باتباع الدرس الأول (كيفية بناء روبوت - مقدمة) ، لديك الآن معرفة أساسية حول ماهية روبوت Arduino ، وما تحتاجه لبناء روبوت وكذلك كيفية استخدام الأدوات. الآن ، حان الوقت لبدء صنع!
في هذا البرنامج التعليمي الثاني ، سيتم تعليمك بناء روبوت Arduino أساسي. لتسهيل متابعة هذا البرنامج التعليمي ، يتم استخدام مجموعة الروبوت Arduino (Pirate: 4WD Arduino Mobile Robot Kit مع Bluetooth 4.0) هنا كمثال.
قائمة الدروس:
الدرس 1: مقدمة
الدرس 2: بناء اردوينو روبو الأساسية
الدرس 3: بناء خط تتبع اردوينو روبوت
الدرس 4: قم ببناء روبوت اردوينو يمكنه تجنب العقبات
الدرس 5: بناء روبوت اردوينو مع تأثيرات الضوء والصوت
الدرس 6: بناء روبوت اردوينو يمكن أن يراقب البيئة
الدرس 7: قم ببناء روبوت اردوينو المتحكم فيه بتقنية Bluetooth
تعليمات التجميع
الخطوة 1: تجميع السيارات الخاصة بك
ابحث في حقيبة الأجزاء عن ثمانية براغي طويلة. هذه تستخدم لإصلاح وتأمين المحركات في المكان. ضع المحركات في المحاذاة الصحيحة ، ثم اربطها في مكانها كما هو موضح في الصورة أدناه.
يرجى ملاحظة أن الغسالات والحشوات مشمولة أيضًا في حقيبة الأجزاء. يمكن استخدام الغسالات لزيادة الاحتكاك ، مما يساعد على تثبيت المحركات في مكانها. تساعد الحشوات على الحيلولة دون تساقط الصواميل اللولبية وسقوطها بسبب حركات تصادم الروبوت لديك.
اللوازم:
الخطوة 1:
الخطوة 2: لحام الكابلات
خذ الأسلاك السوداء والحمراء من حقيبة الأجزاء. قم بتوصيل كبل واحد أسود وكابل أحمر (طوله 15 سم) لكل محرك (4 محركات إجمالاً). ثم استخدم متجرد الأسلاك لتجريد العزل في كلا طرفي الأسلاك (تأكد من عدم تجريده كثيرًا - راجع الصور أدناه). المقبل ، لحام الأسلاك على المسامير الملصقة على المحركات. كرر عملية لحام لجميع المحركات الأربعة.
ملاحظة: انتبه إلى المواقع الصحيحة للأسلاك الأحمر والأسود عند اللحام. يرجى الرجوع إلى الصور التالية للحصول على التفاصيل.
الخطوة 2:
الخطوة 3: تجميع وحدة التحكم روميو بليه
ابحث في حقيبة الأجزاء عن ثلاثة دعامات نحاسية. يتم استخدام هذه الدعامات التي يبلغ طولها 1 سم لتثبيت لوحة تحكم روميو. كما هو مبين في الصورة أدناه ، هناك ثلاثة ثقوب في لوحة التحكم. ضع دعامات النحاس الثلاثة في الثقوب ، ثم اربطها في مكانها باستخدام البراغي المناسبة.
الخطوه 3:
الخطوة 4: تجميع مربع البطارية
إخراج اثنين من البراغي غاطسة (رؤوسهم مسطحة). ثم اتبع الخطوات الموضحة في الصورة أدناه ثم قم بتثبيت البطارية على قاعدة السيارة.
الخطوة 4:
الخطوة 5: صياغة مفتاح الطاقة
البطاريات هي شريان الحياة الأساسي للروبوتات. للتحكم في استخدام الطاقة ، نحتاج إلى استخدام مفتاح الطاقة: يقوم المفتاح بإيقاف تشغيل الطاقة عند عدم الاستخدام ، وبالتالي الحفاظ على عمر البطارية والبطارية. الرجوع إلى الصورة أدناه قبل تجميع وتثبيت مفتاح الطاقة.
يرجى الانتباه إلى تسلسل الحشوات والمكسرات اللولبية عند تجميع المفتاح.
