L'Arduino Mothbot : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Le but de ce projet est de concevoir et de construire un simple robot de suivi de lumière à l'aide d'une carte microcontrôleur Arduino Duemilanove. Je voulais vraiment partager un projet de robot bon marché, simple à construire et doté d'un ensemble complet d'instructions pour toutes les différentes étapes. J'espère que j'ai réussi et j'aimerais avoir des commentaires pour rendre cette instructable encore meilleure.

La conception de ce robot s'est concentrée sur l'utilisation du livre "Getting Started with Arduino" de Massimo Banzi et publié avec [makezine.com Make]. J'ai également utilisé du code pour exécuter les servos à partir d'un projet intitulé: Comment faire un robot servo contrôlé par Arduino (SERB). L'Arduino Mothbot est au total un robot assez rapide à construire. En supposant que vous commenciez avec toutes les pièces et que vous n'ayez pas à improviser, le projet au total devrait prendre peut-être une heure à construire. C'est si vous suivez les instructions et copiez le code. Cependant, si vous ne créez qu'une seule fonctionnalité à la fois et que vous testez en cours de route, ce projet peut prendre beaucoup plus de temps. L'avantage de la piste plus longue est que vous en apprendrez probablement beaucoup plus et vous amuserez en cours de route.

Étape 1: Rassemblez vos pièces et outils

La construction de ce robot vous coûtera environ 80 $ en pièces si vous n'avez jamais rien fait de tel auparavant. Le coût pour moi était nettement inférieur car j'ai beaucoup d'électronique qui traîne pour travailler. Cependant, je sais à quel point il peut être frustrant d'essayer de suivre un instructable sans savoir quelles pièces obtenir, où commander et combien tout coûtera à l'avance, alors j'ai fait tout ce travail pour vous. Une fois que vous avez toutes les pièces au carré, ce projet devrait être un jeu d'enfant. Suivez le lien suivant vers mon wiki de projet pour obtenir une liste complète des pièces. Liste des pièces Arduino Mothbot

Maintenant, vous voudrez peut-être obtenir des outils. Étant donné que ce projet utilise une maquette sans soudure, vous pouvez vous passer de beaucoup d'équipements électroniques sophistiqués. J'espère que vous pourrez trouver le reste des choses dont vous avez besoin dans un garage: 1. Pince à bec effilé 2. Coupe-fil 3. Tournevis à tête plate 4. Petit tournevis Phillips (4 côtés) 5. Clé à molette ou 11/32" clé hexagonale 6. Perceuse 7. Forets de 1/16", 5/32" et 7/32" 8. Scie (facultatif) 9. Lunettes de sécurité Veuillez utiliser des pratiques sécuritaires lorsque vous utilisez des outils électriques.

Étape 2: L'étape de planification

Avant de commencer ce projet, j'ai parcouru Instructables dans de nombreux autres projets. J'ai également passé du temps à lire le livre "Getting Started with Arduino" de Massimo Banzi. Presque tout dans ce projet est fait à partir d'un exemple sur ce site Web ou dans le livre. J'ai conçu le projet de cette façon dans le but de le rendre accessible au roboticien novice.

Dans ma phase de planification, j'ai non seulement examiné le matériel et le codage, mais j'ai également fait mes devoirs d'électronique. Je voulais dessiner un schéma électronique simple pour ce projet afin que je puisse suivre ce qui se passait pendant que je le construisais. Vous pouvez voir sur l'image les différents composants, les lignes électriques et les broches Arduino. Espérons que ce soit un diagramme clair et illustre également à quel point l'électronique de ce projet est simple.

Étape 3: Connecter les servos à l'Arduino

Si vous allez construire un robot, la première chose que vous voudrez probablement déterminer est de savoir comment le faire bouger. Très probablement, vous voulez pouvoir l'envoyer en avant, en arrière, à droite, à gauche et l'arrêter. Si vous ne savez pas comment le commander pour qu'il se déplace correctement, vous ne pourrez probablement pas le faire faire quoi que ce soit lorsque vous connectez tous les capteurs. Vous trouverez ci-dessous les étapes pour connecter le moteur à l'Arduino.

