Hur man bygger en 4WD Arduino-robot för nybörjare

Annons

Fjärrstyrda bilar är roliga, säkert, men självdrivande robotbilar är ännu roligare. I den här handledningen bygger vi en fyrhjulig robot som kan köra runt och undvika hinder. jag köpte detta kompletta 4WD-kit från AliExpress, men du kan enkelt köpa de flesta av dessa komponenter från en elektronikbutik och sätta ihop dem själv.

Jag rekommenderar att du läser igenom alla instruktioner innan du börjar, eftersom det kommer att göra vissa saker tydliga som kan vara förvirrande första gången. Det kan också se ut som ett mycket långt, avancerat projekt på grund av instruktionernas längd, men det är faktiskt ganska enkelt. Du behöver inte skrämmas - detta är ett projekt på nybörjarnivå som du kan få några tillfredsställande resultat med och sedan bygga vidare när du lär dig mer. Gillar du inte den här typen av robot? Här är lite mer Arduino robotar 8 Arduino-robotar du kan bygga för mindre än $ 125Arduino kan göra mycket, men visste du att det kan skapa fullfjädrade robotar? För ganska billigt också! Läs mer du kan enkelt bygga istället.

Här är vad vi har, efter att ha tagit allt ur förpackningen:

För att komma igång kommer vi att fästa motorerna och H-bron (kortet som levererar ström till motorerna) till den nedre delen av chassit. Först ska du fästa de fyra metallkonsolerna (de är rektangulära, borrade metallblock) till varje motor med två långa bultar och två muttrar.

Du måste se till att de är korrekt fästa, så kolla in bilden nedan för att se till att sidan av blocket med två borrade hål vetter nedåt. Observera att ledningarna på varje motor pekar mot chassiets centrum.

Nu kan varje motor fästas på chassit med två korta bultar i botten av varje metallfäste. Här är en vy av undersidan av chassit så att du kan se var bultarna måste vara:

Nästa steg är att säkra H-bron (det är den röda brädan i mitt kit) till chassit. Du kanske vill vänta tills alla ledningar är kopplade till H-bron innan du gör detta, men det är upp till dig (jag tyckte det var lättare). En snabb anteckning: i mitt kit saknades ett antal fästelement, så jag använde elektrisk tejp för att säkra bron. Här kan du dock se var bultarna och muttrarna skulle ha gått:

Nu när H-bron är ansluten kan du börja koppla upp strömförsörjningen. Eftersom sex-AA-batterihållaren levereras med en likströmsadapter måste du antingen klippa bort änden (vilket jag gjorde) eller dra bygeltrådar till själva batterierna.

Oavsett hur du bestämmer dig för det kommer du att köra den positiva kabeln till porten märkt "VMS" och den negativa ledningen till den som är märkt "GND" på bron. Skruva fast fästena och se till att de är säkra. Sedan ansluter du motorledningarna. På båda sidor finns det en uppsättning av två portar; en är märkt "MOTORA" och den andra "MOTORB." Både röda ledningar på varje sida går in i den mest gröna porten, och båda svarta ledningarna kommer in i den yttersta. Den här bilden bör göra det mer tydligt:

Jag upptäckte att jag var tvungen att ta bort några av höljet från motortrådarna för att få detta att fungera. Nu när du har motorerna och strömförsörjningen alla är uppkopplade, skjut hjulen på motoraxlarna och fäst de fyra kopparaxlarna på platserna som visas på bilden nedan (varje kopparaxel behöver en liten bult). Denna robot börjar ta form!

Sätt nu den delen av chassit åt sidan och ta tag i den andra som sitter ovanpå. Nästa steg är att fästa Arduino - igen, jag var tvungen att använda elektrisk tejp, men du borde kunna säkra din med bättre bultar och muttrar.

Nästa steg kräver mikroservo, det svarta tvärstycket, servohållaren (som består av tre svarta plastdelar) och några små skruvar. Använd en av de större vassa skruvarna i satsen för att fästa det svarta tvärstycket på mikroservo:

Vänd sedan servot upp och ner i hållarens svarta plastring. Se till att ledningarna som kommer ut från servot är vända i samma riktning som hållarens längre del (se igen bild nedan) och använd fyra små skruvar för att säkra tvärstången (det finns fyra hål i hållaren som är i linje med hålen på tvärslå).

Så här ser det ut efter att det är bifogat:

Ta slutligen de andra två bitarna på servohållaren och knäpp dem på servon (det finns spår i sidostyckena som matchar plastfliken på servo).

Nu när servohållaren är klar kan den monteras på chassit.

Här går bultarna:

Det är dags att ge vår robot några ögon. Fäst ultraljudssensorn på servohållaren med två dragkedjor.

