{"id":39336,"date":"2019-10-31T22:30:33","date_gmt":"2019-10-31T19:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik\/"},"modified":"2019-10-31T22:30:33","modified_gmt":"2019-10-31T19:30:33","slug":"opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/news\/opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik","title":{"rendered":"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot 'cacciatore')","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Salve.<\/p>\n<p>In questo articolo voglio descrivere il processo di assemblaggio del mio primo robot con Arduino. Il materiale sar\u00e0 utile ad altri principianti come me, che vogliono realizzare un \"carrello autonomo\". L'articolo costituisce una descrizione delle fasi di lavoro con i miei suggerimenti su vari dettagli. Un link al codice finale (probabilmente non il pi\u00f9 perfetto) \u00e8 fornito alla fine dell'articolo.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/a0ebb10f0a1f4b710110f91edb13e2c3.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDove possibile, ho coinvolto mio figlio (8 anni). Ci\u00f2 che abbiamo realizzato insieme e ci\u00f2 che non ha funzionato \u2014 ho dedicato una parte dell'articolo a questo, potrebbe tornare utile a qualcuno.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h2>Descrizione generale del robot<\/h2>\n<p>\nIniziamo con alcune parole sul robot stesso (<b>un'idea<\/b>). Non volevo assemblare qualcosa di convenzionale all'inizio. Allo stesso tempo, il set di componenti era piuttosto standard: telaio, motori, sensore ultrasonico, sensore di linea, LED, buzzer. Inizialmente, da questo \"mix di componenti\" \u00e8 stato concepito un robot che difende il proprio territorio. Si avvicina all'intruso che ha oltrepassato la linea del cerchio, per poi tornare al centro. Tuttavia, in questa opzione era necessaria una linea tracciata, oltre a una matematica complessa per rimanere costantemente dentro il cerchio.<\/p>\n<p>Quindi, dopo aver riflettuto, ho leggermente cambiato idea e ho deciso di costruire un robot \"cacciatore\". All'inizio, si gira su s\u00e9 stesso, cercando un obiettivo nelle vicinanze (una persona). Se la \"vittima\" viene avvistata, il \"cacciatore\" accende le luci lampeggianti e la sirena, e inizia a muoversi verso di essa. Quando la persona si allontana, il robot sceglie un nuovo obiettivo e la insegue, e cos\u00ec via. Questo robot non ha bisogno di un cerchio limitato e pu\u00f2 operare in spazi aperti.<\/p>\n<p>Come potete vedere, questo ricorda molto il gioco del 'prendere'. Anche se alla fine il robot non \u00e8 risultato abbastanza veloce, interagisce onestamente con le persone che lo circondano. Questo piace soprattutto ai bambini (a volte, per\u00f2, sembra che stiano per schiacciarlo, e il cuore si ferma\u2026). Penso che sia una buona soluzione per promuovere il settore della costruzione tecnica.<\/p>\n<h2>Struttura del robot<\/h2>\n<p>\nDunque, abbiamo definito l'idea, passiamo a <b>configurazione<\/b>. L'elenco degli elementi si forma in base a ci\u00f2 che il robot deve saper fare. Qui tutto \u00e8 abbastanza chiaro, quindi diamo subito un'occhiata alla numerazione:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/d9a9eda197cb04e81e2c5b8d3cd48fa9.