{"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\/novosti-interneta\/opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik","title":{"rendered":"Esperienza nella creazione del primo robot con Arduino (robot 'cacciatore')","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Ciao.<\/p>\n

In questo articolo voglio descrivere il processo di costruzione del mio primo robot con Arduino. Il materiale sar\u00e0 utile ad altri principianti come me che desiderano realizzare un qualche tipo di \"carrello automatico\". L'articolo rappresenta una descrizione delle fasi di lavoro con i miei suggerimenti su vari dettagli. Il link al codice finale (probabilmente non il pi\u00f9 perfetto) \u00e8 fornito alla fine dell'articolo.<\/p>\n

\"Esperienza
\n
\nQuando possibile, ho coinvolto mio figlio (8 anni). Ho dedicato una parte dell'articolo a cosa \u00e8 riuscito a fare con me e cosa no; potrebbe tornare utile a qualcuno.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Descrizione generale del robot<\/h2>\n

\nIniziamo con alcune parole sul robot (idea<\/b>). All'inizio non volevo assemblare qualcosa di tipico. Allo stesso tempo, il set di componenti era piuttosto standard: chassis, motori, sensore ultrasonico, sensore di linea, LED, buzzer. Da questo \"mix\" \u00e8 stato ideato un robot che protegge il suo territorio. Avanza verso l'invasore che ha attraversato la linea del cerchio e poi torna al centro. Tuttavia, in questa versione era necessaria una linea tracciata, oltre a una matematica extra per rimanere costantemente nel cerchio.<\/p>\n

Dopo attenta riflessione, ho cambiato leggermente idea e ho deciso di costruire un robot \"cacciatore\". All'avvio, si gira su se stesso, scegliendo un bersaglio vicino (una persona). Se la \"vittima\" viene individuata, il \"cacciatore\" accende la luce lampeggiante e la sirena e inizia a muoversi verso di essa. Quando la persona si allontana, il robot sceglie un nuovo obiettivo e lo insegue, e cos\u00ec via. Questo robot non ha bisogno di un'area limitata e pu\u00f2 operare su un territorio aperto.<\/p>\n

\u041a\u0430\u043a \u0432\u0438\u0434\u0438\u0442\u0435, \u044d\u0442\u043e \u0432\u043e \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e\u043c \u043d\u0430\u043f\u043e\u043c\u0438\u043d\u0430\u0435\u0442 \u0438\u0433\u0440\u0443 \u00ab\u0434\u043e\u0433\u043e\u043d\u044f\u043b\u043a\u0438\u00bb. \u0425\u043e\u0442\u044f \u0432 \u0438\u0442\u043e\u0433\u0435 \u0440\u043e\u0431\u043e\u0442 \u0438 \u043d\u0435 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0438\u043b\u0441\u044f \u0434\u043e\u0441\u0442\u0430\u0442\u043e\u0447\u043d\u043e \u0440\u0435\u0437\u0432\u044b\u043c, \u043d\u043e \u043e\u043d \u0447\u0435\u0441\u0442\u043d\u043e \u0432\u0437\u0430\u0438\u043c\u043e\u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0443\u0435\u0442 \u0441 \u043e\u043a\u0440\u0443\u0436\u0430\u044e\u0449\u0438\u043c\u0438 \u0435\u0433\u043e \u043b\u044e\u0434\u044c\u043c\u0438. \u041e\u0441\u043e\u0431\u0435\u043d\u043d\u043e \u044d\u0442\u043e \u043d\u0440\u0430\u0432\u0438\u0442\u0441\u044f \u0434\u0435\u0442\u044f\u043c (\u0438\u043d\u043e\u0433\u0434\u0430, \u043f\u0440\u0430\u0432\u0434\u0430, \u043a\u0430\u0436\u0435\u0442\u0441\u044f, \u0447\u0442\u043e \u043e\u043d\u0438 \u0432\u043e\u0442-\u0432\u043e\u0442 \u0440\u0430\u0441\u0442\u043e\u043f\u0447\u0443\u0442 \u0435\u0433\u043e, \u0430\u0436 \u0441\u0435\u0440\u0434\u0446\u0435 \u0451\u043a\u0430\u0435\u0442…). \u0414\u0443\u043c\u0430\u044e, \u0434\u043b\u044f \u043f\u043e\u043f\u0443\u043b\u044f\u0440\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0442\u0435\u0445\u043d\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u043e\u0433\u043e \u043a\u043e\u043d\u0441\u0442\u0440\u0443\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f \u044d\u0442\u043e \u0445\u043e\u0440\u043e\u0448\u0435\u0435 \u0440\u0435\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435.<\/p>\n

