у вас было место для установки остальных плат. Крепим плату Ардуино (я снова использовал подставки, так как у меня их был избыток и нехватка гаек М3. 
Устанавливаем модуль Bluetooth и плату драйвера на макетную плату и подключаем все провода к макетной плате и плате Arduino согласно схеме.
Энкодеры можно подключить к питанию и Arduino, но я их пока не использовал.
Тогда я решил защитить провода и обезопасить модуль Bluetooth от расшатывания, поэтому собрал эту «защиту» для передней части нашего робота (передние колеса у нас ведущие).
Для этого мы использовали следующие детали: Кронштейн II – 2 шт., Планка с 10 отверстиями.
— 2 шт., пластик 75х100. 
Программное обеспечение
На самом деле это самая простая часть – в Интернете полно примеров того, как заставить такую тележку «бегать», управляя ею со смартфона или другим способом.Это осуществляется путем передачи команды в виде письма через последовательный порт и последующей ее обработки.
Используя данные подключения производителя платы драйвера двигателя и таблицу истинности, легко создать эскиз для Arduino. На словах, конечно, легко — я потратил 4 часа, пытаясь найти проблему в эскизе.
Как оказалось, для Arduino Leonardo (о чем, кстати, написано в документации на сайте) нужно использовать Serial1, а не простой Serial. Поэтому, если у вас плата отличная от Leonardo, используйте соответствующую подпрограмму для вашей платы (для UNO, например, замените в тексте все Serial1 на Serial).
Сам код может быть найди ссылку .
Глядя на код, можно увидеть, что мы используем стандартную раскладку WASD для движения и T для остановки.
После того, как вы загрузите программу на плату, проверьте, что моторы подключены правильно и вращаются в правильном направлении, открыв терминал в Arduino IDE и передав символы команд. Вы также можете поэкспериментировать со значением ШИМ.
Теперь приложение есть для Android. Здесь тоже все достаточно просто: воспользуемся дизайнером приложений MIT AppInventor 2 и создадим вот программа .
Здесь мы используем события TouchUp и TouchDown для элементов управления, передавая символ движения при касании и символ остановки при отпускании.
Вы можете установить на смартфон специальное приложение-отладчик или создать пакет для установки на Android-смартфон, подключить к тележке аккумулятор (я использовал внешний аккумулятор для смартфона), подключить bluetooth-устройство (в моем случае HC-06) и наслаждайтесь тем, что вы сами создали радиоуправляемую тележку.
А дальше дело за вашей фантазией превратиться в робота.
Вы можете установить ультразвуковой датчик расстояния и следить за тем, чтобы тележка не натыкалась на препятствия.
Вы можете прикрепить фотодатчики и заставить робота двигаться по линии.
Вы можете установить сенсорные датчики по периметру или прикрепить видеокамеру и погрузиться в мир CV. Основа у вас есть, а металлический конструктор не так уж и страшен в создании новых элементов.
Теги: #Сделай сам или Сделай сам #Электроника для начинающих #Робототехника #сделай сам #arduino #конструктор
-
Google Пришел В Россию?
19 Oct, 24 -
Xfce 4.10
19 Oct, 24 -
Поющий Лифт
19 Oct, 24 -
Материнская Плата + Gsm
19 Oct, 24