1. La première chose à faire lors de la configuration de la maquette sans soudure est de configurer la masse (GND) et l'alimentation (+6V) pour les servos. J'ai choisi d'utiliser les deux longues bandes sur la carte qui seraient les plus proches de l'Arduino. 2. Une fois que la terre et les lignes électriques sont identifiées, connectez la terre de la carte Arduino à la bande de terre sur la planche à pain sans soudure. Ne connectez pas encore l'alimentation à la maquette sans soudure. 3. Chaque servo a trois fils qui en sortent. Les miens ont un fil noir, rouge et blanc pour chacun. Le noir est pour la terre, le rouge pour l'alimentation et le blanc est le fil de commande. Coupez trois cavaliers pour chaque servo de même taille (donc 6 au total). 4. Fixez les câbles de démarrage à l'extrémité des câbles des servos, puis chaque servo à la platine d'expérimentation sans soudure. 5. Utilisez maintenant des cavaliers pour connecter la terre et l'alimentation de chaque servo à la terre et à l'alimentation de la platine d'expérimentation sans soudure. 6. Connectez maintenant les fils de commande de chaque servo à l'Arduino. Connectez le servo gauche à la sortie numérique (PWM) 3 et le servo droit à la sortie numérique (PWM) 11. 7. Enfin, connectez la terre et l'alimentation des piles 4AA à la terre et à l'alimentation de la planche à pain sans soudure. Ne vous inquiétez pas si les servos commencent à bouger alors que votre Arduino n'est pas alimenté ou n'est pas encore programmé. 8. En utilisant le code, vous devriez maintenant pouvoir faire fonctionner les moteurs dans les directions avant, arrière, gauche ou droite à l'aide des fonctions incluses.

Étape 4: Tester les moteurs

Je pense qu'il est important d'inclure une partie du code de test que j'ai utilisé lors de l'assemblage de l'Arduino Mothbot. Si vous êtes intéressé et disposé à prendre le temps de bricoler, je pense que vous trouverez ces extraits de code éducatifs et utiles dans d'autres projets. Avant de poster un code ci-dessous, je veux faire savoir que ce qui suit est basé sur un autre grand projet appelé Comment faire un robot servocommandé Arduino (SERB). J'ai beaucoup appris en suivant le travail sur cette instructable et je veux donner du crédit là où il est dû.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

Étape 5: Intégration du bouton On/Off

Maintenant, vous voudrez peut-être allumer et éteindre votre robot en appuyant sur un bouton. L'Arduino lui-même exécutera le code dans une boucle sans fin jusqu'à ce que vous le débranchez, ce qui peut être assez frustrant lorsque vous branchez votre robot sur la table et qu'il commence à vous fuir ! L'intégration du bouton est une étape importante dans ce processus car vous apprendrez également à utiliser les boutons pour d'autres choses, comme créer un pare-chocs pour détecter quand le robot heurte un mur. Comme note, vous remarquerez que j'ai retiré les servos de la planche à pain sans soudure pour la plupart de mes photos. Cela aide simplement à rendre l'image plus claire lorsque je montre différentes étapes.1. Pour commencer, débranchez l'alimentation des servomoteurs avant d'effectuer d'autres travaux. N'oubliez pas de le faire chaque fois que vous ajoutez quelque chose à ce projet.2. Maintenant, vous voudrez peut-être pouvoir allumer et éteindre votre robot au lieu de le faire démarrer immédiatement lorsque vous connectez l'alimentation.3. Identifiez une bande sur le côté opposé de la maquette sans soudure pour alimenter le bouton marche/arrêt (et plus tard les capteurs).4. À l'aide d'un long fil de liaison, connectez l'alimentation (+5V) de l'Arduino à la bande que vous venez d'identifier.5. Connectez deux cavaliers à l'interrupteur momentané et branchez une extrémité dans le (+5V) power6. Branchez l'autre extrémité de l'interrupteur momentané dans une bande plus petite au milieu de la planche à pain sans soudure.7. À partir de cette même bande, connectez une résistance de 10K ohms à la bande et l'autre extrémité à la terre8. Enfin, connectez un fil de la bande avec le commutateur et la résistance à une extrémité et placez l'autre extrémité dans l'entrée numérique 7 sur l'Arduino.9. Maintenant, avec le code, vous devriez pouvoir utiliser le bouton pour allumer et éteindre le robot. Si vous utilisez le code avec la LED (sortie numérique 13), vous verrez la LED intégrée s'allumer et s'éteindre avec le robot. C'est un excellent moyen de tester le code Arduino si vous avez déconnecté l'alimentation des moteurs.