Struttura del robot<\/h2>\n

\nQuindi, abbiamo definito l'idea, passiamo alla composizione<\/b>. L'elenco degli elementi \u00e8 formato da ci\u00f2 che il robot deve saper fare. Qui \u00e8 tutto piuttosto chiaro, quindi diamo subito un'occhiata alla numerazione:<\/p>\n

\"Esperienza
\n
\nIl \"cervello\" del robot \u00e8 la scheda Arduino Uno (1), che era inclusa nel kit ordinato dalla Cina. Per le nostre esigenze \u00e8 pi\u00f9 che sufficiente (considerando il numero di pin utilizzabili). Dallo stesso kit abbiamo utilizzato un telaio preassemblato (2), su cui si fissano due ruote motrici (3) e una ruota posteriore (liberamente rotante) (4). Nel kit era incluso anche un compartimento per le batterie (5). Nella parte anteriore del robot c'\u00e8 un sensore ultrasonico (HC-SR04) (6), sul retro si trova il driver dei motori (L298N) (7), al centro c'\u00e8 un LED lampeggiante (8) e un po' di lato c'\u00e8 un buzzer (9).<\/p>\n

Nella fase di assemblaggio verifichiamo:<\/p>\n

\u2014 che tutto ci stia
\n \u2014 che sia equilibrato
\n \u2014 che sia disposto in modo razionale<\/p>\n

Parte di questo \u00e8 gi\u00e0 stato fatto dai nostri colleghi cinesi. Infatti, il pesante compartimento delle batterie \u00e8 posizionato al centro e le ruote motrici si trovano pi\u00f9 o meno sotto di esso. Tutti gli altri circuiti sono leggeri e possono essere disposti lungo il perimetro.<\/p>\n

Dettagli:<\/p>\n

    \n
  1. Nel telaio del kit ci sono molti fori di fabbrica, ma non sono riuscito a capire la loro logica. I motori e il blocco delle batterie si sono fissati senza problemi, poi \u00e8 iniziata la \"fresatura\" con la foratura di nuovi fori per fissare tale o tal'altra scheda.<\/li>\n
  2. Le support in ottone e gli altri fissaggi delle scorte sono stati molto utili (a volte ho dovuto arrangiarmi).<\/li>\n
  3. Le spine di ogni scheda passano attraverso i morsetti (anche questi trovati nelle scorte). \u00c8 molto comodo, tutti i cavi sono disposti ordinatamente e non oscillano.<\/li>\n<\/ol>\n

    <\/p>\n

    Blocchi separati<\/h2>\n

    \nOra passer\u00f2 in rassegna i blocchi<\/b> e parler\u00f2 di ciascuno personalmente.<\/p>\n

    Scomparto per batterie<\/b><\/p>\n

    \u00c8 chiaro che il robot deve avere una buona fonte di energia. Le opzioni possono essere diverse; ho scelto quella con 4 batterie AA. In totale forniscono circa 5 V, e questa tensione pu\u00f2 essere direttamente collegata al pin 5V della scheda Arduino (saltando il regolatore).<\/p>\n

    Certo, avevo un po' di cautela, ma questa soluzione \u00e8 abbastanza funzionante.<\/p>\n

    Poich\u00e9 l'alimentazione \u00e8 necessaria ovunque, ho creato al centro del robot due prese: una fornisce il terreno (a destra) e l'altra 5 V (a sinistra).<\/p>\n

    \"Esperienza
    \n
    \nMotori e driver<\/b><\/p>\n

    Iniziamo con il montaggio dei motori. Il montaggio \u00e8 di fabbrica, ma realizzato con ampi tolleranze. In altre parole, i motori possono \"oscillare\" di qualche millimetro a sinistra e a destra. Per il nostro compito non \u00e8 critico, ma in alcune situazioni potrebbe influire (il robot inizier\u00e0 a deviare). Per sicurezza, ho allineato i motori in modo preciso e li ho fissati con la colla.<\/p>\n

