क्लबों, टीचर्स मेकर्सस्पेस आदि के लिए सरल "रोबोट किट": १८ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

"मिडिल टीएन रोबोटिक आर्ट्स सोसाइटी" के हमारे सदस्यों के लिए एक छोटा, फिर भी विस्तार योग्य, किट बनाने का विचार था। हम किट के आसपास कार्यशालाओं की योजना बनाते हैं, विशेष रूप से प्रतियोगिताओं के लिए, जैसे कि लाइन फॉलोइंग और त्वरित यात्रा।

हमने एक Arduino नैनो को उसके छोटे आकार, फिर भी बड़े I/O गिनती के कारण शामिल किया है। ब्रेकआउट बोर्ड के साथ, सभी पिन आसानी से सुलभ और सर्वो-फ्रेंडली हैं। हमने मानक बैटरियों को छोड़ दिया और 3350mAh पावर बैंक का विकल्प चुना जिसमें एक यूएसबी चार्जिंग केबल और पावर एलईडी स्थिति शामिल है। USB केबल प्रोग्रामिंग केबल के रूप में दोगुनी हो जाती है। बिल्डरों को जल्दी और आसानी से रोल करने के लिए ड्राइव के लिए दो कंटीन्यूअस रोटेशन सर्वो। एक छोटा ब्रेडबोर्ड आपको जल्दी और आसानी से प्रोटोटाइप बनाने की अनुमति देता है। 3 मिमी छेद आपको घटकों को जोड़ने की अनुमति देने के लिए बोर्ड की परिधि को रेखाबद्ध करते हैं।

हमारे क्लब के सदस्यों के लिए हम किट को लागत पर बेचते हैं और एक प्राप्त करने के लिए आपको उपस्थिति में होना चाहिए। वास्तव में हम पैसे खो रहे हैं यदि आप इसे डिजाइन करने, एक पाठ्यक्रम बनाने, भागों (3 डी प्रिंटिंग, लेजर कटिंग आदि) बनाने और इसे एक साथ किट करने में लगने वाले समय को ध्यान में रखते हैं। हमें अपनी किट की कीमत 29.99 डॉलर तक मिल गई है। यदि आप लंबे समय तक शिपिंग समय वाले भागों का ऑर्डर करते हैं तो आप इस कीमत को कम कर सकते हैं। हम महसूस करते हैं कि यह सबसे सस्ती किट नहीं है, लेकिन हमने कुछ आसान बनाने और विस्तार योग्य बनाने पर जोर दिया है जिसे एक साथ रखने में दिन नहीं लगते हैं। वास्तव में, इस किट को चलने में एक घंटे से भी कम समय लगना चाहिए।

आपूर्ति

प्राथमिक भाग:

• अरुडिनो नैनो
• बैटरी पावर बैंक
• रोबोट फ्रेम
• स्लाइडरएम-एफ जंपर्स
• अतिध्वनि संवेदक
• मात्रा 3 - 3mmx10mm 3m नट के साथ पेंच
• मात्रा 3 - 3mmx3mm स्पेसर
• मात्रा 2 - सतत रोटेशन SF90R सर्वो
• मात्रा 2 - पहिए 52ish मिमी पहिए
• मात्रा ४ - ६" ज़िप टाई (लगभग ३.५ मिमी चौड़े पतले वाले प्राप्त करें) हार्बर फ्रेट से विविधता पैक अच्छी तरह से काम करता है।
• मिनी ब्रेडबोर्ड
• अरुडिनो नैनो शील्ड

वैकल्पिक:

केबल रैप

उपकरण:

• नैनो पर हेडर को मिलाप करने के लिए टांका लगाने वाला लोहा
• ग्लू गन
• मूल पेचकश

चरण 1: फ़्रेम

बिल्डरों को जल्दी से आगे बढ़ने में मदद करने के लिए, हमने फ्रेम के प्रत्येक तरफ पाठ के साथ एक रूपरेखा उकेरी, यह इंगित करने के लिए कि भागों को कहाँ रखा जाना चाहिए।

हम भाग्यशाली थे कि हमारे पास लेजर कटर का उपयोग था। यदि आप नहीं करते हैं, तो हमारा सुझाव है कि यह देखने के लिए स्थानीय निर्माताओं तक पहुंचें कि क्या उनके पास एक है जिसका आप उपयोग कर सकते हैं या यदि वे आपके लिए फ्रेम को काटने के लिए तैयार हैं।

आधार को प्रिंट करने के लिए 3डी प्रिंटर का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। हमने आपके लिए एसवीजी और एसटीएल को शामिल किया है ताकि आप दोनों में से किसी एक का भी उपयोग कर सकें।

