Joy Robot (Robô Da Alegria) - Odprtokodni 3D natisnjen, Arduino Powered Robot!: 18 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Avtor IgorF2Sledi Več avtorja:

O: Proizvajalec, inženir, nori znanstvenik in izumitelj Več o IgorF2 »

Prva nagrada na tekmovanju Instructables Wheels, druga nagrada na tekmovanju Instructables Arduino in drugoplasirana na izzivu Design for Kids. Hvala vsem, ki ste glasovali za nas !!!

Roboti prihajajo povsod. Od industrijske uporabe do podvodnega in vesoljskega raziskovanja. Moje najljubše pa so tiste, ki se uporabljajo za zabavo in zabavo! V tem projektu je bil zasnovan ročno izdelan robot za zabavo v otroških bolnišnicah, ki otrokom prinaša nekaj zabave. Projekt je osredotočen na izmenjavo znanja in spodbujanje tehnoloških inovacij za pomoč nevladnim organizacijam, ki izvajajo dobrodelna dela v otroških bolnišnicah.

Ta navodila kažejo, kako oblikovati daljinsko vodenega humanoidnega robota, ki ga nadzira prek omrežja Wi-Fi, z uporabo Arduino Uno, povezanega z modulom Wi-Fi ESP8266. Uporablja nekaj servomotorjev iz glave in gibanja rok, nekaj enosmernih motorjev za premikanje na majhne razdalje in obraz iz LED matric. Robota je mogoče upravljati iz običajnega spletnega brskalnika z uporabo vmesnika, oblikovanega v HTML. Pametni telefon Android se uporablja za oddajanje videa in zvoka od robota do vmesnika za upravljanje operaterja.

Vadnica prikazuje, kako je bila struktura robota 3D natisnjena in sestavljena. Pojasnjeno je elektronsko vezje in koda Arduino je podrobno opisana, tako da lahko vsak ponovi robota.

Nekatere tehnike, uporabljene za tega robota, so bile že objavljene v Instructables. Oglejte si naslednje vaje:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Contlined-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Contilled-Servomotors-with/

Posebna zahvala ostalim članom ekipe, ki sodelujejo v zgoraj omenjenem projektu, odgovorni za prvo različico kode, predstavljene v tem vodiču:

• Thiago Farauche
• Diego Augustus
• Yhan Christian
• Helam Moreira
• Paulo de Azevedo Jr.
• Guilherme Pupo
• Ricardo Caspirro
• ASEBS

Več o projektu najdete:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

Kako lahko pomagate?

Ta projekt financirajo člani ekipe in majhne donacije nekaterih podjetij. Če vam je bilo všeč, nam lahko pomagate na nekaj načinov:

• Donacija: nam lahko pošljete nasvete, če želite podpreti konstrukcijo robota in njegove prihodnje izboljšave. Nasveti bodo uporabljeni za nakup potrebščin (elektronika, 3D tiskanje, filamenti itd.) In za pomoč pri promociji naših posegov v otroških bolnišnicah. Vaše ime bo dodano k zaslugam projekta! Nasvete iz našega oblikovanja lahko pošljete na platformi Thingiverse:
• Všeč: Pokažite nam, kako zelo cenite naš projekt. Dajte nam "všeček" na platformah, kjer dokumentiramo naš projekt (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse …).
• Delite: Delite projekt na svojem najljubšem spletnem mestu v družabnih medijih, da bomo dosegli več ljudi in navdihnili več ustvarjalcev po vsem svetu.

Ali ste vedeli, da lahko Anet A8 kupite za samo 169,99 USD? Kliknite tukaj in si zagotovite svojega

1. korak: Malo zgodovine …

Projekt „Robô da Alegria“(„Joy Robot“) se je rodil leta 2016 v regiji Baixada Santista (Brazilija) s ciljem razvoja tehnologije in pritegniti skupnost k gibanju ustvarjalcev. Navdih za prostovoljne projekte nevladnih organizacij v otroških bolnišnicah si prizadeva razviti robota z uporabo odprte strojne in programske opreme Apen, ki lahko v otroško bolnišnično okolje prinese malo zabave in prispeva k delu drugih organizacij.