    \"Esperienza
    \n
    \nPer controllare i motori, come ho scritto sopra, si utilizza il driver L298N. Secondo la documentazione, ha tre pin per ciascun motore: uno per modificare la velocit\u00e0 e una coppia di pin per la direzione di rotazione. Qui c'\u00e8 un punto importante. Si scopre che se la tensione di alimentazione \u00e8 di 5 V, la regolazione della velocit\u00e0 semplicemente non funziona! Ovvero, o non si muove affatto, o va al massimo. \u00c8 una particolarit\u00e0 che mi ha fatto \"perdere\" un paio di sere. Alla fine, ho trovato un riferimento in uno dei forum.<\/p>\n

    In generale, avevo bisogno di una bassa velocit\u00e0 di rotazione per girare il robot \u2014 in modo che avesse il tempo per scansionare lo spazio. Tuttavia, poich\u00e9 nulla \u00e8 andato secondo i piani, ho dovuto procedere diversamente: piccola rotazione \u2014 fermata \u2014 rotazione \u2014 fermata, e cos\u00ec via. Di nuovo, non \u00e8 cos\u00ec elegante, ma funziona.<\/p>\n

    Aggiungo anche che dopo ogni inseguimento, il robot sceglie una direzione casuale per il nuovo turno (in senso orario o antiorario).<\/p>\n

    Sensore ad ultrasuoni<\/b><\/p>\n

    \"Esperienza
    \n
    \nUn altro dispositivo dove ho dovuto cercare una soluzione compromissoria. Il sensore ad ultrasuoni fornisce cifre instabili in presenza di ostacoli reali. Questo era prevedibile. Funziona perfettamente in competizioni dove ci sono superfici lisce, uniformi e perpendicolari, ma se davanti a lui ci sono 'gambette' di qualcuno che passano \u2014 \u00e8 necessario implementare un ulteriore trattamento.<\/p>\n

    Come trattamento ho messo un filtro mediano<\/a><\/noindex> per tre conteggi. Basato sui test condotti su bambini reali (durante i test nessun bambino ha subito danni!), si \u00e8 rivelato pi\u00f9 che sufficiente per la normalizzazione dei dati. La fisica qui \u00e8 semplice: abbiamo segnali riflessi da oggetti<\/b> richiesti (che forniscono la distanza necessaria) e riflessi da oggetti pi\u00f9 lontani, come muri. Questi ultimi rappresentano picchi casuali nelle misurazioni del tipo 45, 46, 230<\/b>, 46, 46, 45, 45, 310<\/b>, 46\u2026 \u00c8 proprio il loro filtro mediano che li esclude.<\/p>\n

    Dopo tutta l'elaborazione otteniamo una distanza fino all'oggetto pi\u00f9 vicino. Se \u00e8 inferiore a una certa soglia, attiviamo l'allerta e ci dirigiamo direttamente verso il 'trasgressore'.<\/p>\n

    Luce lampeggiante e sirena<\/b><\/p>\n

    Probabilmente, gli elementi pi\u00f9 semplici di tutto ci\u00f2 che \u00e8 stato menzionato. Sono visibili nelle foto sopra. Non c'\u00e8 molto da dire sull'hardware, quindi ora passiamo al codice<\/b>.<\/p>\n

    Programma di controllo<\/h2>\n

    \nNon vedo motivo di parlare dettagliatamente del codice, chi \u00e8 interessato pu\u00f2 trovare il link alla fine dell'articolo, \u00e8 tutto abbastanza leggibile. Ma sarebbe utile spiegare la struttura generale.<\/p>\n

    La prima cosa da considerare \u00e8 che un robot \u00e8 un dispositivo in tempo reale. Pi\u00f9 precisamente, \u00e8 qualcosa di cui ricordarsi, perch\u00e9 anche in passato mi sono occupato di elettronica. Quindi, dimentichiamo subito di usare delay()<\/b>, che \u00e8 molto amato nei progetti esemplificativi, e che semplicemente \u00abcongela\u00bb il programma per un intervallo di tempo specificato. Invece, come suggeriscono gli esperti, inseriamo dei timer per ogni blocco. Quando \u00e8 trascorso il tempo richiesto, eseguiamo l'azione (aumentiamo la luminosit\u00e0 del LED, attiviamo il motore e cos\u00ec via).<\/p>\n

    I timer possono essere interconnessi. Ad esempio, il buzzer funziona sincronicamente con il lampeggiatore. Questo semplifica leggermente il programma.<\/p>\n

