Projekt NEX: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Hej fantje, spet je tukaj Natanael Prado z drugim super projektom. Tokrat želim z vami deliti projekt, ki ga izvajam tri leta, ta projekt je moj robot z imenom NEX. Zato najprej spoznajte zgodovino mojega ustvarjanja.

Zgodovina projekta

Že dolgo je želja v meni. Želja po ustvarjanju robota, ne pa katerega koli robota. Želel sem ustvariti nekoga, ki ni bil le robot, prijatelj, z edinstveno osebnostjo in lastnostmi, pa tudi to bi lahko bilo del tega, kar sem. Začetek, ko se je v meni začela rojevati ta želja, ne vem zagotovo; vem pa, da kljub času to nikoli ne bo umrlo v meni, ker je bilo to več kot le preprosta želja, je bil to življenjski cilj in sanje, ki jih je treba uresničiti. Takrat sem kupil svojega prvega Arduina, An Arduino Mega 2560, in svoje sanje sem začel spreminjati v resničnost in čeprav se mi je želja morda zdela nekoliko nora ali celo nemogoča, sem šel naprej v iskanje, kaj želim doseči, in tvegal in se podali v neznano. Bilo je približno tri leta načrtovanja in uresničevanja moje zasnove. In zdaj je po letih dela moj robot zaživel !!!

Toda kaj je Arduino?

Najprej bi rad predstavil Arduino tistim, ki ne vedo. Arduino je torej odprtokodna elektronska platforma, ki temelji na enostavni strojni in programski opremi. Arduino plošče lahko preberejo vhode - luč na senzorju, prst na gumbu ali sporočilo v Twitterju - in ga spremenijo v izhod - aktivirajo motor, vklopijo LED, objavijo nekaj na spletu. Plošči lahko poveste, kaj naj stori, tako da mikrokrmilniku na plošči pošljete niz navodil. Če želite to narediti, uporabite programski jezik Arduino (na osnovi ožičenja) in programsko opremo Arduino (IDE), ki temelji na obdelavi. Arduino je tako fantastičen in neverjeten, z njim lahko naredite veliko kul stvari in z njim lahko dobesedno spremenite svoje sanje, tako kot sem jaz naredil svojega robota NEX.

Namen objave tega projekta ni preprosto podrobno razložiti, kako sem naredil svojega robota, ampak vas navdihniti in spodbuditi, da si izmislite in ustvarite, kar želite, čeprav se vam včasih zdijo sanje nemogoče. Kaj torej čakamo? Gremo k temu!

Zaloge

www.arduino.cc/en/guide/introduction

1. korak: Materiali

To je večina kosov, ki sem jih uporabil za izdelavo svojega robota:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Motorni ščit L293D
• 3,5 -palčni zaslon Nextion, izboljšan
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9 g
• Komplet okroglega robotskega ohišja
• HC-SR04 Ultrazvočni senzor razdalje
• Mi Power Bank 10000mAh
• 8Ω zvočnik

Uporabil sem tudi druge materiale, kot so:

• Pločevinka mleka (za nego telesa NEX)
• Pocinkane žice (za NEX -ove roke)
• Karton
• Kosi plastike
• Nekaj razpršilnih barv

Korak: Od spočetja do resničnosti

Ker se vsak projekt najprej zažene v naših mislih, je zelo pomembno, da pred začetkom gradnje katerega koli projekta svojo idejo damo na papir, da že imamo predstavo o tem, katere dele in materiale je mogoče uporabiti za uresničitev ideje. Ob upoštevanju tega zgornja slika ponazarja eno prvih skic mojega robota, narejeno v začetku leta 2019, kjer je prikazana simulacija, kako NEX izgleda v končnem projektu. Kasneje je bila ta ilustracija izboljšana in je posledično imela nekaj manjših sprememb. Spodnja slika prikazuje 2D pogled na že posodobljen projekt, narejen s pomočjo grafične programske opreme v računalniku.

3. korak: NEX -ovi deli

V tem razdelku vam bom pokazal in razložil nekaj najpomembnejših kosov, ki sem jih uporabil pri ustvarjanju svojega robota, in tudi, kako jih je mogoče uporabiti v najrazličnejših projektih robotike in Arduina. Pa daj no !!