Seme projekta je bilo posajeno konec leta 2015. Po pogovoru o ustvarjanju in razvoju tehnologije, ki ga spodbuja Združenje zagonskih podjetij Baixadas Santista (ASEBS). Bil je idealiziran projekt, brez denarne nagrade, ki pa je predstavljal temo, v katero bi se ljudje vključili na altruističen način, s ciljem pomagati drugim ljudem.

Robot je doživel različne spremembe od začetnega spočetja do sedanjega stanja. Od ene glave z mehanskimi očmi in obrvmi do današnje humanoidne oblike je bilo izvedenih več ponovitev, ki so preizkušale različne konstruktivne materiale in elektronske naprave. Iz akrilnega prototipa in lasersko izrezanega MDF smo se premaknili na 3D tiskano ohišje. Od preprostega vmesnika z dvema servo motorjema, ki ju nadzira Bluetooth, do ohišja, sestavljenega iz 6 servomotorjev in 2 motorjev, DC ukaz prek spletnega vmesnika z uporabo omrežja Wi-Fi.

Robotska struktura je bila v celoti izdelana s 3D -tiskanjem s pomočjo Fusion 360. Da bi omogočili izdelavo replik robotov v izdelovalnih prostorih ali laboratorijih, kjer je največji čas uporabe tiskalnikov ključnega pomena, je bila zasnova robota razdeljena na koščke tiskanje manj kot tri ure. Komplet delov je zlepljen ali pritrjen za pritrditev na telo.

Obraz, sestavljen iz LED nizov, daje robotu sposobnost izražanja čustev. Roke in vrat, ki jih poganja servomotor, dajejo majhnemu avtomatu potrebno mobilnost za interakcijo z uporabniki. V nadzornem centru robota se Arduino Uno poveže z vsemi zunanjimi napravami, vključno s komunikacijo z modulom ESP8266, kar uporabniku omogoča ukazovanje izrazov in gibov prek katere koli naprave, povezane z istim omrežjem Wi-Fi.

Robot ima v prsih nameščen tudi pametni telefon, ki se uporablja za prenos zvoka in videa med operaterjem robota in otroki. Zaslon naprave lahko še vedno uporabljate za interakcijo z igrami in drugimi aplikacijami, namenjenimi interakciji z ohišjem robota.

2. korak: Orodja in materiali

Za ta projekt so bila uporabljena naslednja orodja in materiali:

Orodja:

• 3D tiskalnik - celotno telo robota je 3D natisnjeno. Za izgradnjo celotne strukture je bilo potrebnih več ur 3D tiskanja;
• PLA filament - bele in črne PLA nitke, kjer se uporabljajo za tiskanje telesa;
• Izvijač - večina delov je povezana z vijaki;
• Super lepilo - Nekateri deli so bili pritrjeni s super lepilom;
• Klešče in rezalniki
• Spajkalno železo in žica