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIl \"cervello\" del robot \u00e8 una scheda Arduino Uno (1); era inclusa nel kit ordinato dalla Cina. Per le nostre esigenze \u00e8 pi\u00f9 che sufficiente (ci orientiamo in base al numero di pin utilizzati). Dallo stesso kit abbiamo preso un telaio gi\u00e0 pronto (2), sul quale si fissano due ruote motrici (3) e una ruota posteriore (a rotazione libera) (4). Inoltre, nel kit c'era un vano batteria gi\u00e0 pronto (5). Nella parte anteriore del robot c'\u00e8 un sensore a ultrasuoni (HC-SR04) (6), nella parte posteriore si trova il driver dei motori (L298N) (7), al centro c'\u00e8 un LED lampeggiante (8) e un po' di lato si trova un buzzer (9).<\/p>\n<p>Nella fase di assemblaggio, osserviamo:<\/p>\n<p> \u2014 che tutto ci stia<br \/>\n \u2014 che sia bilanciato<br \/>\n \u2014 che sia razionalmente disposto<\/p>\n<p>Parzialmente questo \u00e8 gi\u00e0 stato fatto per noi dai colleghi cinesi. Cos\u00ec, il pesante vano batteria \u00e8 posizionato al centro, e circa sotto di esso ci sono le ruote motrici. Tutti gli altri circuiti sono leggeri e possono essere posizionati sulla periferia.<\/p>\n<p>Dettagli:<\/p>\n<ol>\n<li>Nel telaio del kit ci sono molti fori di fabbrica, ma quale sia la loro logica \u2014 ancora non l'ho compresa. I motori e il pacco batteria si sono fissati senza problemi, poi \u00e8 iniziato il \"fitting\" con la perforazione di nuovi fori per fissare vari circuiti.<\/li>\n<li>Le staffe in ottone e altri elementi di fissaggio recuperati (a volte mi \u00e8 toccato arrangiarmi) sono stati molto utili.<\/li>\n<li>Ho passato i cavi di ogni circuito attraverso i morsetti (ancora una volta trovati tra le scorte). \u00c8 molto comodo, tutti i fili sono disposti in modo ordinato e non penzolano.<\/li>\n<\/ol>\n<p><\/p>\n<h2>Blocchi separati<\/h2>\n<p>\nOra passer\u00f2 ai <b>blocchi<\/b> e parler\u00f2 personalmente di ciascuno.<\/p>\n<p><b>Vano batteria<\/b><\/p>\n<p>\u00c8 chiaro che il robot deve avere una buona fonte di alimentazione. Le opzioni possono essere diverse, ho scelto l'opzione con 4 batterie AA. In totale forniscono circa 5 V e questa tensione pu\u00f2 essere direttamente fornita al pin 5V della scheda Arduino (saltando il regolatore).<\/p>\n<p>Certo, avevo una certa diffidenza, ma questa soluzione \u00e8 decisamente funzionante.<\/p>\n<p>Poich\u00e9 l'alimentazione \u00e8 necessaria ovunque, per comodit\u00e0 ho creato al centro del robot due connettori: uno \"distribuisce\" la massa (a destra), e l'altro \u2014 5 V (a sinistra).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/9b6e9842a8e6c73400119f63dc66ece9.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\n<b>Motori e driver<\/b><\/p>\n<p>Iniziamo con il montaggio dei motori. Il montaggio \u00e8 fabbricato, ma \u00e8 realizzato con ampie tolleranze. In altre parole, i motori possono \"ondulare\" di qualche millimetro a sinistra e a destra. Per il nostro compito questo non \u00e8 critico, ma in altre situazioni potrebbe influire (il robot potrebbe iniziare a deviare). Per sicurezza, ho allineato i motori esattamente in modo parallelo e li ho fissati con della colla.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/5fe08f0746ece439a987ec6c85f7a24b.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nPer controllare i motori, come ho scritto sopra, si utilizza il driver L298N. Secondo la documentazione, ha tre pin per ciascun motore: uno per regolare la velocit\u00e0 e una coppia di pin per la direzione di rotazione. Qui c'\u00e8 un punto importante. Risulta che se la tensione di alimentazione \u00e8 di 5 V, la regolazione della velocit\u00e0 semplicemente non funziona! Cio\u00e8 o non ruota affatto, oppure ruota al massimo. \u00c8 una peculiarit\u00e0 che mi ha \"portato via\" un paio di serate. Alla fine, ho trovato un accenno su uno dei forum.