Začnimo s tem kosom: To je motorni ščit L293D, ki temelji na čipu L293D in ga je mogoče uporabiti z Arduinom. Ta ščit je zelo zanimiv, saj vam omogoča upravljanje motorjev s ploščo Arduino. Z njim je mogoče hkrati krmiliti do 4 enosmerne motorje, 2 servomotorja ali 2 koračna motorja. Ta ščit sem uporabil za krmiljenje ročic NEX, ki delujejo z dvema servomotorjema SG90, in tudi za enosmerna motorja, zaradi katerih se premika.

Ta stvar izgleda kot dve očesi, kajne? vendar niso, hahaha … To je pravzaprav ultrazvočni senzorski modul HC-SR04, ki ga je mogoče uporabiti na primer z Arduinom za merjenje razdalje med določenimi predmeti, z veliko natančnostjo lahko meri razdalje od 2 cm do 4 m nizka cena. Ti senzorji so znani tudi kot oddajniki in imajo možnost delovanja, podobnega sonarju. Medtem ko se sonar uporablja predvsem pod vodo, se lahko ultrazvočni oddajniki uporabljajo v kopenskem okolju, pri čemer je zrak prenosno sredstvo. Poleg tega so ultrazvočni senzorji valov pogosti v industriji in medicini.

To je servo motor SG90, ni nič drugega kot motor s krmiljenjem kotnega položaja. 90º, to pomeni, da ima stopnjo svobode 180º. Poleg tega je servo motor SG90 eden najbolj priljubljenih, ko gre za Arduino ali izobraževalno robotiko. To je zato, ker ima majhno velikost in navor, primeren za večino izobraževalnih aplikacij. V mojem projektu sta bila za premikanje rok NEX uporabljena 2 servo motorja.

To je Display Nextion Enhanced NX4832K035, ta zaslon je zelo zmogljiv, pravzaprav sem s tem zaslonom naredil obraz svojega robota. Vključuje del strojne opreme (vrsta plošč TFT) in del programske opreme (urejevalnik Nextion). Dobra stvar je, da plošča Nextion TFT za komunikacijo uporablja samo ena serijska vrata.

Obstajajo še drugi pomembni deli, ki jih nimam pri sebi, na primer Easy VR Shield 3.0. Ta ščit je večnamenski modul za prepoznavanje govora, zasnovan za dodajanje vsestranskih, robustnih in stroškovno učinkovitih funkcij prepoznavanja govora. skoraj vsaka aplikacija. Ima mikrofon in podporo za 8Ω zvočnik, ta ščit je zelo pomemben za mojega robota, ker mi omogoča komunikacijo z NEX, je kot most med mojim in mojim robotom.

Drug zelo pomemben del je komplet okroglega robotskega podvozja, ki vključuje dva enosmerna motorja, ki upravljata kolesa NEX, zato se lahko moj robot premika naprej, nazaj, vrti, gre desno in levo itd.

In nenazadnje je seveda Power Bank. Ker je moj robot samostojen, potrebuje baterijo v sebi, da zagotovi energijo za Arduino, zato zanj izberem 10000Mah Powerbank.

4. korak: Postopek ustvarjanja NEX (strojna oprema)

Prvi korak v postopku montaže NEX so bili predhodni preskusi za preverjanje integracije in delovanja med Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield in L293D Motor Shield.

Ko je bila ta faza končana, je bilo izdelano telo robota, za to pa je bila uporabljena pločevinka mleka iz gnezda, ki jo je bilo treba na nekaterih delih razrezati, da se v njej pritrdijo nekateri kosi, poleg tega pa je bila ta pločevinka kasneje brušena in pobarvana rumena barva v spreju.

Ko je bilo to storjeno, je bilo sestavljeno robotsko podvozje NEX, saj je popolnoma razstavljeno iz tovarne. Poleg ustreznih električnih povezav motorja je bilo treba namestiti vse dele podvozja. Oglejte si spodnjo sliko že sestavljenega podvozja.