Étape 6: Test du bouton marche/arrêt

Ce nouveau code comprend les informations pour utiliser le bouton On/Off et faire clignoter la LED embarquée.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

Étape 7: Intégration des capteurs de lumière

Que serait un Arduino Mothbot s'il n'avait pas de capteurs de lumière ? Le but de ce projet simple est de créer un robot qui est attiré par la lumière la plus brillante. Pour cela, nous devrons intégrer des capteurs de lumière, également appelés photo-résistances.

1. Encore une fois, débranchez l'alimentation des servomoteurs avant de faire cette étape 2. La configuration des capteurs de lumière sera effectuée deux fois. C'est presque exactement la même configuration que l'interrupteur momentané. En fait, c'est la même configuration, mais cette fois vous utiliserez le capteur de lumière (photo-résistance) au lieu d'un interrupteur momentané. 3. Étant donné que ce robot utilisera les deux capteurs de lumière pour choisir une direction de conduite, il est recommandé de configurer chaque capteur de lumière sur des côtés opposés de la planche à pain sans soudure ou aussi loin que possible. 4. Connectez une extrémité d'un capteur de lumière à la ligne électrique (+5 V) et l'autre extrémité à une petite bande au centre de la carte. 5. Connectez une résistance de 10k ohms à cette même bande et l'autre extrémité à la terre 6. Connectez maintenant un cavalier de la petite bande (où la photorésistance et la résistance normale sont connectées) et branchez l'autre extrémité dans une entrée analogique. 7. Connectez le capteur gauche à l'entrée analogique 0 de l'Arduino et le capteur droit à l'entrée analogique 1. 8. Vous devriez maintenant pouvoir utiliser les capteurs de lumière pour déplacer les servos.

Étape 8: Le code final

Voici le code final utilisé pour exécuter l'Arduino Mothbot. Dans le code, j'ai inclus des déclarations d'impression sur le port série Arduino. Si l'Arduino est connecté via le port USB de votre ordinateur, vous devriez pouvoir voir les déclarations d'impression qui vous indiquent dans quelle direction le robot prévoit d'aller. Vous voudrez peut-être ajuster la valeur du seuil du capteur de lumière pour affiner le comportement du robot. Le seuil dépend principalement de vos capteurs et de la lumière ambiante de l'endroit où vous vous trouvez.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

Étape 9: Construisez le corps du robot Mothbot

Le robot que vous construisez n'est vraiment bon que s'il peut se tenir debout. Pour cette raison, il a besoin d'un corps. J'ai fait de mon mieux pour rendre ce projet de construction aussi simple que possible. Vous allez cependant devoir faire un peu de travail par vous-même pour trouver les bonnes mesures. Je suggère l'ancienne méthode "mesurer deux fois, couper une fois".1. Le corps du robot est fait d'une petite feuille de bois de peuplier que j'ai achetée à la quincaillerie prédécoupée à 6" x 24". J'ai coupé le mien à 6 "x 8" à l'aide de la scie fournie dans la quincaillerie.2. Ensuite, j'ai percé des trous vers l'avant de la carte pour fixer les supports de servo pour chaque servo. Pour cela, j'ai utilisé un foret de taille 5/32". 3. J'ai également percé un trou à l'arrière de la planche pour la roulette qui équilibre le robot. Pour cela, j'ai utilisé un foret de taille 7/32". J'ai choisi d'utiliser un foret légèrement plus petit afin d'obtenir un ajustement serré avec ma roulette car je n'utilisais pas de combinaison d'écrou et de boulon pour le fixer.4. Ensuite, j'ai attaché les supports à la planche avec les écrous et les boulons. Cela a été fait à l'aide du tournevis à tête plate et de la clé à molette.5. Après avoir fixé les supports, j'ai attaché chaque servo aux supports avec les écrous et les boulons. 6. Enfin, j'ai poussé la roulette dans l'ensemble.

