सस्ते Arduino कॉम्बैट रोबोट नियंत्रण: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

राज्यों में बैटलबॉट्स के पुनरुत्थान और यूके में रोबोट युद्धों ने लड़ाकू रोबोटिक्स के मेरे प्यार को फिर से जीवंत कर दिया। इसलिए मुझे बॉट बनाने वालों का एक स्थानीय समूह मिला और मैंने इसमें गोता लगाया।

हम यूके चींटी वजन पैमाने (150 ग्राम वजन सीमा) पर लड़ते हैं और मुझे जल्दी से आरसी गियर शामिल बॉट बनाने के पारंपरिक तरीके का एहसास हुआ: एक महंगा आरसी ट्रांसमीटर, एक भारी या महंगा रिसीवर और ईएससी (इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रक) जो जादू के बक्से हैं जो इस आकार के बॉट के लिए आवश्यक से अधिक करंट को संभाल सकता है।

अतीत में Arduino का उपयोग करने के बाद, मैं कोशिश करना चाहता था और चीजों को अलग तरीके से करना चाहता था और खुद को एक Arduino सिस्टम का लक्ष्य निर्धारित करना चाहता था जो एक लड़ाकू कानूनी संकेत प्राप्त कर सकता है और लगभग $ 5 USD (सस्ते ESC की आधी लागत) के लिए दो ड्राइव मोटर्स को नियंत्रित कर सकता है।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद करने के लिए मैंने इस आरसी कार को निर्देश योग्य बनाया, रिसीवर के वजन / लागत को कम किया और एक सस्ते एच-ब्रिज चिप को चलाने के लिए 4 पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न किए।

यह निर्देशयोग्य Arduino नियंत्रण प्रणाली पर ध्यान केंद्रित करेगा, लेकिन मैं नए लोगों को अपना पहला बॉट बनाने में मदद करने के लिए अतिरिक्त जानकारी जोड़ूंगा

अस्वीकरण:

यहां तक कि छोटे पैमाने पर मुकाबला रोबोट निर्माण/लड़ाई खतरनाक हो सकती है, अपने जोखिम पर कार्य करें

चरण 1: आपको क्या चाहिए

सामग्री:

नियंत्रण प्रणाली के लिए:

• 1x Arduino प्रो मिनी 5v (USD$1.70)
• 1x nRF24L01 मॉड्यूल ($1.14)
• 1x 3.3v नियामक मॉड्यूल ($0.32)
• 1x डुअल एच-ब्रिज मॉड्यूल* ($0.90)

बाकी बेसिक वेज बॉट के लिए:

• 2x माइक्रो गियर मोटर्स** (सस्ते संस्करण, विश्वसनीय संस्करण)
• 1x 2s लिथियम पॉलिमर बैटरी
• 1x बैलेंस चार्जर
• 1x लाइपो चार्ज बैग
• 1x स्विच
• 1x बैटरी कनेक्टर
• विविध तार (मैंने कुछ Arduino जम्पर तारों का उपयोग किया था जो मैं चारों ओर पड़ा था)
• छोटे पेंच
• (वैकल्पिक) एपॉक्सी
• (वैकल्पिक) एल्युमिनियम (एक शीतल पेय कैन से)
• (वैकल्पिक) अतिरिक्त एलईडी

एक बुनियादी नियंत्रक के लिए:

• 1x Arduino प्रो मिनी 5v
• 1x nRF24L01 मॉड्यूल
• 1x 3.3v नियामक मॉड्यूल
• 1x Arduino-जॉयस्टिक

उपकरण:

• पेंचकस
• सोल्डरिंग आयरन
• चिमटा
• 3डी प्रिंटर (वैकल्पिक, लेकिन यह जीवन को आसान बनाता है)

*एच-ब्रिज मॉड्यूल को देखते समय, एक दूसरे के बगल में सभी 4 सिग्नल इनपुट वाले मॉड्यूल की तलाश करें, इससे बाद में Arduino से जुड़ना आसान हो जाएगा