    Naturalmente, suddividiamo tutto in funzioni separate (lampeggiatore, suono, rotazione, movimento in avanti e cos\u00ec via). Se non lo facciamo, poi non sar\u00e0 facile capire cosa viene da dove e dove va. <\/p>\n

    Aspetti pedagogici<\/h2>\n

    \nTutto ci\u00f2 che ho descritto sopra l'ho fatto nel tempo libero durante le serate. Con calma, ho impiegato circa tre settimane per costruire il robot. A questo punto potrei anche fermarmi, ma vi ho promesso di parlarvi del lavoro con i bambini. Cosa \u00e8 fattibile a questa et\u00e0?<\/p>\n

    Lavorare seguendo le istruzioni<\/b><\/p>\n

    Iniziamo verificando ogni componente singolarmente: LED, altoparlanti, motori, sensori, ecc. Ci sono molti esempi pronti - alcuni direttamente nell'ambiente di sviluppo, altri disponibili online. Questo \u00e8 senza dubbio incoraggiante. Prendiamo il codice, colleghiamo il componente e verifichiamo che funzioni, poi iniziamo a modificarlo per il nostro scopo. Con la mia supervisione, il bambino realizza i collegamenti seguendo lo schema. Questo \u00e8 positivo. \u00c8 importante saper lavorare anche seguendo le istruzioni.<\/p>\n

    Ordine di lavoro (\"dal particolare al generale\")<\/b><\/p>\n

    \u0412\u043e\u0442 \u044d\u0442\u043e \u0441\u043b\u043e\u0436\u043d\u044b\u0439 \u043f\u0443\u043d\u043a\u0442. \u041d\u0443\u0436\u043d\u043e \u043f\u0440\u0438\u0443\u0447\u0430\u0442\u044c, \u0447\u0442\u043e \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u043e\u0439 \u043f\u0440\u043e\u0435\u043a\u0442 (\u00ab\u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u0442\u044c \u0440\u043e\u0431\u043e\u0442\u0430\u00bb) \u0441\u043e\u0441\u0442\u043e\u0438\u0442 \u0438\u0437 \u043c\u0435\u043b\u043a\u0438\u0445 \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447 (\u00ab\u043f\u043e\u0434\u043a\u043b\u044e\u0447\u0438\u0442\u044c \u0434\u0430\u0442\u0447\u0438\u043a\u00bb, \u00ab\u043f\u043e\u0434\u043a\u043b\u044e\u0447\u0438\u0442\u044c \u043c\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u00bb…), \u0430 \u0442\u0435, \u0432 \u0441\u0432\u043e\u044e \u043e\u0447\u0435\u0440\u0435\u0434\u044c, \u0438\u0437 \u0435\u0449\u0435 \u0431\u043e\u043b\u0435\u0435 \u043c\u0435\u043b\u043a\u0438\u0445 \u0448\u0430\u0433\u043e\u0432 (\u00ab\u043d\u0430\u0439\u0442\u0438 \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u0443\u00bb, \u00ab\u043f\u043e\u0434\u043a\u043b\u044e\u0447\u0438\u0442\u044c \u043f\u043b\u0430\u0442\u0443\u00bb, \u00ab\u0437\u0430\u0433\u0440\u0443\u0437\u0438\u0442\u044c \u043f\u0440\u043e\u0448\u0438\u0432\u043a\u0443\u00bb…). \u0412\u044b\u043f\u043e\u043b\u043d\u044f\u044f \u0431\u043e\u043b\u0435\u0435-\u043c\u0435\u043d\u0435\u0435 \u043f\u043e\u043d\u044f\u0442\u043d\u044b\u0435 \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447\u0438 \u043d\u0438\u0436\u043d\u0435\u0433\u043e \u0443\u0440\u043e\u0432\u043d\u044f, \u043c\u044b \u00ab\u0437\u0430\u043a\u0440\u044b\u0432\u0430\u0435\u043c\u00bb \u0437\u0430\u0434\u0430\u0447\u0438 \u0441\u0440\u0435\u0434\u043d\u0435\u0433\u043e \u0443\u0440\u043e\u0432\u043d\u044f, \u0430 \u0438\u0437 \u043d\u0438\u0445 \u0443\u0436\u0435 \u0441\u043a\u043b\u0430\u0434\u044b\u0432\u0430\u0435\u0442\u0441\u044f \u043e\u0431\u0449\u0438\u0439 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442. \u041e\u0431\u044a\u044f\u0441\u043d\u044f\u043b, \u043d\u043e, \u0434\u0443\u043c\u0430\u044e, \u043e\u0441\u043e\u0437\u043d\u0430\u043d\u0438\u0435 \u043f\u0440\u0438\u0434\u0435\u0442 \u0435\u0449\u0435 \u043d\u0435 \u0441\u043a\u043e\u0440\u043e. \u0413\u0434\u0435-\u0442\u043e, \u043d\u0430\u0432\u0435\u0440\u043d\u043e\u0435, \u043a \u043f\u043e\u0434\u0440\u043e\u0441\u0442\u043a\u043e\u0432\u043e\u043c\u0443 \u0432\u043e\u0437\u0440\u0430\u0441\u0442\u0443.<\/p>\n