الخطوة 5:
بعد تجميع المفتاح ، نريد أن نبدأ في لحام أسلاكه. تأخذ بعض بقايا الأسلاك المتبقية من قبل. قم بفصل الأسلاك عن طرفي الكابلات بحيث يكون الجزء الداخلي من السلك مكشوفًا (نفس العملية كما في المحركات من قبل). نريد لحام الطرف المكشوف من الأسلاك في المسامير الموجودة على المفتاح. عند اللحام ، من المهم للغاية أن نلاحظ وضع مسامير المفتاح.
الخطوة 6:
لنقم بهذه الخطوة خطوة بخطوة.
أ) قم بتوصيل المفتاح بشاحن البطارية. انتبه إلى الموقع الدقيق لكلا العنصرين.
الخطوة 7:
ب) لحام الكابلات الحمراء التي تربط التبديل مع شاحن البطارية كما هو موضح في الصورة أدناه.
الخطوة 8:
إليك صورة أخرى لجعل الأمور أكثر وضوحًا.
ج) وأخيرا ، خذ كابل واحد أحمر وكابل أسود واحد. قم بتوصيل أحد طرفي أحد الكبلين بالقطب السالب لشاحن البطارية وطرف الكبل الآخر بالقطب الموجب لشاحن البطارية. ثم قم بتوصيل الأطراف الأخرى لكلا الكابلين بوحدة التحكم Romeo BLE.
الخطوة 9:
ج) وأخيرا ، خذ كابل واحد أحمر وكابل أسود واحد. قم بتوصيل أحد طرفي أحد الكبلين بالقطب السالب لشاحن البطارية وطرف الكبل الآخر بالقطب الموجب لشاحن البطارية. ثم قم بتوصيل الأطراف الأخرى لكلا الكابلين بوحدة التحكم Romeo BLE.
الخطوة 10:
عند النظر إلى هذه الصورة الموسعة ، يجب أن يعطيك فكرة أفضل عن كيفية توصيل الأسلاك. بعد اللحام ، تأكد من معرفة ما إذا كان سلكك بين البطارية وجهاز التحكم روميو ثابتًا من البداية إلى النهاية ويتطابق مع الصور أعلاه.
الخطوة 6: تجميع قاعدة السيارة
باستخدام ثمانية مسامير M3x6mm ، قم بتوصيل اللوحات الجانبية بألواح المصد الأمامي والخلفي كما هو موضح في الرسم البياني أدناه.
ملاحظة: عند تشديد الخناق أثناء هذه الخطوة ، تأكد من عدم تشديد الخناق بالكامل في البداية - وبهذه الطريقة ، يمكننا بسهولة فصل اللوحة العلوية في خطوات لاحقة إذا احتجنا إلى إجراء تعديلات.
الخطوة 11:
بعد ذلك ، أعد توصيل اللوحة الأساسية بجسم السيارة كما هو موضح في الصورة أدناه.
الخطوة 12:
** هذا ما تريده قاعدة السيارة بعد تجميعها - تذكر تثبيت حزمة البطارية!
الخطوة 7: توصيل المحركات مع لوحة متحكم
الآن نحن بحاجة إلى المحركات مع لوحة متحكم. اتبع بعناية المخطط التالي: يجب أن تكون الأسلاك الحمراء والأسود للمحرك الأيسر ملحومة في M2 ؛ يجب أن تكون الأسلاك اليمنى باللون الأحمر والأسود في المحرك الأيمن ملحومة بـ M1. إيلاء اهتمام خاص لحزمة البطارية: يجب أن يكون السلك الأسود ملحومًا في منفذ السلك الذي يقرأ GND ، بينما يجب أن يكون السلك الأحمر ملحومًا في منفذ السلك المسمى VND. استخدم مفك البراغي لتخفيف منافذ الأسلاك وتشديدها - تأكد من تثبيت هذه المنافذ جيدًا بمجرد إدخال الأسلاك.
ملاحظة: تأكد من أن الأسلاك من محرك واحد (أي المحرك الأيسر) ملحومة في منفذ المحرك. (أي منفذ M2 في الرسم البياني أدناه - لا تقم بتوصيل أسلاك محرك واحد في منفذين منفصلين.)