Elektronika

• Arduino Uno (povezava / povezava) - Uporablja se kot glavni krmilnik robota. Pošilja signale motorjem in komunicira z modulom WiFi;
• ESP8266-01 (povezava / povezava)- Uporablja se kot „WiFi modem“. S krmilnega vmesnika sprejema signale, ki jih mora izvesti Arduino Uno;
• Servomotorji SG90 (x6) (povezava / povezava) - Štirje servomotorji so bili uporabljeni za roke in dva za gibanje glave;
• Enosmerni motorji z redukcijskimi in gumijastimi kolesi (x2) (povezava / povezava) - omogočajo robotu, da prevozi majhne razdalje;
• L298N dvokanalni H -most (x1) (povezava / povezava) - Pretvori digitalne izhode Arduino v napetosti moči na motorje;
• 16 -kanalni servo krmilnik (povezava / povezava) - s to ploščo lahko upravljate več servomotorjev z uporabo samo dveh izhodov Arduino;
• MAX7219 LED zaslon 8x8 (x4) (povezava / povezava) - Uporabljajo se kot obraz robota;
• Kabel mikro USB - uporablja se za nalaganje kode;
• Žice za ženske-ženske (nekatere);
• Moški-ženski mostički (nekateri);
• Pametni telefon - uporabljen je bil pametni telefon Motorola 4.3 "Moto E. Morda bodo delovali tudi drugi s podobno velikostjo;
• Baterija 18650 (x2) (povezava) - Uporabljali so se za napajanje Arduina in drugih zunanjih naprav;
• 18650 držalo za baterije (x1) (povezava / povezava) - držijo baterije na mestu;
• 1N4001 diode (x2)
• 10 kohmskih uporov (x3)
• 20 mm stikalo za vklop/izklop (x1)
• Protoshield (povezava) - Pomaga pri ožičenju vezja.

Mehanika:

• Kroglična kolesa (x2)
• Vijaki M2x6 mm (+-70)
• Vijaki M2x10 mm (+-20)
• Matice M2x1,5 mm (x10)
• Vijaki M3x40 mm (x4)
• Matice M3x1,5 mm (x4)

Zgornje povezave so predlog, kje lahko najdete predmete, uporabljene v tej vadnici, in podpirajo razvoj tega projekta. Poiščite jih drugje in jih kupite v svoji najljubši lokalni ali spletni trgovini.

Ali ste vedeli, da lahko Anet A8 kupite za samo 169,99 USD pri Gearbestu? Pridobite svojega:

3. korak: 3D tiskanje

Robotska struktura je bila v celoti izdelana s 3D -tiskanjem z uporabo Autodesk Fusion 360. Da bi omogočili izdelavo replik robotov v izdelovalnih prostorih ali laboratorijih, kjer je največji čas uporabe tiskalnikov ključnega pomena, je bila zasnova robota razdeljena na koščke tiskanje manj kot tri ure. Komplet delov je zlepljen ali pritrjen za pritrditev na telo.

Model je sestavljen iz 36 različnih delov. Večina jih je bila natisnjenih brez nosilcev, z 10% polnitvijo.

• Vrh glave (desno/levo)
• Spodnja glava (desno/levo)
• Stranske kape glave (desno/levo)
• Obrazna zadnja plošča
• Sprednja plošča obraza
• Os vratu 1
• Os vratu 2
• Osi vratu 3
• Središče vratu
• Roka (desno/levo)
• Rame (desno/levo)
• Ramena skodelica (desno/levo)
• Naramnica (desno/levo)
• Os roke (desno/levo)
• Doprsni kip (desno/levo)
• Prsni koš (desno/levo/spredaj)
• Kolesa (desno/levo)
• Baza
• Držalo za telefon
• Nazaj (desno/levo)
• Ročaji (desno/levo)
• Omarica (desno/levo)

Postopek ukazovanja robota je opisan v naslednjih korakih.

Vse datoteke stl lahko prenesete na naslednja spletna mesta:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

To je eksperimentalni prototip. Nekatere dele je treba izboljšati (za poznejše posodobitve projekta). Obstaja nekaj znanih težav:

• Motnje med ožičenjem nekaterih servomotorjev in ramo;
• Trenje med glavo in doprsjem;
• Trenje med kolesi in konstrukcijo;
• Luknja za nekatere vijake je pretesna in jo je treba povečati s svedrom ali hobi nožem.