    Montaggio<\/b><\/p>\n

    Perforazione, filettatura, viti, dadi, saldatura e l'odore della resina \u2014 come si pu\u00f2 farne a meno? Il bambino ha acquisito la competenza di base 'Lavorare con il saldatore' \u2014 \u00e8 riuscito a saldare alcune connessioni (ho dato una leggera mano, non lo negher\u00f2). Non dimenticate di spiegare le norme di sicurezza.<\/p>\n

    Lavorare al computer<\/b><\/p>\n

    Il programma per il robot l'ho scritto io, ma sono comunque riuscito a ottenere alcuni risultati imprevisti.<\/p>\n

    Primo: l'inglese. All'asilo hanno appena cominciato, quindi noi abbiamo 'faticato' a capire cosa significano pishalka, migalka, yarkost e altro traslitterato. Almeno abbiamo capito questo. Ho scelto di non usare parole inglesi native, poich\u00e9 non eravamo ancora a quel livello.<\/p>\n

    Secondo: lavoro efficace. Abbiamo imparato scorciatoie da tastiera e come eseguire rapidamente operazioni standard. Periodicamente, mentre scrivevamo il programma, ci scambiavamo i posti, e io dicevo cosa dovevamo fare (sostituzione, ricerca, ecc.). Dovevo ripetere pi\u00f9 e pi\u00f9 volte: 'seleziona con un doppio clic', 'tieni premuto Shift', 'tieni premuto Ctrl' e cos\u00ec via. Il processo di apprendimento non \u00e8 veloce, ma penso che le competenze si registreranno gradualmente 'nella memoria'.<\/p>\n

    Testo nascosto<\/b>Si pu\u00f2 dire che quanto descritto sopra sia quasi ovvio. Ma, ad essere sinceri, quest'autunno ho insegnato informatica alle classi della nona in una scuola. \u00c8 un disastro. Gli studenti non conoscono cose cos\u00ec elementari come Ctrl + Z, Ctrl + C e Ctrl + V, evidenziare il testo tenendo premuto Shift o facendo doppio clic su una parola e cos\u00ec via. Questo nonostante fosse il loro terzo anno di studio di informatica\u2026 Fate voi stessi le conclusioni. <\/p>\n

    Terzo punto: la digitazione cieca. Ho affidato a un bambino la responsabilit\u00e0 di digitare i commenti nel codice (pu\u00f2 allenarsi). Abbiamo subito sistemato le mani correttamente, cos\u00ec che le dita potessero abituarsi gradualmente alla posizione dei tasti.<\/p>\n

    Come potete vedere, siamo ancora solo all'inizio. Continueremo a perfezionare le abilit\u00e0 e le conoscenze, che ci saranno utili nella vita.<\/p>\n

    A proposito, riguardo al futuro\u2026<\/p>\n

    Sviluppo futuro<\/h2>\n

    \nIl robot \u00e8 fatto, si muove, lampeggia e emette suoni. E adesso? Ispirati da quanto raggiunto, abbiamo in programma di continuare a migliorarlo. Abbiamo idea di creare un controllo remoto, come un rover. Sarebbe interessante controllare il movimento del robot da un presunto telecomando, mentre si muove in un posto completamente diverso. Ma questa \u00e8 gi\u00e0 un'altra storia\u2026<\/p>\n

    Alla fine, ecco i veri protagonisti di questo articolo (video cliccabile):<\/p>\n

    \"Esperienza<\/a><\/noindex><\/p>\n

    Grazie per l'attenzione!<\/p>\n

    \u2192 Link al codice<\/a><\/noindex>
    \n
    Fonte:     habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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L'articolo descrive le fasi del lavoro con i miei accessori riguardo a vari aspetti. 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