S tem pripravljenim je bil ultrazvočni senzor HC-SR04 strateško postavljen pod to ohišje in pločevinka za mleko (telo robota) je bila privita na predhodno nameščeno robotsko podvozje. Po tem so bili kabli priključeni in pritrjeni na ohišje NEX, ki povezuje notranje komponente, da jih pretvori v izhode ali vhode na zunanji strani ohišja robota, kot je mikrofon, na vrata USB, ki jih je treba napolniti, in USB vrata Arduino. Oglejte si spodnjo sliko:

Nato so v telo robota dodali dva motorna servomotorja, po enega na vsakem koncu pločevinke in tudi 10000mAh napajalnik. Kot je prikazano na spodnji sliki.

Kmalu za tem je bil v telo NEX dodan glavni sklop robota, sestavljen iz Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D, ki je bil predhodno preizkušen in delujoč, ter bile vzpostavljene ustrezne povezave med ploščami in drugimi zunanjimi napravami. Kot je prikazano na spodnji fotografiji.

Po tem je bil 3,5-palčni Nextion LCD zaslon priključen na Arduino Mega 2560 in pritrjen na sprednji del ohišja robota, poleg tega pa je bil 4Ω in 3W zvočnik strateško postavljen pod LCD zaslon na ohišju robota. Končno so bile izdelane roke NEX in za njihovo izdelavo so bile uporabljene pocinkane žice.

5. korak: Postopek ustvarjanja NEX (programska oprema)

Zdaj preidimo na del programske opreme NEX. Za ustvarjanje obraza robota NEX na zaslonu Nextion je bila prvič uporabljena odprtokodna programska oprema za grafično oblikovanje in animacijo, imenovana Krita. Skozinjo lahko narišete vsa umetniška dela obraza NEX in vsako sliko, ustvarjeno v okvirju, pretvorite v sklop animacij obraza NEX. Vsakič, ko NEX govori, na zaslonu prikaže niz slik, značilnih za dani ukaz, ki se vrtijo pri 30 FPS, to pomeni, da mora biti vsako glasovno sporočilo, ki ga izgovori, sinhronizirano z gibom ust, zato je pri izdelavi NEX -a zelo pazil sinhronizacijo ustnic, tako da se mu usta ne zdijo ponavljajoča in brez harmonije s tem, kar govori. Ker animacija ni nič drugega kot zaporedje slik, ki se vrtijo z določeno hitrostjo, ima NEX približno pet tisoč slik, ki se lahko do trenutka te objave zaporedoma vrtijo na zaslonu. To je bil zagotovo eden najbolj napornih in utrujajočih delov celotnega projekta, saj ustvarjanje risb in animacij od začetka brez kakršnega koli usposabljanja na tem področju zahteva veliko truda in potrpljenja. Vendar ni bilo samo to, da je bilo za ustvarjanje te slikovne banke animacijo, ki jo je Arduino lahko izvedel na zaslonu Nextion, treba uporabiti programsko opremo Nextion Editor, ki omogoča ustvarjanje datoteke.tft, ki se zabeleži in vstavi v kartico micro SD, ki bo kasneje priključena na zaslon Nextion in slike, naložene nanj.

Za ustvarjanje glasu robota NEX je bila uporabljena osnova za glas avtorja, ki tukaj napiše ta razširjeni povzetek. Z več postopki spreminjanja glasu s programom Audacity je bilo mogoče ustvariti značilen glas za NEX. Naslednji korak je bil samo nalaganje vseh ustvarjenih glasovnih ukazov v EasyVR Shieldu s programsko opremo poveljnika EasyVR. V času te objave je NEX ustvaril 12 glasovnih ukazov in 12 glasovnih sporočil, naloženih vanj.

Tako je robot NEX pogledal na konec procesa ustvarjanja.

Korak 6: To je vse za ljudi

To je vse ljudsko in kot ste videli, sem poskušal povzeti triletni projekt v enem samem Instructable, vendar to ni tako enostavno hahaha … Toda glavno sporočilo, ki sem ga želel posredovati, je to, ne glede na vaše sanje, in kako težko se zdi, če verjamete, da je to mogoče uresničiti, in ne obupajte nad temi sanjami, se bodo uresničile !!

NEX in upam, da vam je bil ta projekt Instructable všeč in se vam vsem zahvaljujem za tako dolgo branje. Če želite izvedeti več o NEX -u in vašem neverjetnem potovanju, ga ne pozabite spremljati na njegovem uradnem Instagramu: @nextherobot. To je to, adijo !! se vidimo kmalu z drugimi kul projekti !!;)