Če nimate 3D tiskalnika, lahko naredite nekaj stvari:

• Prosite prijatelja, da vam ga natisne;
• Poiščite prostor za hekerje/izdelovalce v bližini. Model je bil razdeljen na več delov, tako da vsak del posebej traja manj kot štiri ure za tiskanje. Nekateri prostori za hekerje/izdelovalce vam bodo zaračunali le uporabljene materiale;
• Kupite svoj 3D tiskalnik. Anet A8 lahko za samo 169,99 USD najdete na Gearbestu. Pridobite svojega:
• Vas zanima nakup DIY kompleta? Če zanima dovolj ljudi, morda na spletnem mestu Tindie.com ponujam komplete za izdelavo sam. Če ga želite, mi pošljite sporočilo.

4. korak: Pregled vezja

Robota upravljamo z jedrom Arduino Uno. Arduino povezuje modul ESP8266-01, ki se uporablja za daljinsko upravljanje robota prek omrežja Wi-Fi.

16-kanalni servo krmilnik je povezan z Arduinom prek komunikacije I2C in krmili 6 servomotorjev (dva za vrat in dva za vsako roko). Arduino napaja in nadzoruje niz petih LED matric 8x8. Štirje digitalni izhodi Arduino se uporabljajo za krmiljenje dveh enosmernih motorjev s pomočjo h-mostu.

Vezja se napajajo z dvema napajalnikoma USB: eno za motorje in eno za Arduino. Poskusil sem napajati celega robota s pomočjo napajalnika Sigle. Toda ESP8266 je včasih izgubljal povezavo zaradi trnov, ko so enosmerni motorji vklopljeni/izklopljeni.

Na prsih robota je pametni telefon. Uporablja se za oddajanje videa in zvoka na/iz nadzornega vmesnika, ki ga gosti na navadnem računalniku. Ukaze lahko pošlje tudi na ESP6288 in tako nadzira telo samega robota.

Morda bi opazili, da komponente, ki se uporabljajo tukaj, morda niso optimizirane za svoj namen. Namesto kombinacije Arduino + ESP8266 se lahko na primer uporabi NodeMCU. Rapsberry Pi s kamero bi zamenjal pametni telefon in upravljal tudi motorje. Pametni telefon Android je celo mogoče uporabiti kot "možgane" za vašega robota. To je res … Arduino Uno je bil izbran, ker je zelo dostopen in enostaven za uporabo za vsakogar. Ko smo začeli s tem projektom, sta bili plošči ESP in Raspberry Pi še vedno relativno dragi v kraju, kjer živimo … nekoč smo želeli zgraditi in poceni robota, plošče Arduino, kjer je bila takrat najboljša izbira.

5. korak: Sestavljanje obraza

Na obrazu robota so bile uporabljene štiri LED matrice 8x8.

Struktura je bila razdeljena na dva dela (zadnja in sprednja sprednja plošča), 3D natisnjena s črno PLA. Za 3D tiskanje sem potreboval približno 2,5 ure, z 10% polnitvijo in brez podpore.

Zaradi omejenega prostora je bilo treba priključke LED matric razpakati in spremeniti njihov položaj, kot je opisano spodaj:

1. Odstranite LED matriko;
2. Dessolder vhodni in izhodni priključki;
3. Ponovno spajkajte na drugo stran tiskanega vezja, z zatiči, usmerjenimi na sredino plošče.

Končni rezultat si lahko ogledate na slikah.

Štiri LED matrike so bile nato pritrjene na hrbtno ploščo s pomočjo vijakov 16 M2x6 mm. Zatiči so bili povezani v skladu s shemami.

Prva matrika je bila povezana s 5-žilnim moško-ženskim mostičkom. Moški konec je bil kasneje povezan z zatiči Arduino. Ženski konec je priključen na matrične vhodne zatiče. Izhod vsake matrice je povezan z vhodom naslednje z uporabo moškega-ženski skakalec.

Po priključitvi matric se sprednja plošča namesti s štirimi vijaki M2. Omotajte mostičke okoli zadnje in sprednje plošče, tako da ni ohlapnih žic.