الخطوة 13:
بعد لحام أسلاك المحرك بلوحة المتحكم الدقيق ، نحن على استعداد لتوصيل اللوحة العلوية بقاعدة السيارة.
قبل أن نعلق اللوحة العلوية ، لديك خيار إرفاق لوحة استشعار (انظر الرسم البياني أدناه) - إذا كنت لا تخطط لاستخدام أجهزة الاستشعار حتى الآن ، يمكنك تخطي هذه الخطوة الإضافية.
الخطوة 14:
بعد إرفاق الجزء العلوي من منصة ، ينبغي أن يشبه منصة الروبوت الخاص بك الصورة أدناه.
الخطوة 15:
الخطوة 8: إرفاق مستوى إضافي للروبوت الخاص بك
ابحث عن الفتحات الأربعة على اللوحة العلوية للقاعدة. قم بلفه في مواضع النحاس الأربعة M3x60mm ، ثم قم بتوصيل اللوحة العلوية الإضافية كما هو موضح في الرسم البياني أدناه - استخدم مسامير M3x6mm لتثبيت اللوح على مواجهات النحاس.
الخطوة 16:
قم بإلقاء بعض العجلات على نظامك الآلي وستكون مستعدًا للسماح لها بالسوط!
الخطوة 17:
CODING
بعد التجميع ، حان الوقت لتحميل الشفرة على المتحكم الدقيق وتحريك روبوت Arduino. يحتوي الروبوت على جميع مكونات الحركة بمجرد تجميعها. ابحث عن نماذج الرموز لملف Arduino بعنوان "MotorTest.ino".
رمز عينة MotorTest ：
#تتضمن
DFMobile Robot (4،5،7،6) ؛ / / بدء دبوس المحرك
الإعداد باطل () {
Robot.Direction (LOW، HIGH)؛ / / بدء الاتجاه الإيجابي
}
حلقة فارغة () {
Robot.Speed (255،255)؛ //إلى الأمام
تأخير (1000) ؛
Robot.Speed (-255، -255)؛ //الى الخلف
تأخير (2000) ؛
}
قم بتنزيل الكود ، ثم قم بتحميله إلى متحكمك. يجب أن تأتي المحركات والعجلات في عجلة من أمرها. إذا لم يكن الأمر كذلك ، تحقق من تثبيت البطاريات ومفتاح الطاقة بشكل صحيح. بمجرد أن تعمل المحركات ، مبروك! لقد أكملت خطوة كبيرة - لقد حان الوقت تقريبًا لوضع المطاط لدينا على الطريق.
ثم راقب سيارة الروبوت الخاصة بك وتحقق مما إذا كانت قد تتحرك للأمام في غضون ثانية واحدة والعودة في غضون ثانية واحدة. إذا كان هذا هو الحال ، حظ سعيد. ليس لديك لضبط المكونات. بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى إجراء بعض التعديلات على قاعدة السيارة أو المحركات ، يرجى الاطلاع على المعلومات التالية حول كيفية تحرك الروبوت.
تحقق لمعرفة ما إذا كان نظامك الآلي يتبع الكود الموضح أعلاه: يجب أن يتحرك للأمام لمدة ثانية واحدة ، ثم ينعكس لمدة ثانية واحدة. إذا كان هذا هو الحال ، فما عليك سوى إزاحة المحتوى أدناه ثم تكون جاهزًا للذهاب!
معظم الناس ، ومع ذلك ، سوف تحتاج إلى إجراء تعديلات على المحركات الخاصة بهم. قبل أن نفعل ذلك ، دعونا نستعرض بإيجاز كيف تعمل وظيفة محرك روبوت لدينا ورمزه.
كيفية جعل الروبوت يتحرك للأمام؟ لفهم هذا السؤال ، دعونا أولاً نفحص حركة الروبوت الآلية للأمام.
الرسم البياني أدناه يوضح هذه الحركة إلى الأمام.
الخطوة 18:
يمثل السهم الأحمر أعلاه اتجاه العجلات. كما هو موضح في الخريطة أعلاه ، لا يمكن للسيارة أن تتحرك للأمام إلا إذا كانت العجلات / المحركات اليمنى واليسرى تتحرك للأمام. كما هو موضح أعلاه ، فإن روبوت Arduino يتحرك للأمام فقط عندما تتحرك المحركات والعجلات اليمنى واليسرى للأمام.