<\/p>\n<p>In generale, avevo bisogno di bassa velocit\u00e0 di rotazione durante la manovra del robot \u2014 affinch\u00e9 avesse il tempo di scansionare lo spazio. Ma, poich\u00e9 con questa idea non \u00e8 andata a buon fine, ho dovuto agire in un altro modo: piccola rotazione \u2014 fermata \u2014 rotazione \u2014 fermata e cos\u00ec via. Anche se non \u00e8 cos\u00ec elegante, \u00e8 funzionale.<\/p>\n<p>Aggiungo anche qui che dopo ogni inseguimento il robot sceglie una direzione casuale per la nuova svolta (in senso orario o antiorario).<\/p>\n<p><b>Sensore ultrasonico<\/b><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/d723408fb51c754dd63ba1f3ad2318ac.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nUn'altra periferica in cui ho dovuto cercare una soluzione di compromesso. Il sensore ultrasonico fornisce numeri instabili su ostacoli reali. In effetti, era prevedibile. Funziona perfettamente in competizioni dove ci sono superfici lisce, uniformi e perpendicolari, ma se davanti a lui ci sono \"piedi che si muovono\" \u2014 \u00e8 necessario implementare un'ulteriore elaborazione.<\/p>\n<p>Come tale elaborazione, ho installato <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80\">un filtro mediano<\/a><\/noindex> su tre misurazioni. Basato su test fatti con bambini reali (durante i test nessun bambino \u00e8 stato ferito!), si \u00e8 rivelato abbastanza efficace per normalizzare i dati. La fisica qui \u00e8 semplice: abbiamo segnali riflessi da <b>oggetti<\/b> richiesti (che forniscono la distanza necessaria) e riflessi da ostacoli pi\u00f9 lontani, come le pareti. Questi ultimi rappresentano outlier casuali nelle misurazioni come 45, 46, <b>230<\/b>, 46, 46, 45, 45, <b>310<\/b>, 46\u2026 Proprio questi vengono filtrati dal filtro mediano.<\/p>\n<p>Dopo tutta la lavorazione, otteniamo la distanza dall'oggetto pi\u00f9 vicino. Se \u00e8 minore di una certa soglia, attiviamo l'allarme e ci dirigiamo direttamente verso il \"trasgressore\".<\/p>\n<p><b>Luce lampeggiante e sirena<\/b><\/p>\n<p>Probabilmente, gli elementi pi\u00f9 semplici di tutti quelli elencati. Sono visibili nelle foto sopra. Non c'\u00e8 molto da dire sull'hardware, quindi ora passiamo <b>al codice<\/b>.<\/p>\n<h2>Programma di gestione<\/h2>\n<p>\nNon vedo senso nel descrivere dettagliatamente il codice, chi ne ha bisogno trover\u00e0 il link alla fine dell'articolo, dove \u00e8 abbastanza leggibile. Tuttavia, sarebbe utile spiegare la struttura generale.<\/p>\n<p>La prima cosa che ho dovuto comprendere: il robot \u00e8 un dispositivo in tempo reale. Piuttosto, ricordarlo, perch\u00e9 sia prima che ora mi occupo comunque di elettronica. Quindi, dimentichiamoci subito della chiamata <b>delay()<\/b>, che molti amano usare negli sketch di esempio e che semplicemente \"ferma\" il programma per un certo intervallo di tempo. Invece di questo, come consigliano le persone esperte, introduciamo timer per ogni blocco. \u00c8 trascorso l'intervallo richiesto - eseguiamo l'azione (aumentiamo la luminosit\u00e0 del LED, accendiamo il motore e cos\u00ec via).<\/p>\n<p>I timer possono essere interconnessi. Ad esempio, il beep funziona in sincrono con la luce lampeggiante. Questo semplifica un po' il programma.<\/p>\n<p>Naturalmente, suddividiamo tutto in funzioni separate (luce lampeggiante, suono, svolta, movimento in avanti e cos\u00ec via). Se non lo facciamo, poi \u00e8 difficile capire cosa proviene da dove. <\/p>\n<h2>Le sfumature della pedagogia<\/h2>\n<p>\nTutto ci\u00f2 che \u00e8 stato descritto sopra l'ho fatto nel mio tempo libero la sera. Con calma, ho impiegato circa tre settimane per il robot. A questo punto potremmo anche fermarci, ma ho promesso di parlarvi del lavoro con i bambini. Cosa \u00e8 fattibile a questa et\u00e0?