Modul za obraz je pozneje nameščen znotraj glave robota, kot bo razloženo v naslednjih korakih.

Korak 6: Namestitev glave

Glava robota je bila razdeljena na osme 3D -tiskane dele, vse natisnjene v beli PLA z ločljivostjo 0,2 mm, 10% polnilom in brez podpor:

• Vrh glave (desno in levo)
• Spodnja glava (desno in levo)
• Pokrovček za glavo (desno in levo)
• Os vratu 1
• Os vratu 2

Za tiskanje strukture s premerom 130 mm sem potreboval skoraj 18 ur.

Zgornji in spodnji del glave sta razdeljena na dva dela. Zlepljeni so skupaj s super lepilom. Nanesite lepilo in pustite počivati nekaj ur.

Stranske kape se nato pritrdijo z vijaki, pritrjenimi na stranice zgornjega in spodnjega dela glave. Na ta način lahko glavo odstranite za popravilo tako, da odstranite vijake, pritrjene na zgornje dele glave. Preden zaprete glavo, sestavite obraz robota (opisano v prejšnjem koraku) in doprsni kip (opisano v naslednjih korakih).

Servomotor #5 je bil pritrjen na osi vratu 1. Servo sem postavil na sredino osi, nato pritrdil rog in z vijakom zaklenil njegov položaj. Za pritrditev osi 2 na ta servo motor sem uporabil dva vijaka M2x6 mm. Servomotor #6 je na enak način pritrjen na os 2 vratu.

Os vratu 2 je bila kasneje priključena na sredino vratu, kot je prikazano v naslednjem koraku.

Obrazni modul je nameščen znotraj glave.

7. korak: Sestavljanje razpoke in ramen

Prsi in ramena so mi za tiskanje vzeli približno 12 ur.

Ta razdelek je sestavljen iz petih različnih delov:

• Doprsni kip (desno/levo)
• Ramena (desno/levo)
• Središče vratu
• Osi vratu 3

Prsni deli so bili zlepljeni s superlepilom. Ramena so bila pritrjena na straneh z vijaki M2x10 mm, servomotorji (servomotorji #2 in #4) pa so bili nameščeni na vsaki strani. Prehajajo skozi pravokotno luknjo na vsakem ramenu (žica je pravzaprav precej težko prehodna) in so pritrjene z vijaki in maticami M2x10 mm.

Sredinski vrat ima pravokotno luknjo, v katero je vstavljen del 3 osi vratu. Za povezavo teh dveh delov so bili uporabljeni štirje vijaki M2x6 mm. Po tem je bil srednji vrat pritrjen na ramena. Uporablja iste vijake, ki se uporabljajo za pritrditev ramena na doprsni kip. Za pritrditev položaja se uporabljajo štiri matice M2x1, 5 mm.

Servomotor #6 je bil z dvema vijakoma priključen na os 3 vratu. Nato sem v osrednjo pravokotno luknjo na sredini vratu vstavil os 3 in uporabil štiri vijake M2x6 mm, da zaklenem njegov položaj.

8. korak: Sestavljanje rok

Za tiskanje vsake roke sem potreboval približno 5 ur.

Vsaka roka je sestavljena iz štirih kosov:

• Ramena skodelica
• Ramenska kapa
• Ročna os
• Roka

Os roke je centralizirana in pritrjena na roko s tremi vijaki M2x6 mm. Na drugem koncu osi je pritrjen servo rog.

V ramensko skodelico je z nekaj vijaki nameščen servomotor (#1 in #3), nato pa mu je nameščen rog (tisti, pritrjen na os roke). Na skodelici je luknja za namestitev drugega roga, ki je pritrjen na servo (#2 in #4), ki je že nameščen na ramenih, kot je bilo prikazano v prejšnjem koraku.