Étape 10: Faire les roues

Les roues étaient un problème délicat pour moi. J'avais en fait botté des roues de robot certifiées, mais je me suis rendu compte qu'elles étaient a) trop lourdes et b) je n'avais aucun moyen de les attacher aux servos que j'avais choisis. C'est à ce moment-là que je me suis souvenu d'avoir utilisé des couvercles de bocaux au lycée pour un projet similaire. Il s'est donc rendu au magasin à la recherche d'une alternative de roue de robot appropriée. Chaque roue est fabriquée à partir du couvercle d'un conteneur Ziploc Twist 'n Loc. D'autres bons couvercles sont ceux des pots de beurre d'arachide ou d'autres produits alimentaires. Je ne préconise pas le gaspillage de nourriture, mais économisez vos couvercles et vous en trouverez peut-être un de la bonne taille pour votre projet de robot. J'ai utilisé les restes de conteneurs pour contenir les pièces que j'ai collectées.1. La première chose que j'ai faite a été de choisir le palonnier de servo que je voulais pour les roues. J'ai choisi ceux qui avaient quatre cornes et qui étaient inclus avec mes servos lorsque je les ai achetés.2. Avant de faire quoi que ce soit, percez un trou au centre de la roue. Je recommande de le faire avec votre foret de 5/32". Vous en aurez besoin pour pouvoir accéder à la vis qui relie le klaxon au servo.4. Maintenant, vissez le couvercle au klaxon. J'ai utilisé quatre vis incluses avec chaque servo pour connecter les couvercles aux cornes. Cela pourrait être plus facile si vous pré-percez de petits trous à travers le couvercle comme je l'ai fait. J'ai utilisé un foret de 1/16 "pour cela. Mais attention, percer ce plastique avec une perceuse lourde et un tout petit peu peut être difficile.5. Connectez maintenant les cornes aux servos à l'aide du petit tournevis cruciforme (à 4 faces).6. Enfin, enroulez des élastiques autour de chaque roue pour vous donner plus de traction. J'ai obtenu mes élastiques de produits que j'ai achetés à l'épicerie. J'espère que vous en avez quelques-uns qui traînent.7. À ce stade, toute la carrosserie et les roues doivent être assemblées.

Étape 11: Compléter l'Arduino Mothbot

Avec le corps et les roues assemblés, il est facile de placer l'Arduino et la planche à pain sans soudure juste au-dessus du corps du robot. Assurez-vous que vous pouvez toujours accéder à l'entrée USB de l'Arduino au cas où vous auriez besoin de modifier la programmation. J'ai utilisé du ruban électrique noir sous chacun pour les coller au corps. Le ruban électrique est facile à enlever et tient assez bien.1. Collez l'Arduino et la planche à pain sans soudure sur le dessus du corps du robot que vous avez construit.2. En utilisant à nouveau du ruban adhésif, c'est une bonne idée de connecter le support de batterie 4AA et la batterie 9V au corps. Assurez-vous que les fils atteignent.3. Connectez les fils du servo à la platine d'expérimentation sans soudure si vous les aviez retirés précédemment.4. Connectez l'Arduino power5. Connectez le servomoteur power6. Posez maintenant votre robot au sol et appuyez sur l'interrupteur marche/arrêt ! Il devrait maintenant prendre vie et chasser la lumière dans la pièce:) En tant que futur projet d'extension, j'inclurais un simple pare-chocs ou un capteur mural. Ce serait un interrupteur, un peu comme le bouton On/Off utilisé dans ce projet. Cependant, lorsque le bouton est enfoncé, il indique au robot de changer de direction, de tourner à gauche ou à droite et de poursuivre le programme. Une fois cela terminé, ce robot serait une excellente petite plate-forme de test pour d'autres capteurs et appareils.