Om du arbetar från samma kit som jag, har du fått ett Arduino-sensorsköld. Vi kommer inte att använda det i den här byggnaden, men du kan poppa den ovanpå UNO nu om du vill (som jag har på bilden nedan). Justera bara stiften på undersidan av skölden med I / O-portarna på Arduino och tryck ner för att ansluta dem. Du behöver det inte för tillfället, men sköldar kan komma till hands De 4 bästa Arduino-skärmarna för att stormakta dina projektDu har köpt ett Arduino-startpaket, du har följt alla grundläggande guider, men nu har du träffat en snubblning - du behöver fler bitar och bobs för att förverkliga din elektronikdröm. Lyckligtvis, om du har ... Läs mer .

Oavsett om du ansluter en sensorskärm eller inte, behöver du nu fyra ledningar för att ansluta ultraljudssensorn till Arduino. Det finns fyra stift på sensorn, VCC, GND, TRIG och ECHO. Anslut VCC till 5V-stiftet på Arduino, GND till GND och TRIG och ECHO till I / O-stift 12 och 13.

Ta nu i den nedre delen av chassit och anslut sex bygeltrådar till I / O-stiften på H-bron (de har märkts ENA, IN1, IN2, IN3, IN4 och ENB). Notera vilka färgtrådar som är anslutna till vilka portar, som du behöver veta senare.

Nu är det dags att börja sätta ihop den här saken. Ta tag i den övre delen av chassit och sätt den på toppen av kopparaxlarna som är anslutna till den undre delen, och dra trådarna som är fästa vid H-bron genom hålet i mitten av chassit. Anslut de sex kablarna till I / O-portarna enligt följande:

• ENA till I / O-port 11
• ENB till I / O-port 10
• A1 till I / O-port 5
• A2 till I / O-port 6
• B1 till I / O-port 4
• B2 till I / O-port 3

Använd nu fyra korta skruvar för att fästa den övre delen av chassit på kopparaxlarna. Sätt sex-AA-batterihållaren ovanpå chassit (skruva ner den om du kan), anslut 9V-cellhållaren till Arduino, och denna bot är redo att gungas!

Tja, nästan redo att rocka. Det har inte tillräckligt med personlighet än.

Där går vi. Nu för att ge det en hjärna. Låt oss göra lite programmering.

Det första vi kommer att göra är att testa att se till att bron och motorerna är korrekt anslutna. Här är en snabb skiss som säger botten att köra fram en halv sekund, köra bakåt i en halv sekund och sväng sedan åt vänster och höger:

Det är mycket kod för ett enkelt test, men att definiera alla dessa funktioner gör det lättare att finjustera senare. (Stort tack till Billwaa för hans blogginlägg om att använda H-bron för att definiera dessa funktioner.) Om något gick fel kontrollerar du alla dina anslutningar och att ledningarna är anslutna till rätt stift. Om allt fungerade är det dags att gå över på sensortestet. Om du vill använda ultraljudssensorn vill du göra det ladda ner NewPing-biblioteketoch använd sedan Skiss> Inkludera bibliotek> Lägg till .ZIP-bibliotek ... att ladda biblioteket.

Se till att du ser inkluderande uttalandet högst upp på din skiss. om du inte gör det, slå Skiss> Inkludera bibliotek> NewPing. När du har gjort det laddar du upp följande skiss:

Ladda upp skissen och öppna seriemonitorn med Verktyg> Serial Monitor. Du bör se en snabb uppdaterad sekvens av nummer. Håll handen framför sensorn och se om det numret ändras. Flytta handen in och ut, och du bör få en mätning av hur långt borta din hand är från sensorn.

Om allt fungerade korrekt är det dags att sätta ihop allt och låta den här saken springa! Här är koden för roboten nu. Som du antagligen kan säga är det i grund och botten de två testskisser som är sammansatta med ett tillägg om uttalande för att kontrollera robotens beteende. Vi har gett det ett mycket enkelt hinder-undvikande beteende: om det upptäcker något mindre än fyra centimeter bort, kommer det att säkerhetskopiera, svänga åt vänster och börja flytta igen. Här är en video av botten i aktion.

Ge din robot lite liv

När du har fått det här beteendet att fungera korrekt kan du lägga till mer komplexa beteenden; få roboten att växla mellan att svänga åt vänster och höger, eller välja slumpmässigt; låta en summer om den kommer nära något; vänd bara istället för att säkerhetskopiera; du är egentligen bara begränsad av din fantasi. Du kan använda nästan vad som helst i din Arduino startpaket Vad finns i ditt Arduino-startpaket? [Arduino nybörjare]Inför en låda full av elektroniska komponenter är det lätt att bli överväldigad. Här är en guide till exakt vad du hittar i ditt kit. Läs mer för att lägga till mer funktionalitet. Du kommer också att märka att vi inte har kodat någonting för servon ännu: du kan faktiskt få robotens "ögon" att röra sig fram och tillbaka. kanske använder dem för att söka efter en väg istället för att bara säkerhetskopiera när den hittar ett hinder direkt framför.

Låt oss veta om du bestämmer dig för att bygga denna robot eller en annan, och berätta för oss hur du bestämmer dig för att anpassa dess beteende eller utseende. Om du har några frågor om denna robot, lägg dem i kommentarerna nedan, så ser jag om jag kan hjälpa!