Na skodelici (in na rami) je še ena luknja za prenos kablov servomotorjev. Po tem je pokrovček nameščen za zapiranje rame robota z dvema vijakoma M2x6 mm.

9. korak: Montaža skrinje

Prsni koš je del, ki povezuje doprsni kip z dnom (kolesa in podnožje) robota. Sestavljen je samo iz dveh delov (desni in levi del. Natisnil sem jih v 4 urah.

Ramena robota se prilegajo zgornjemu delu prsnega koša. Obstaja luknja za vijak, ki pomaga pri poravnavi in pritrditvi teh delov. Čeprav je priporočljivo lepljenje teh dveh delov.

Na dnu teh delov je šest lukenj, ki se uporabljajo za povezavo s kolesi, kot bo prikazano kasneje.

Na tej točki sem servomotorje označil z nekaj nalepkami, da bi olajšal povezavo tokokrogov.

10. korak: Sestavljanje koles

Kolesa robota uporabljajo tri 3D tiskane dele:

• Kolesa (levo/desno)
• Spredaj

Za tiskanje teh delov sem porabil približno 10 ur.

Pri sestavljanju koles sem sledil naslednjim korakom:

• Najprej sem moral spajati nekaj žic na konektorje enosmernih motorjev. Te žice so bile kasneje uporabljene za napajanje motorjev z vezjem H-most;
• Motorji so bili nato pritrjeni na konstrukcijo z dvema vijakoma in maticami M3x40 za vsakega. Pravzaprav bi lahko uporabili krajši vijak (vendar na spletu nisem našel nobenega);
• Po tem sem zlepil sprednjo ploščo, ki povezuje ostale dele konstrukcije;
• Ta del ima na vrhu nekaj lukenj. Uporabljajo se za pritrditev na prsni koš, prikazano prej. Za povezavo obeh odsekov je bilo uporabljenih šest vijakov M2x6 mm.

11. korak: Nosilec telefona

Nosilec telefona je en sam 3D natisnjen del in za tiskanje traja približno 1 uro.

Robot ima pametni telefon na trebuhu. Zasnovan je bil za Motorola Moto E. Ima 4,3 -palčni zaslon. Morda bi se prilegali tudi drugi pametni telefoni s podobno velikostjo.

Del nosilca telefona se uporablja za držanje pametnega telefona v želenem položaju. Najprej je nameščen pametni telefon, nato pa ga z držalom za telefon in štirimi vijaki M2x6 mm pritisnete na telo robota.

Pomembno je, da kabel USB povežete s pametnim telefonom, preden privijete vijake. V nasprotnem primeru ga pozneje težko povežete. Na žalost je prostor zelo omejen, zato sem moral odrezati del USB priključka …:/

12. korak: Montaža podstavka

Podstavek ima samo en 3D natisnjen del. Za tiskanje tega dela sem potreboval približno 4 ure.

Ima več lukenj za namestitev drugih sestavnih delov, na primer krogličnih koles in na primer vezja. Za sestavljanje podlage je bil uporabljen naslednji postopek:

• Namestite 16 -kanalni servo krmilnik s štirimi vijaki M2x6 mm;
• Namestite vezje h-most L298N s štirimi vijaki M2x6 mm;
• Arduino Uno namestite s štirimi vijaki M2x6 mm;
• Na vrh robota namestite protozaslon;
• Ožičite vezja (kot je opisano nekaj korakov kasneje);
• Kroglična kolesa namestite z dvema vijakoma za vsakega. Žice so bile razporejene tako, da so ujete med podlago in vijaki, ki se uporabljajo pri namestitvi koles;
• Podstavek je bil pritrjen na odsek koles z nekaj vijaki.

Korak: Nazaj in napajalnik

Zadnji pokrov robota je bil zasnovan tako, da ga je mogoče enostavno odpreti za dostop do tokokrogov, polnjenje baterij ali vklop/izklop pametnega telefona.