**मोटर गति चुनने के कुछ सुझावों के लिए अंतिम चरण देखें

चरण 2: एक चेसिस प्रिंट करें

नियंत्रण प्रणाली पर आरंभ करने से पहले, निर्मित होने वाले बॉट के डिज़ाइन को देखें। हथियार से बॉट को डिजाइन करना हमेशा सबसे अच्छा होता है। एक शुरुआत के लिए, मेरा सुझाव है कि एक बुनियादी पच्चर से शुरू करें, वे मजबूत होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और विरोधियों को इस तरह से धक्का देते हैं कि आपकी पहली लड़ाई में आपके नष्ट होने की संभावना कम है, साथ ही जब आप डॉन करते हैं तो ड्राइविंग के लिए महसूस करना आसान होता है। एक सक्रिय हथियार के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है।

मैंने एक वेज बॉट डिज़ाइन किया है: "थोड़ा क्रूड" जो कि बख़्तरबंद और निहत्थे दोनों तरह से युद्ध का परीक्षण किया गया है। यह एक अच्छा पहला बॉट है, जिसे प्रिंट करना आसान है और इसे 8 स्क्रू के साथ एक साथ रखा जा सकता है। एक अलग शीर्ष डिज़ाइन के लिए इसे थिंगविवर्स पर देखें

अगर आपके पास 3डी प्रिंटर नहीं है, तो स्थानीय लाइब्रेरी, हैकरस्पेस या मेकर स्पेस आज़माएं

अतिरिक्त कवच जोड़ना प्रिंटर से ताज़ा करना आसान है, वेज और सॉफ्ट ड्रिंक दोनों को एक कोर्स सैंडपेपर के साथ एल्युमिनियम कर सकते हैं, किसी भी सैंडिंग डस्ट को ब्रश कर सकते हैं, प्लास्टिक और एल्यूमीनियम दोनों पर एपॉक्सी लगा सकते हैं, क्लैम्प या रबर बैंड के साथ पकड़ सकते हैं 12-24 घंटे के लिए

मेरे पास वर्तमान में सार्वजनिक पहिया डिज़ाइन नहीं है क्योंकि मैं 3 डी प्रिंटेड हब पर एक शैक्षिक रोबोटिक्स किट से रबर टायर का उपयोग कर रहा हूं। आने वाले हफ्तों में, मैं एक ऐसा हब डिजाइन करूंगा जो ग्रिप के लिए ओ-रिंग्स का उपयोग करेगा। एक बार पहिए हो जाने के बाद मैं इस पेज और थिंगविवर्स पेज को अपडेट कर दूंगा

चरण 3: एच-ब्रिज तैयार करें

अलग-अलग एच-ब्रिज मोटर ड्राइवर अलग-अलग सेट अप में आते हैं लेकिन प्रारंभिक सूची में जुड़ा मॉड्यूल आउटपुट के रूप में 2 टर्मिनल ब्लॉक के साथ आता है। ये टर्मिनल ब्लॉक भारी और भारी हैं इसलिए इन्हें हटाना सबसे अच्छा है।

ऐसा करने का सबसे आसान तरीका है कि दोनों पैड्स को एक ही समय में सोल्डरिंग आयरन से गर्म किया जाए और एक जोड़ी सरौता के साथ ब्लॉकों को सावधानी से बाहर निकाला जाए।

आगे बढ़ने से पहले, तय करें कि क्या आप अपने सेटअप में मोटरों को स्वैप करने में सक्षम होना चाहते हैं। यदि ऐसा है, तो Arduino जम्पर केबल को मॉड्यूल के आउटपुट में मिलाप किया जा सकता है, फिर विपरीत केबल को मोटर में मिलाया जा सकता है, जिससे उन्हें आवश्यकतानुसार हटाने योग्य बनाया जा सकता है।

चरण 4: मॉड्यूल को तार देना

मॉड्यूल की वायरिंग 3 अलग-अलग तरीकों से की जा सकती है, यही वजह है कि डिजाइन चरण महत्वपूर्ण है। हथियार की पसंद बॉट के आकार और तारों की पसंद को प्रभावित करेगी।