ملخص الرمز
السطر الأول من الكود هو:
# تشمل مكتبة الاتصال
لا نحتاج إلى التفكير كثيرًا في هذا الخط. كل ما نقوم به هو دعوة / توظيف مجموعة من الوظائف - مكتبة DFMobile - الموجودة خارج إطار Arduino الأساسي. لمزيد من المعلومات حول مكتبات Arduino ، يرجى مراجعة موقع Arduino الإلكتروني.
السطر التالي من الكود هو:
DFMobile Robot (4،5،7،6) ؛ / / بدء دبوس المحرك
هذه الوظيفة مأخوذة من مكتبة DFMobile (أي أنها ليست وظيفة Arduino عالمية).نستخدمها هنا لتهيئة دبابيس المحرك (4 ، 5 ، 7 ، 6) على المتحكم الدقيق - دون ذلك ، لن تبدأ المحركات.
سنستخدم هذه الوظيفة لاحقًا أيضًا.
ألقِ نظرة على الوظيفة أدناه:
DFMobile روبوت
(EnLeftPin، LeftSpeedPin، EnRightPin، RightSpeedPin)؛
تُستخدم هذه الوظيفة لتهيئة دبابيس المحرك الأربعة (4 ، 5 ، 7 ، 6) وتنقسم إلى أربعة معلمات منفصلة:
EnLeftPin ： دبوس يتحكم في اتجاه المحرك الأيسر
LeftSpeedPin ： دبوس يتحكم في سرعة المحرك الأيسر
EnRightPin ： دبوس يتحكم في اتجاه المحرك الصحيح
RightSpeedPin ： دبوس يتحكم في سرعة المحرك الصحيحة
يرجى ملاحظة: أن محركات الروبوت لن تعمل بدون إدراج هذه الوظيفة. أيضًا ، يجب وضع هذه الوظيفة داخل حقل الإعداد () الفراغ في رسم Arduino.
عند اختبار حركة الروبوت السابقة للأمام ، ربما واجهنا مشكلة معينة: ستبدأ السيارة في الانجراف وتغيير الاتجاهات ولن تتبع التعليمات البرمجية التي قدمناها تمامًا. ويرجع ذلك إلى أن أسلاك المحرك غير ملحومة بالبطاريات بالطريقة الصحيحة.
لا تقلق - يمكننا تصحيح هذا من خلال الرمز. باستخدام قيم LOW / HIGH ، يمكننا ضبط اتجاه دوران السيارة.
كيفية ضبط الاتجاه المستقيم لسيارة روبوت؟
لضبط اتجاه المحركات والعجلات ، نحتاج إلى سطر التعليمات البرمجية التالي:
Robot.Direction (LOW، HIGH)؛
الوظيفة هي كما يلي:
Robot.Direction (LeftDirection، RightDirection)؛
تستخدم هذه الوظيفة لجعل المحركات تتحرك في اتجاه للأمام. تنقسم الوظيفة إلى معلمتين: LeftDirection & RightDirection ، والتي تتم كتابتها في كود Arduino إما LOW أو HIGH.
في وقت سابق ، تطرقنا لفترة وجيزة إلى كيفية جعل روبوت Arduino يتحرك في اتجاه للأمام. هنا ، سنستخدم LOW / HIGH لتصحيح حركة الضال في الروبوت. على سبيل المثال ، تم تعيين LeftDirection على أنه LOW في نموذج التعليمات البرمجية. لكن العجلات اليسرى من سيارة الروبوت قد تدور للخلف بدلاً من الدوران للأمام. الآن كل ما عليك فعله هو تغيير LeftDirection من LOW إلى HIGH. تنطبق نفس الطرق على العجلات الصحيحة.
على سبيل المثال: في نموذج التعليمات البرمجية هذا ، يتم تكوين LeftDirection كـ LOW. لنفترض أن العجلات اليسرى ، بدلاً من التحرك للأمام كما ينبغي ، بدلاً من التحرك للخلف. في هذه الحالة ، قم بتغيير تكوين LeftDirection من LOW إلى HIGH. بمجرد أن تقوم بتغييره إلى HIGH ، قم بتحميل الكود مرة أخرى - يجب أن تلاحظ أن عجلة اليسار تتقدم الآن بدلاً من الخلف. إذا نجحت عملية الضبط هذه ، فعل الشيء نفسه بالنسبة لـ RightDirection (من الأقل إلى الارتفاع أو العكس).