Sestavljen je iz šestih 3D tiskanih delov:

• Nazaj (levo/desno)
• Ročaji (x2)
• Ključavnice (levo/desno)

Za tiskanje delov sem potreboval približno 5:30. Desni in levi zadnji del sta bila zlepljena s superlepilom. Počakajte, da se lepilo popolnoma posuši ali pa se pokrov zlahka zlomi.

Napajalnik je sestavljen iz dveh baterij 18650 in držala za baterije. Moral sem spajkati nekaj žic (med negativnim polom baterije #1 in pozitivnim polom baterije #2). Negativni pol napajalnika je bil priključen na Arduinos GND (z uporabo nekaterih žic in mostičkov). Med pozitivnim polom in vhodom Arduino Vin je bil nameščen stikalo za vklop/izklop.

Stikalo za vklop/izklop je bilo pritrjeno na zadnje 3D natisnjene dele z vijakom M2x6 mm in matico M2x1,5 mm. Nosilec baterije je bil pritrjen na hrbtno stran s štirimi vijaki M2x6 mm.

Cilindrični del ključavnic je bilo treba za boljše prileganje brusiti z brusnim papirjem. Prehajajo skozi luknje na pokrovu. Ročaji so povezani in zlepljeni na drugi strani.

Pokrov se prilega zadnjemu delu robota. Ročaje lahko zavrtite, da zaklenete pokrov in tako zaščitite notranjost robota.

Korak 14: Ožičenje vezij

Vezje je bilo ožičeno v skladu s shemami.

Arduino:

• Arduino pin D2 => L298N pin IN4
• Arduino pin D3 => L298N pin IN3
• Arduino pin D6 => L298N pin IN2
• Arduino pin D7 => L298N pin IN1
• Arduino pin D9 => MAX7219 pin DIN
• Arduino pin D10 => MAX7219 pin CS
• Arduino pin D11 => MAX7219 pin CLK
• Arduino pin D4 => ESP8266 RXD
• Arduino pin D5 => ESP8266 TXD
• Arduino pin A4 => SDA
• Arduino pin A5 => SCL
• Arduino pin Vin => Baterija V+ (pred diodami)
• Arduino pin gnd => Baterija V-

ESP8266-01

• ESP8266 pin RXD => Arduino pin D4
• ESP8266 pin TXD => Arduino pin D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 pin Vcc => Arduino pin 3V3
• ESP8266 pin CH_PD => Arduino pin 3V3

L298N h-most

• L298N pin IN1 => Arduino pin D7
• L298N pin IN2 => Arduino pin D6
• L298N pin IN3 => Arduino pin D3
• L298N pin IN4 => Arduino pin D2
• L298N pin + 12V => Baterija V + (po diodah)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => Motor 1
• L298N OUT2 => Motor 2

MAX7219 (prva matrika)

• MAX7219 pin DIN => Arduino pin D9
• MAX7219 pin CS => Arduino pin D10
• MAX7219 pin CLK => Arduino pin D11
• MAX7219 pin Vcc => Arduino pin 5V
• MAX7219 pin gnd => Arduino pin gnd

MAX7219 (druge matrice)

• MAX7219 pin DIN => MAX7219 pin DOUT (prejšnja matrika)
• MAX7219 pin CS => MAX7219 pin CS (prejšnja matrika)
• MAX7219 pin CLK => MAX7219 pin CLK (prejšnja matrika)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (prejšnja matrika)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (prejšnja matrika)

16-kanalni servo krmilnik

• Pin za servo krmilnik SCL => Arduino pin A5
• Pin za servo krmilnik SDA => Arduino pin A4
• Pin servo krmilnika Vcc => Arduino pin 5V
• Pin servo krmilnika gnd => Arduino pin gnd
• Zatič servo krmilnika V+ => Baterija V+ (po diodah)
• Pin gnd servo krmilnika => Arduino pin gnd

Nekateri pravijo, da je servomotor Sg90 mogoče napajati med 3,0 in 6,0 V, drugi med 4,0 in 7,2 V. Da bi se izognil težavam, sem se odločil, da po bateriji postavim dve diodi zaporedno. Na ta način je napetost za servomotorje 2*3,7 - 2*0,7 = 6,0V. Enako velja za enosmerne motorje.