3 विकल्प हैं:

1. ढीले तार (हल्के वजन लेकिन अधिक नाजुक) (छवि 1)
2. परफ़बोर्ड (1 से भारी लेकिन बड़े पदचिह्न के साथ अधिक मजबूत) (छवि 2)
3. कस्टम सर्किट बोर्ड (1 से भारी लेकिन एक छोटे पदचिह्न के साथ मजबूत) बोर्ड डिजाइन संलग्न (छवि 3)

पसंद की परवाह किए बिना, वास्तविक कनेक्शन समान हैं।

निम्नलिखित कनेक्शन दो बार करें (एक बार नियंत्रक के लिए और एक बार रिसीवर के लिए)

nRF24L01 (पिन नंबरिंग इमेज 4**):

• पिन 1 -> जीएनडी
• पिन 2 -> 3.3v मॉड्यूल का पिन आउट
• पिन 3 -> अरुडिनो पिन 9
• पिन 4 -> अरुडिनो पिन 10
• पिन 5 -> अरुडिनो पिन 13
• पिन 6 -> अरुडिनो पिन 11
• पिन 7 -> Arduino पिन 12

3.3v मॉड्यूल:

• विन पिन -> वीसीसी*
• आउट पिन -> पिन 2 nRF (ऊपर के रूप में)
• GND पिन -> GND

अरुडिनो:

• पिन 9-13 -> ऊपर के रूप में nRF से कनेक्ट करें
• कच्चा -> वीसीसी*
• जीएनडी -> जीएनडी

नियंत्रक और रिसीवर के बीच अंतर करने के लिए निम्नलिखित कनेक्शन एक बार करें

नियंत्रक के लिए:

जॉयस्टिक:

• +5वी -> अरुडिनो 5वी
• vrx -> Arduino पिन A2
• vry -> Arduino पिन A3
• जीएनडी -> जीएनडी

रिसीवर के लिए:

एच-ब्रिज मॉड्यूल:

• वीसीसी -> वीसीसी*
• बी-आईबी -> अरुडिनो पिन 2
• बी-आईए -> अरुडिनो पिन 3
• ए-आईबी -> अरुडिनो पिन 4
• ए-आईए -> अरुडिनो पिन 5
• जीएनडी -> जीएनडी

यह वीसीसी और जीएनडी के लिए पिन को तार से बदलकर, फिर बोर्ड को उल्टा करके और पिनों को सीधे अरुडिनो में टांका लगाकर किया जाता है, यह सोल्डरिंग को सरल करता है और मोटर चालक के लिए एक निश्चित माउंट बनाता है

*एक लड़ाकू रोबोट के कानूनी होने के लिए, बैटरी और सर्किट के बीच एक आइसोलेशन पॉइंट (स्विच या रिमूवेबल लिंक) जोड़ा जाना चाहिए। इसका मतलब है कि बैटरी का धनात्मक स्विच एक स्विच से जुड़ा होना चाहिए, फिर स्विच Vcc से जुड़ा होना चाहिए

** https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo से छवि जो nRF24L01 मॉड्यूल के लिए एक महान संसाधन है

चरण 5: नियंत्रक की स्थापना

एक बार सब कुछ कुछ कोड के लिए अपना समय जुड़ा हुआ है।

नियंत्रक से शुरू करते हुए, यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ पोटेंशियोमीटर मानों की आवश्यकता होती है कि जुड़ा हुआ सटीक जॉयस्टिक संचारण कोड के साथ काम करेगा।

"जॉयस्टिकटेस्टवैल्स2" कोड में लोड करें। इस कोड का उपयोग पोटेंशियोमीटर मानों को पढ़ने और उन्हें धारावाहिक के माध्यम से प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है