हमने अपनी किट के लिए 3 मिमी एक्रेलिक का इस्तेमाल किया। आप अन्य मीडिया जैसे लकड़ी, कार्डबोर्ड, फोम बोर्ड आदि का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 2: Arduino तैयार करें

हेडर को Arduino में मिलाप करना आसान बनाने के लिए, पुरुष हेडर को Arduino शील्ड में डालें। हेडर के साथ Arduino नैनो को लाइन अप करें। बोर्ड बनाम ढाल पर चिह्नों पर ध्यान दें। सभी पिनों को मिलाएं और आपका काम हो गया।

चरण 3: Arduino शील्ड माउंट करें

1. 3 पीले स्पेसर्स को प्रीकट या 3D प्रिंटेड Arduino होल के साथ संरेखित करें।
2. Arduino शील्ड को संलग्न करने के लिए M3x10 स्क्रू और नट्स का उपयोग करें। तंग, तंग नहीं। यदि आप शिकंजा के ढीले होने से चिंतित हैं, तो अखरोट के अंत में बस गर्म गोंद का स्पर्श जोड़ें। ढाल पर चौथे छेद के बारे में चिंता न करें, क्योंकि इसकी आवश्यकता नहीं होगी और निर्माण के दौरान बाद में पावर बैंक में हस्तक्षेप करेगा।

चरण 4: सर्वो को माउंट करें

1. फ्रेम पर सर्वो रूपरेखा के उन्मुखीकरण पर ध्यान दें। (३डी प्रिंटेड संस्करण पर नहीं दिखाया गया है लेकिन चित्रों का संदर्भ लें)
2. फ्रेम के शीर्ष पर ज़िप टाई के सिर के साथ आयताकार स्लॉट के माध्यम से दो ज़िप संबंधों को थ्रेड करें।
3. सर्वो डालें और पीछे की ओर आयताकार स्लॉट के माध्यम से वायर हार्नेस चलाएं। ज़िप संबंधों को कस लें। यदि सर्वो सुरक्षित महसूस नहीं करता है, तो आप किनारों पर थोड़ा गर्म गोंद जोड़ सकते हैं जहां सर्वो फ्रेम को छूते हैं।

चरण 5: पावर बैंक माउंट

1. शीर्ष पर ज़िप टाई के सिर के साथ दिखाए गए अभिविन्यास में Arduino और ब्रेडबोर्ड स्थान के बीच एक ज़िप टाई चलाएं। ढीला रखो।
2. पीछे से जिप टाई चलाएं। ढीला रखो।
3. पावर बैंक में स्लाइड करें और जिप टाई को मजबूती से कस लें। अभिविन्यास पर ध्यान दें।

नोट: हम छवियों में देखे गए सामने के लिए एक 3D प्रिंटेड "स्लाइडर" का उपयोग कर रहे हैं। हालांकि, हमने पाया कि यह बहुत अधिक घर्षण पैदा कर रहा था, इसलिए आप बोतल कैप, प्लास्टिक फ़र्नीचर ग्लाइडर आदि जैसे अन्य विचारों के साथ प्रयोग करना चाह सकते हैं।

चरण 6: पहिए

हमने अपने पहियों को ईवा फोम से काटने के लिए एक लेजर कटर का इस्तेमाल किया। आप जो चाहें उपयोग कर सकते हैं। जार से ढक्कन, 3डी प्रिंटेड, पुराने खिलौने के पहिये आदि। लगभग 52 मिमी व्यास के पहिये खोजने की कोशिश करें।

1. सुनिश्चित करें कि आपके पहिए के केंद्र में एक उद्घाटन है जो छोटे फिलिप्स हेड स्क्रू को गोलाकार सर्वो हॉर्न को माउंट करने की अनुमति देता है।
2. अपने सर्वो के साथ शामिल सर्वो हॉर्न को केंद्र में रखें और पहियों को गोंद दें। सावधान रहें कि केंद्र के छेद में गोंद न जाए और पहिए को कम करने के लिए सर्वो हॉर्न के साथ भी रखें।
3. छोटे फिलिप्स स्क्रू का उपयोग करके पहियों को सर्वो से जोड़ दें। तंग नहीं तंग।

चरण 7: ब्रेडबोर्ड

ब्रेडबोर्ड से बैकिंग छीलें। फ्रेम के शीर्ष पर उत्कीर्णन के साथ संरेखित करें और संलग्न करें। यदि 3डी प्रिंटेड फ्रेम का उपयोग कर रहे हैं, तो प्रिंट के आयताकार रिक्त भाग का उपयोग करें।