Opazite, da to ni najučinkovitejši način, vendar se mi je obnesel.

Korak 15: Koda Arduino

Namestite najnovejšo Arduino IDE. Za komunikacijo z modulom ESP-8266 ali krmiljenje enosmernih motorjev ni bila potrebna nobena knjižnica.

Moral bom dodati naslednje knjižnice:

• LedControl.h: knjižnica za krmiljenje LED matrik;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: knjižnica za krmiljenje servo motorjev.

Koda Arduino je razdeljena na 9 delov:

• RobodaAlegria.ino: to je glavna skica in kliče ostale dele. Knjižnice se tu uvažajo. Določa in inicializira tudi globalne spremenljivke;
• _05_Def_Olhos.ino: tukaj so definirane matrike za vsako oko. Vsako oko je predstavljeno z matriko 8x8 in 9 možnostmi, kjer so opredeljene: nevtralno, širokokotno, zaprto, zaprto, jezno, dolgočasno, žalostno, zaljubljeno in mrtve oči. Za desno in levo oko obstaja drugačna matrika;
• _06_Def_Boca.ino: tukaj so definirane matrice za usta. Usta predstavlja matrika 16x8 in 9 možnosti, kjer je opredeljeno: veselo, žalostno, zelo veselo, zelo žalostno, nevtralno, jezik je odprt, odprta, široko odprta in zgrožena usta;
• _10_Bracos.ino: v tej datoteki so definirani vnaprej določeni gibi za roke in vrat. Konfigurirano je devet premikov, mov1 () do mov9 ();
• _12_Rosto.ino: v tej datoteki je nekaj funkcij za posodobitev obraza robota, ki združujejo matriki, opredeljeni v _05_Def_Olhos.ino in _06_Def_Boca.ino;
• _13_Motores_DC: opredeljuje funkcije za enosmerne motorje;
• _20_Comunicacao.ino: v tej datoteki je definirana funkcija za pošiljanje podatkov na ESP8266;
• _80_Setup.ino: deluje ob vklopu Arduina. Določil je začetni obraz in položaj motorjev robota. Pošilja tudi ukaze za povezavo z določenim omrežjem Wi-Fi;
• _90_Loop: glavna zanka. Išče dohodne ukaze iz ESP8266 in kliče posebne funkcije za nadzor izhodov.

Prenesite kodo Arduino. Zamenjajte XXXXX z SSID usmerjevalnika WiFi in LLLLL z geslom usmerjevalnika na naslovu '_80_Setup.ino'. Preverite hitrost prenosa podatkov vašega ESP8266 in jo pravilno nastavite v kodi ('_80_Setup.ino'). Ploščo Arduino priključite na vrata USB računalnika in naložite kodo.

Korak: Aplikacije za Android

Pametni telefon Android je bil uporabljen za predvajanje videa in zvoka od robota do nadzornega vmesnika. Aplikacijo, ki sem jo uporabil, najdete v trgovini Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Zaslon pametnega telefona se lahko prenese tudi na nadzorni vmesnik, tako da lahko operater vidi, kaj je na zaslonu. Aplikacijo, ki sem jo uporabil za zrcaljenje screnna, lahko najdete tudi v trgovini Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

Za interakcijo z robotom je bila zasnovana tudi video igra Android. Ni še zelo stabilen, zato ni na voljo za prenos.

Korak 17: Nadzorni vmesnik

Nagrada "loading =" lazy "na tekmovanju koles 2017

Drugo mesto na izzivu Design For Kids

Druga nagrada na tekmovanju Arduino 2017