कोड चल रहा है और "यूपी" मान को देखकर एक सीरियल विंडो खुली हुई है, जॉयस्टिक को पूरी तरह से आगे की स्थिति में धक्का दें, "यूपी" मान कुछ बड़ी संख्याओं के बीच कूदने की संभावना है, जो आप देखते हैं उनमें से सबसे छोटा मान चुनें, इसमें से १० घटाएं (यह सुनिश्चित करेगा कि छड़ी को पूरी तरह से धकेलने से पूरी शक्ति मिल जाएगी) और इसे "अप मैक्स" के रूप में लिखें, जॉयस्टिक को वापस केंद्र में आने दें। अब आप जो सबसे बड़ा मान देखते हैं उसे चुनें, इसमें 20 जोड़ें और इसे "UpRestMax" के रूप में लिखें। स्टिक को नीचे धकेल कर प्रक्रिया को दोहराएं और "अपमिन" और "अपरेस्टमिन" के रूप में मानों को जोड़ने/घटाने की रिकॉर्डिंग को उलट दें

बाएं और दाएं के लिए पूरी प्रक्रिया को फिर से दोहराएं, स्टिक को दाएं धक्का देकर शुरू करें, "साइडमैक्स" फिर "साइडरेस्टमैक्स" रिकॉर्ड करें क्योंकि यह पीछे की ओर बढ़ता है और "साइडमिन" और "साइडरेस्टमिन" रिकॉर्ड करने के लिए बाएं धक्का देता है।

ये मूल्य अति महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से "रेस्ट" शब्द वाले सभी मूल्य। ये मान स्टिक के केंद्र में "डेड ज़ोन" बनाते हैं जैसे कि जब स्टिक केंद्र में आराम कर रही हो तो बॉट नहीं चलेगा, सुनिश्चित करें कि जब स्टिक केंद्रित हो तो मान "रेस्टमिन" और "रेस्टमैक्स" के बीच आ जाए। दोनों अक्षों के लिए

चरण 6: कोड

दिया गया कोड एक बुनियादी वेज-बॉट के लिए एक संरचना के साथ सब कुछ करता है ताकि एक हथियार पीडब्लूएम मूल्य भी भेजा जा सके।

आवश्यक पुस्तकालय:

• nRF24L01 लाइब्रेरी यहाँ से: GitHub
• यहां से सॉफ्टवेयर पीडब्लूएम: गूगल कोड

अपना नियंत्रक सेट करें:

txMix कोड खोलें और अंतिम चरण में आपके द्वारा लिखे गए मानों के लिए स्टिक सीमा मान बदलें। यह सुनिश्चित करेगा कि कोड आपके जॉयस्टिक पर सही ढंग से प्रतिक्रिया करता है (छवि 1)

पाइप अनुकूलित करें:

यह सुनिश्चित करने के लिए कि आप अपने कार्यक्रम में किसी और के साथ हस्तक्षेप नहीं कर रहे हैं, आपको रेडियो पाइप बदलने की आवश्यकता होगी। यह वास्तव में एक पहचानकर्ता है, और रिसीवर केवल सही पाइप से संकेतों पर कार्य करेगा, इसलिए दोनों कोडों में पाइप को एक ही चीज़ में बदलना सुनिश्चित करें।

छवि में पाइप के 2 हेक्स अंकों को हाइलाइट किया गया है। ये दो अंक हैं जिन्हें पाइप को अनुकूलित करने के लिए बदलने की आवश्यकता है। "E1" को किसी अन्य 2 अंकों के हेक्स मान में बदलें और इसे लिख लें ताकि आप इसे किसी ईवेंट में विरोधियों के पाइप के विरुद्ध आसानी से देख सकें

डालना:

• नियंत्रक के लिए txMix
• रिसीवर मॉड्यूल को प्राप्त करें

कोड के नीचे चलाएँ:

टीएक्स मिक्स:

कोड जॉयस्टिक स्थिति में "UP" मान और "साइड" मान के रूप में पढ़ता है। अधिकतम स्टिक पोजीशन पर पूरी शक्ति दी जाएगी यह सुनिश्चित करने के लिए प्रदान किए गए अधिकतम मूल्य के आधार पर ये मान विवश हो जाते हैं।