चरण 8: आगे बढ़ने का समय

आगे बढ़ने के लिए सर्वोस को तार दें।

1. Arduino के निकटतम नारंगी तार के साथ बाएं सर्वो (यदि आप पीछे से देख रहे हैं तो बाईं ओर सर्वो) से वायर हार्नेस संलग्न करें।
2. Arduino के निकटतम नारंगी तार के साथ दाएं सर्वो (यदि आप पीछे से देख रहे हैं तो दाईं ओर सर्वो) से वायर हार्नेस संलग्न करें।

चरण 9: ऐड-ऑन: अपना बॉट दृष्टि देना

अब हमें बॉट को चीजों में चलने से रोकने के लिए कुछ जोड़ने की जरूरत है। अल्ट्रासोनिक सेंसर का प्रयोग करें। चित्र में दिखाए अनुसार सेंसर को ब्रेडबोर्ड से संलग्न करें।

* वायर अप करने के तरीके के बारे में निर्देश में वायरिंग आरेख को और नीचे देखें।

चरण 10: ऐड-ऑन: आईआर सेंसर के माध्यम से सीमा का पता लगाना

आपके बॉट के लिए टेबल, अखाड़ा आदि के किनारे से गिरने से बचने के लिए, आइए एक लाइन सेंसर जोड़ें। हम QTR-MD-06RC परावर्तन सेंसर सरणी का उपयोग कर रहे हैं। छह इन्फ्रारेड एमिटर / डिटेक्टर नीचे की ओर होते हैं और सतह से वापस सेंसर तक की दूरी को मापते हैं।

सेंसर को जोड़ने के लिए 4 छोटे 2 मिमी स्क्रू, IR सेंसर स्टैंडऑफ़ (स्माइली फेस) को पकड़ें। सही अभिविन्यास के लिए चित्रों का संदर्भ लें।

* वायर अप करने के तरीके के बारे में निर्देश में वायरिंग आरेख को और नीचे देखें।

चरण 11: प्रोग्रामिंग - सेटअप

Arduino सॉफ्टवेयर डाउनलोड करें।

मानक निर्देशों का पालन करें।

एक बार जब आप इसे स्थापित कर लेते हैं, तो एक Arduino नैनो के लिए सॉफ़्टवेयर और सेटअप खोलें। यह विभिन्न निर्माताओं के बीच भिन्न हो सकता है लेकिन यदि आपके पास भागों की सूची में से एक है:

1. "उपकरण" खोलें
2. बोर्ड प्रकार के रूप में "Arduino नैनो" चुनें
3. प्रोसेसर प्रकार के रूप में Atmega328P (पुराना बूटलोडर) चुनें
4. अपने चार्जर के साथ शामिल माइक्रो USB केबल का उपयोग करके Arduino Nano को अपने PC के किसी भी USB पोर्ट से कनेक्ट करें। यदि आपको "अज्ञात डिवाइस" जैसी कोई त्रुटि मिलती है, तो आपको सही ड्राइवर स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है। मदद के लिए इस निर्देश के परिशिष्ट भाग को देखें।

चरण 12: अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए कोड अवलोकन

कोड बहुत बुनियादी है और दो पुस्तकालयों का उपयोग करता है - Servo.h और NewPing.h। Servo.h Arduino फाउंडेशन द्वारा प्रदान की गई लाइब्रेरी में निर्मित है और इसका उपयोग प्रत्येक सर्वो को PWM (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटेड) सिग्नल को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। इस पुस्तकालय का संदर्भ यहां पाया जा सकता है:

NewPing.h, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, टिम एकेल द्वारा एक तृतीय पक्ष पुस्तकालय है। इसका उपयोग हमें समय आधारित मापन की दुनिया में एक सरल इंटरफ़ेस देने के लिए किया जाता है। इस पुस्तकालय का संदर्भ यहां पाया जा सकता है:

इस सेटअप के लिए हमने एक बेसिक फॉरवर्ड, लेफ्ट, राइट, रिपीट उदाहरण बनाया है। हम अपने सदस्यों को एक प्रारंभिक बिंदु देना चाहते थे जो प्रदर्शित करेगा कि अल्ट्रासोनिक सेंसर और दो निरंतर रोटेशन सर्वर (एक दूसरे के विपरीत) दोनों का उपयोग कैसे करें। हमारे लूप में, रोबोट आगे स्कैन करता है और यदि स्पष्ट आगे बढ़ना जारी रखता है। हालांकि, अगर यह महसूस करता है कि यह निकट है और वस्तु (पिंग समय हमारे चुने हुए न्यूनतम से कम है), तो यह रुक जाता है, बाएं मुड़ता है, स्कैन करता है, दाएं मुड़ता है, फिर से स्कैन करता है, और उस दिशा में जाता है जो अधिक खुली है।