بمجرد ضبط اتجاه روبوت Arduino الخاص بك بنجاح ، تكون مضبوطًا! تهانينا - يمكنك الآن استخدام جميع وظائف الروبوت الأساسية. قبل الانتهاء ، من الجدير بنا مناقشة وظيفة Robot.Speed () لفترة وجيزة.
خذ حنانًا في الوظيفة التالية:
Robot.Speed (LeftSpeed، RightSpeed)؛
تستخدم هذه الوظيفة مع عنصرين (LeftSpeed و RightSpeed) لضبط سرعة المحرك. يمكنك كتابة رقم بين -255 و 255. 255 هو الحد الأقصى للرمز ويمثل علامة الطرح الاتجاه.
تستخدم هذه الوظيفة لتكوين سرعة المحركات. تنقسم الوظيفة إلى معلمتين: LeftSpeed & RightSpeed. تتم كتابة هذه المعلمات في كود Arduino كقيمة تتراوح من -255 إلى 255. 255 هي أسرع سرعة تتحرك إلى الأمام ؛ -255 هي أسرع سرعة تتحرك للخلف (أي ، العكس).
لقد قمنا بالفعل بتهيئة سرعة الروبوت في جزء الإعداد الخاطئ () من الكود الخاص بنا. الآن ، يمكننا استخدام وظيفة السرعة () للتحكم في سرعة السيارة وحتى الاتجاه الأمامي / الخلفي.
معرفة ما إذا كان يمكنك فهم السطرين التاليين:
Robot.Speed (255،255)؛
Robot.Speed (-255، -255)؛
يُظهر السطر الأول أن السيارة تتحرك للأمام بأقصى سرعة - بأقصى سرعة للأمام ، إذا صح التعبير (أي آي ، كابتن). يعرض السطر الثاني السيارة تتحرك للخلف (الانعكاس) بأقصى سرعة.
في هذا المعنى ، السرعة () هي وظيفة لا غنى عنها. بعد ذلك ، سنراجع قسمنا الأخير: المبادئ الكامنة وراء كيفية تحرك الروبوت وتحويله.
كيف يتحرك الروبوت ويتحول
توضح الخريطة أدناه بعض الطرق المعتادة للحركات لسيارة الروبوت. على سبيل المثال ، في حال كانت سرعة الاتجاه الأيسر صفراً ، فإن الروبوت سوف يستدير لليسار إذا قدمت العجلات الصحيحة بعض القوة للمضي قدمًا.
يعرض المخطط التالي عددًا من الطرق التي يمكن من خلالها روبوت Arduino التحرك والانعطاف. على سبيل المثال ، إذا تم ضبط سرعة العجلات اليسرى على 0 ، فسيؤدي ذلك إلى تحرك العجلات اليمنى للأمام - وبالتالي ، فإن روبوت Arduino يتجه نحو اليسار.
الخطوة 19:
شيء يجب مراعاته: كيف يمكننا أن نجعل روبوتك يدور في دوائر بينما ثابت؟
أخيرًا: إذا كنت تريد ، فيمكنك تشغيل المزيد من التعليمات البرمجية لاختبار ومعايرة حركة الروبوت الخاصة بك. افتح الملف "MotorTest2.ino". يجب أن يساعدك هذا الرمز في فهم وقياس إمكانيات الحركة للأمام والخلف بشكل أفضل ، بالإضافة إلى المنعطفات اليمنى واليسرى. مع وضع ذلك في الاعتبار ، ضع هذه الإطارات على الطريق (أو السجاد) ودعنا نمزق!
مبروك ، الآن لقد قمت ببناء أول روبوت لك! لديه وظائف bacis التي يمكن أن تتحرك إلى الأمام ، إلى الوراء ، انعطف يسارا ويمينا.
شعور بالحماس؟ في البرامج التعليمية القليلة التالية ، سنعلمك كيفية إنشاء روبوت أكثر تقدماً يمكن أن يتجنب العقبات وخط المسار على سبيل المثال.