फिर इन मानों को यह सुनिश्चित करने के लिए जांचा जाता है कि छड़ी तटस्थ स्थिति से बाहर निकल गई है, अगर इसमें शून्य नहीं भेजा गया है।

फिर मानों को व्यक्तिगत रूप से दो चरों में मिलाया जाता है, एक बाईं मोटर गति के लिए और एक दाएँ मोटर गति के लिए। इन चरों में एक नकारात्मक मान का उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जाता है कि मोटर पीछे की ओर चला रहा है क्योंकि यह मिश्रण को सरल करता है।

बाएँ और दाएँ गति मानों को तब चार मानों pwm मानों में विभाजित किया जाता है, प्रत्येक के लिए एक: मोटर दाएँ आगे की ओर, मोटर बाएँ आगे की ओर, मोटर दाएँ पीछे की ओर, मोटर बाईं ओर पीछे।

फिर चार pwm मान रिसीवर को भेजे जाते हैं।

प्राप्त करना:

बस नियंत्रक से संकेत प्राप्त करता है, जांचता है कि सिग्नल में एक मोटर पर आगे और पीछे के लिए pwm मान नहीं है, फिर pwm लागू करता है।

जब नियंत्रक से कोई संकेत प्राप्त नहीं होता है तो रिसीवर मोटरों को तिजोरियाँ भी बंद कर देता है

चरण 7: इसे पूरी तरह से बोल्ट करना

मोटर्स को मिलाप कनेक्टर या मोटर्स को सीधे एच-ब्रिज में मिलाप करें। (मैं कनेक्टर्स को पसंद करता हूं ताकि अगर मैंने मोटरों को गलत तरीके से जोड़ा है तो मैं प्लग को आसानी से बदल सकता हूं)

बैटरी कनेक्टर से स्विच के मध्य पिन और स्विच पर बाहरी पिनों में से एक को कनेक्टेड मॉड्यूल के Vcc में पॉजिटिव लीड मिलाएं।

बैटरी कनेक्टर से नकारात्मक लीड को कनेक्टेड मॉड्यूल के GND से मिलाएं।

(वैकल्पिक) Vcc और GND के बीच अतिरिक्त LED जोड़ें। सभी लड़ाकू रोबोटों को एक प्रकाश की आवश्यकता होती है, जबकि सिस्टम में शक्ति होती है, घटकों के आधार पर इस प्रणाली में Arduino, 3.3v मॉड्यूल और एच-ब्रिज पर एलईडी है, जब तक इनमें से कम से कम एक बाहर से दिखाई दे रहा है बॉट इस नियम को पूरा करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए और उपस्थिति को अनुकूलित करने के लिए अतिरिक्त एलईडी का उपयोग किया जा सकता है

थोड़ा क्रूड एक साथ बोल्ट करने के लिए सरल है, पहले मोटर माउंट को बोल्ट करें, इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़ें, फिर ढक्कन को जगह में बोल्ट करें, थोड़ी मात्रा में वेल्क्रो ढक्कन पर स्विच को पकड़ने में मदद करेगा

डिजाइन और प्रिंट करने के लिए नियंत्रक आपका है। परीक्षण के लिए, मैं संलग्न नियंत्रक का उपयोग कर रहा हूं जिसे James Bruton's BB8 V3 नियंत्रक से संशोधित किया गया है

चरण 8: रोबोट कॉम्बैट रूल्स पर एक शब्द

अलग-अलग देश, राज्य और समूह अलग-अलग नियमों के साथ रोबोट कॉम्बैट इवेंट चलाते हैं।

मैंने इस प्रणाली को बनाया है और आरसी सिस्टम से संबंधित प्रमुख नियमों (सबसे विशेष रूप से सिस्टम 2.4GHz डिजिटल होना चाहिए और बैटरी अलगाव बिंदु होना चाहिए) को मारते हुए इसे 'जितना संभव हो उतना सामान्य होना चाहिए' लिखा है। इस प्रणाली को चलाने के लिए और या अपना खुद का पहला बॉट डिजाइन करने के लिए अपने स्थानीय समूह से संपर्क करना और उनके नियमों की एक प्रति प्राप्त करना सबसे अच्छा है।