<\/p>\n<p><b>Lavorare secondo le istruzioni<\/b><\/p>\n<p>Prima di tutto, abbiamo controllato ogni singolo componente - LED, beep, motori, sensori, ecc. Ci sono un gran numero di esempi pronti - alcuni direttamente nell'ambiente di sviluppo, altri si possono trovare in rete. Questo, senza dubbio, \u00e8 incoraggiante. Prendiamo il codice, colleghiamo il componente, ci assicuriamo che funzioni, poi iniziamo a modificarlo per il nostro scopo. Le connessioni seguendo lo schema e sotto il mio controllo, il bambino le fa da solo. Questo \u00e8 positivo. \u00c8 importante saper lavorare anche in modo preciso secondo le istruzioni.<\/p>\n<p><b>Ordine di lavoro (\"dal particolare al generale\")<\/b><\/p>\n<p>Questo \u00e8 un punto difficile. Bisogna abituarsi al fatto che un grande progetto ('costruire un robot') \u00e8 composto da piccoli compiti ('collegare il sensore', 'collegare i motori'\u2026), e questi a loro volta da passaggi ancora pi\u00f9 piccoli ('trovare il programma', 'collegare la scheda', 'caricare il firmware'\u2026). Eseguendo compiti di livello inferiore, in un certo senso 'chiudiamo' i compiti di livello medio, e da questi nasce il risultato finale. Ho spiegato, ma penso che la consapevolezza arriver\u00e0 ancora non presto. Forse verso l'et\u00e0 adolescenziale.<\/p>\n<p><b>Installazione<\/b><\/p>\n<p>Foratura, filettatura, viti, dadi, saldature e l'odore della colofonia \u2014 come si pu\u00f2 fare a meno di tutto ci\u00f2. Il bambino ha acquisito la competenza di base \u00abLavorare con il saldatore\u00bb \u2014 siamo riusciti a saldare alcune connessioni (ho aiutato un po', non lo nego). Non dimenticate di spiegare le norme di sicurezza.<\/p>\n<p><b>Lavorare al computer<\/b><\/p>\n<p>Ho scritto il programma per il robot, ma sono riuscito a raggiungere comunque alcuni risultati collaterali.<\/p>\n<p>Primo: l'inglese. A scuola lo hanno appena iniziato, quindi ci siamo \u00abstrappati\u00bb per capire cosa fosse pishalka, migalka, yarkost e altre translitterazioni. Almeno questo lo abbiamo capito. Ho scelto consapevolmente di non usare le parole inglesi native, poich\u00e9 non siamo ancora arrivati a quel livello.<\/p>\n<p>Secondo: lavoro efficace. Abbiamo imparato le scorciatoie da tastiera pi\u00f9 utili, come eseguire rapidamente operazioni standard. Periodicamente, mentre scrivevamo il programma, cambiavamo i ruoli e io dicevo cosa doveva essere fatto (sostituzioni, ricerche, ecc.). Ho dovuto ripetere pi\u00f9 e pi\u00f9 volte: \u00abseleziona con un doppio clic\u00bb, \u00abtieni premuto Shift\u00bb, \u00abtieni premuto Ctrl\u00bb e cos\u00ec via. Il processo di apprendimento non \u00e8 veloce, ma penso che le competenze si depositeranno lentamente nella memoria.<\/p>\n<p><b class=\"spoiler_title\">Testo nascosto<\/b>Puoi dire che quanto descritto sopra \u00e8 quasi ovvio. Ma, onestamente, quest'autunno mi \u00e8 capitato di insegnare informatica nelle classi nona in una scuola. \u00c8 terribile. Gli studenti non sanno cose cos\u00ec elementari come Ctrl + Z, Ctrl + C e Ctrl + V, selezionare testo tenendo premuto Shift o con un doppio clic su una parola, e altro ancora. Questo nonostante fosse il loro terzo anno di insegnamento di informatica... Fai tu la conclusione. <\/p>\n<p>Terzo: la digitazione cieca. Ho affidato al bambino il compito di scrivere i commenti nel codice (chiss\u00e0, magari si allena). Abbiamo subito messo le mani nella posizione giusta, affinch\u00e9 le dita memorizzassero gradualmente la disposizione dei tasti.