आप देख सकते हैं कि दो सर्वो में से प्रत्येक को आगे के लिए अलग-अलग आदेश दिए गए हैं - ऐसा इसलिए है क्योंकि सर्वो को विपरीत दिशाओं में इंगित करते हुए चेसिस पर रखा गया है। इस वजह से, प्रत्येक सर्वो को एक सर्कल के विपरीत बॉट को आगे बढ़ने के लिए विपरीत दिशाओं में जाने की आवश्यकता होती है। यदि आप उल्टा चलना चाहते हैं तो भी यही सच है।

यह उदाहरण बहुत ही बुनियादी बाधा से बचने का प्रदर्शन करता है लेकिन इसमें काफी सुधार किया जा सकता है। उदाहरण "होमवर्क" आपके लिए स्टार्ट अप पर क्षेत्र का पूर्ण 360 डिग्री स्वीप करना और सबसे खुला पथ चुनना हो सकता है। अगल-बगल से व्यापक स्कैन करें और देखें कि क्या बॉट "बॉक्सिंग इन" हो रहा है। भूलभुलैया को हल करने के लिए अन्य सेंसर के साथ मिलाएं।

चरण 13: सूमो कोड का उपयोग करते हुए लाइन के लिए कोड अवलोकन

जल्द आ रहा है।

चरण 14: प्रोग्रामिंग - पुस्तकालय

यह सुनिश्चित करके शुरू करें कि आपके पास सही पुस्तकालय स्थापित हैं।

Servos के लिए Servo.h लाइब्रेरी डिफ़ॉल्ट होनी चाहिए।

अल्ट्रासोनिक सेंसर HC-SR04 के लिए:

1. सॉफ्टवेयर में स्केच>लाइब्रेरी शामिल करें>लाइब्रेरी प्रबंधित करें पर जाएं।
2. टिम एकेल द्वारा "न्यूपिंग" खोजें।
3. नवीनतम संस्करण का चयन करें और इंस्टॉल करें।

QTR-MD-06RC परावर्तन सेंसर सरणी के लिए:

1. सॉफ्टवेयर में स्केच>लाइब्रेरी शामिल करें>लाइब्रेरी प्रबंधित करें पर जाएं।
2. पोलोलू द्वारा "QTRSensors" खोजें।
3. नवीनतम संस्करण का चयन करें और स्थापित करें।

चरण 15: कार्यक्रम

1. केवल पिंग सेंसर के लिए MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino फ़ाइल डाउनलोड करें।
2. सूमो के लिए प्रोग्राम किए गए पिंग सेंसर के साथ लाइन सेंसर के लिए MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino फ़ाइल डाउनलोड करें।
3. USB के माध्यम से अपने Arduino में प्लग इन करें।
4. COM पोर्ट चुनें (चित्र देखें)। आपका COM पोर्ट भिन्न हो सकता है।
5. कोई त्रुटि नहीं है यह सुनिश्चित करने के लिए चेक मार्क पर क्लिक करें।
6. यदि सब कुछ चेक आउट हो गया तो प्रोग्राम को Arduino पर डाउनलोड करने के लिए दाएँ तीर पर क्लिक करें।
7. एक बार पूरी तरह से यूएसबी केबल को डिस्कनेक्ट कर दें और पावर बैंक में प्लग करें।

चरण 16: वायरिंग आरेख

अपने रोबोट को तार-तार करने के लिए निम्न छवि का उपयोग करें।

• अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए m-f जम्पर तारों का उपयोग करें।
• लाइन सेंसर के लिए एम-एम जम्पर तारों का उपयोग करें।
• सर्वो के लिए आप 3 पिन कनेक्टर को सीधे पिन से प्लग कर सकते हैं।

चरण 17: बधाई !!! आपने एक रोबोट बनाया है।

अल्ट्रासोनिक कोड के लिए रोबोट को घूमना शुरू कर देना चाहिए। जब भी उसे 35 सेमी के भीतर किसी वस्तु का आभास होता है, तो वह रुक जाएगी, बाईं ओर घूमेगी और एक त्वरित माप करेगी, फिर दाईं ओर घूमेगी और वही करेगी। यह निर्धारित करता है कि किस पक्ष की सबसे अधिक दूरी थी और वह उस दिशा में आगे बढ़ता है।