आपके स्थानीय समूह द्वारा चलाए जाने वाले नियम निरपेक्ष हैं, इस निर्देश में मेरे शब्द को अपने समूह के नियमों पर न लें।

चूंकि यह Arduino सिस्टम समुदाय के लिए नया है, इसलिए आपको किसी कार्यक्रम में इसका उपयोग करने से पहले इसका परीक्षण करने के लिए कहा जाएगा। मैंने मानक आरसी उपकरणों के खिलाफ और बिना किसी हस्तक्षेप के मुद्दों के खिलाफ बार-बार इस प्रणाली का परीक्षण किया है, इसलिए इसे किसी भी परीक्षा में उत्तीर्ण होना चाहिए, हालांकि, आपके स्थानीय कार्यक्रम के आयोजकों का अंतिम कहना है, उनके निर्णय का सम्मान करें। यदि वे इसके उपयोग को अस्वीकार करते हैं, तो पूछें कि क्या कोई ऋण बॉट है जिसके साथ आप लड़ सकते हैं, या इस बारे में स्पष्टीकरण मांगें कि इसे क्यों अस्वीकार कर दिया गया था और अगले कार्यक्रम के लिए समस्या को ठीक करने का प्रयास करें।

चरण 9: मोटर्स के बारे में अतिरिक्त जानकारी

चींटी वर्ग में उपयोग किए जाने वाले माइक्रो गियर मोटर्स गति की एक बड़ी सरणी में आते हैं और या तो आरपीएम या गियर अनुपात का उपयोग करके चिह्नित होते हैं। नीचे एक मोटा रूपांतरण है।

अधिकांश बॉट ७५:१ और ३०:१ के बीच मोटर्स का उपयोग करते हैं (कुछ अपवादों के साथ १०:१ का उपयोग करते हुए)। बड़े कताई हथियारों वाले बॉट धीमी 75:1 मोटरों से लाभ उठा सकते हैं क्योंकि धीमी गति अधिक नियंत्रण की अनुमति देती है। कुशल ड्राइवर के हाथों में 30:1 पर फुर्तीला वेजेज, लिफ्टर और फ्लिपर्स सबसे अच्छे होते हैं। मैं सिस्टम और ड्राइविंग के अभ्यस्त होने के लिए पहले कुछ झगड़ों के लिए वेज में ५०:१ मोटर्स की सलाह देता हूं

• 12वी 2000 आरपीएम (या 6वी 1000आरपीएम) -> 30:1
• 6V 300RPM -> 50:1

चरण 10: अपडेट और सुधार

यह कुछ साल हो गए हैं जब से मैंने इसे 'ible' पोस्ट किया है और मैंने इस प्रणाली के बारे में बहुत कुछ सीखा है, इसलिए उन्हें यहां अपडेट करने का समय आ गया है। सबसे महत्वपूर्ण घटक पसंद है, मूल घटक अपेक्षाकृत अच्छी तरह से काम करते हैं लेकिन कभी-कभी युद्ध के दौरान असफल हो जाते हैं। 2 बड़े अपराधी एच-ब्रिज और nrf24l01 मॉड्यूल हैं, मेरे द्वारा सबसे सस्ते भागों को चुनने के कारण जो मुझे मिल सकते थे। इनके द्वारा तय किया जा सकता है:

• 0.5A एच-ब्रिज को 1.5A एच-ब्रिज में अपग्रेड करना, इस तरह: 1.5A एच-ब्रिज
• nrf24l01 मॉड्यूल को पूरी तरह से SMD डिज़ाइन में अपग्रेड करना: ओपन स्मार्ट NRF24l01

नए घटक उन्नयन के साथ मैंने कुछ नए पीसीबी डिजाइन किए हैं जो आरएक्स को कॉम्पैक्ट करने में मदद करते हैं और TX में और अधिक सुविधाएं जोड़ते हैं।

मेरे पास कुछ कोड परिवर्तन भी आ रहे हैं, इसलिए उनके लिए बने रहें