<\/p>\n<p>Come vedi, stiamo ancora appena iniziando. Continueremo a perfezionare abilit\u00e0 e conoscenze, che ci saranno utili nella vita.<\/p>\n<p>A proposito, riguardo al futuro...<\/p>\n<h2>Sviluppo futuro<\/h2>\n<p>\nIl robot \u00e8 pronto, si muove, lampeggia e fa bip. E adesso? Ispirati dai risultati ottenuti, intendiamo svilupparlo ulteriormente. Abbiamo in mente di creare un controllo remoto, simile a quello di un rover. Sarebbe interessante controllare il movimento del robot da un ipotetico joystick, mentre si trova in un luogo completamente diverso. Ma questa \u00e8 un'altra storia\u2026<\/p>\n<p>E infine, i veri protagonisti di questo articolo (video cliccabile):<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=faFykvct8r8\"><img decoding=\"async\" alt=\"Esperienza nella creazione del primo robot su Arduino (robot &#039;cacciatore&#039;)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/087b0780a42eeee48c345f30fff54827.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Grazie per l'attenzione!<\/p>\n<p>\u2192 <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/vk.com\/doc35098661_487769877\">Link al codice<\/a><\/noindex><br \/>\n<br \/>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/436118\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0417\u0434\u0440\u0430\u0432\u0441\u0442\u0432\u0443\u0439\u0442\u0435. \u0412 \u0434\u0430\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0435 \u044f \u0445\u043e\u0447\u0443 \u043e\u043f\u0438\u0441\u0430\u0442\u044c \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441 \u0441\u0431\u043e\u0440\u043a\u0438 \u0441\u0432\u043e\u0435\u0433\u043e \u043f\u0435\u0440\u0432\u043e\u0433\u043e \u0440\u043e\u0431\u043e\u0442\u0430 \u043d\u0430 \u0430\u0440\u0434\u0443\u0438\u043d\u043e. \u041c\u0430\u0442\u0435\u0440\u0438\u0430\u043b \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043f\u043e\u043b\u0435\u0437\u0435\u043d \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u043c \u0442\u0430\u043a\u0438\u043c \u0436\u0435 \u043d\u043e\u0432\u0438\u0447\u043a\u0430\u043c, \u043a\u0430\u043a \u0438 \u044f, \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0435 \u0437\u0430\u0445\u043e\u0442\u044f\u0442 \u0438\u0437\u0433\u043e\u0442\u043e\u0432\u0438\u0442\u044c \u043a\u0430\u043a\u0443\u044e-\u043d\u0438\u0431\u0443\u0434\u044c \u00ab\u0441\u0430\u043c\u043e\u0431\u0435\u0433\u043b\u0443\u044e \u0442\u0435\u043b\u0435\u0436\u043a\u0443\u00bb. \u0421\u0442\u0430\u0442\u044c\u044f \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442 \u0441\u043e\u0431\u043e\u0439 \u043e\u043f\u0438\u0441\u0430\u043d\u0438\u0435 \u044d\u0442\u0430\u043f\u043e\u0432 \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u044b \u0441 \u043c\u043e\u0438\u043c\u0438 \u0434\u043e\u043f\u043e\u043b\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f\u043c\u0438 \u043f\u043e \u0440\u0430\u0437\u043b\u0438\u0447\u043d\u044b\u043c \u043d\u044e\u0430\u043d\u0441\u0430\u043c. \u0421\u0441\u044b\u043b\u043a\u0430 \u043d\u0430 \u0438\u0442\u043e\u0433\u043e\u0432\u044b\u0439 \u043a\u043e\u0434 (\u0441\u043a\u043e\u0440\u0435\u0435 \u0432\u0441\u0435\u0433\u043e, \u043d\u0435 \u0441\u0430\u043c\u044b\u0439 \u0438\u0434\u0435\u0430\u043b\u044c\u043d\u044b\u0439) \u0434\u0430\u043d\u0430 \u0432 \u043a\u043e\u043d\u0446\u0435 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0438. 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