Hello
F'dan l-artikolu nixtieq niddeskrivi l-proċess tal-assemblaġġ tal-ewwel robot tiegħi bl-użu ta 'Arduino. Il-materjal se jkun utli għal dawk li jibdew oħra bħali li jridu jagħmlu xi tip ta’ “karrettun li jimxi waħdu.” L-artiklu huwa deskrizzjoni tal-istadji tal-ħidma biż-żidiet tiegħi fuq diversi sfumaturi. Link għall-kodiċi finali (x'aktarx mhux l-aktar ideali) tingħata fl-aħħar tal-artiklu.
Kull meta possibbli, involvejt lil ibni (8 snin) fil-parteċipazzjoni. X'ħadem eżattament magħha u x'ma kienx - I ddedikajt parti mill-artiklu għal dan, forsi se jkun utli għal xi ħadd.
Deskrizzjoni ġenerali tar-robot
L-ewwel, ftit kelmiet dwar ir-robot innifsu (idea). Ma ridtx verament niġbor xi ħaġa standard fil-bidu. Fl-istess ħin, is-sett ta 'komponenti kien pjuttost standard - chassis, magni, sensur ultrasoniku, sensur tal-linja, LEDs, tweeter. Inizjalment, robot ġie ivvintat minn dan is-"sett tas-soppa" li jħares it-territorju tiegħu. Huwa jsuq lejn il-ħati li jkun qasam il-linja taċ-ċirku, u mbagħad jerġa 'lura lejn iċ-ċentru. Madankollu, din il-verżjoni kienet teħtieġ linja mfassla, flimkien ma 'matematika żejda biex tibqa' fiċ-ċirku f'kull ħin.
Għalhekk, wara ftit ħsibt, biddilt xi ftit l-idea u ddeċidejt li nagħmel robot "kaċċatur". Fil-bidu, idur madwar l-assi tagħha, u tagħżel mira fil-qrib (persuna). Jekk tinstab il-"priża", il-"kaċċatur" jixgħel id-dwal li jteptep u s-sirena u jibda jsuq lejha. Meta l-persuna titbiegħed/taħrab, ir-robot jagħżel mira ġdida u jsegwiha, eċċ. Robot bħal dan m'għandux bżonn ċirku limitat, u jista 'jaħdem f'żoni miftuħa.
Kif tistgħu taraw, din hija ħafna bħal logħba ta 'catch-up. Għalkemm fl-aħħar mill-aħħar ir-robot ma rriżultax li kien mgħaġġel biżżejjed, jinteraġixxi onestament man-nies ta 'madwaru. It-tfal b’mod speċjali jogħġobha (xi drabi, iżda, jidher li jkunu waslu biex jitfgħuha, qalbhom taqbeż taħbit...). Naħseb li din hija soluzzjoni tajba għall-popolarizzazzjoni tad-disinn tekniku.
Struttura robot
Allura, iddeċidejna fuq l-idea, ejja nkomplu tqassim. Il-lista ta 'elementi hija ffurmata minn dak li r-robot għandu jkun kapaċi jagħmel. Kollox hawnhekk huwa pjuttost ovvju, allura ejja immedjatament inħarsu lejn in-numerazzjoni:
Il-"imħuħ" tar-robot huma bord arduino uno (1); kien f'sett ordnat miċ-Ċina. Għall-iskopijiet tagħna, huwa pjuttost biżżejjed (aħna niffukaw fuq in-numru ta 'brilli użati). Mill-istess kit ħadna chassis lest (2), li fuqu huma mwaħħla żewġ roti tas-sewqan (3) u waħda ta’ wara (li jduru liberament) (4). Il-kit kien jinkludi wkoll kompartiment tal-batterija lest (5). Quddiem ir-robot hemm sensor ultrasoniku (HC-SR04) (6), fuq wara hemm sewwieq tal-mutur (L298N) (7), fiċ-ċentru hemm flasher LED (8), u ftit biex in-naħa hemm tweeter (9).
Fl-istadju tat-tqassim aħna nħarsu lejn:
- sabiex kollox joqgħod
- li jkun ibbilanċjat
- li jkun imqiegħed b'mod razzjonali
Il-kollegi Ċiniżi tagħna diġà għamlu dan parzjalment għalina. Għalhekk, il-kompartiment tal-batterija tqila jitqiegħed fiċ-ċentru, u r-roti tas-sewqan jinsabu bejn wieħed u ieħor taħtu. Il-bordijiet l-oħra kollha huma ħfief u jistgħu jitqiegħdu fuq il-periferija.
Tweġibiet:
- Ix-chassis mill-kit għandu ħafna toqob tal-fabbrika, imma għadni ma nsibx x'inhi l-loġika fihom. Il-magni u l-pakkett tal-batterija ġew assigurati mingħajr problemi, allura l-"aġġustament" beda bit-tħaffir ta 'toqob ġodda biex jiġi żgurat dan jew dak il-bord.
- L-ixkafef tar-ram u qfieli oħra minn żoni ta 'ħażna kienu ta' għajnuna kbira (xi kultant kellna noħorġuhom).
- Għaddejt il-busbars minn kull bord permezz tal-klampi (għal darb'oħra, sibthom fil-ħażna). Konvenjenti ħafna, il-wajers kollha jimteddu tajjeb u ma jdurux.
Blokki individwali
Issa ngħaddi blokki u jien ngħidlek personalment dwar kull wieħed.
kompartiment tal-batterija
Huwa ċar li r-robot għandu jkollu sors tajjeb ta 'enerġija. L-għażliet jistgħu jvarjaw, għażilt l-għażla b'4 batteriji AA. B'kollox jagħtu madwar 5 V, u dan il-vultaġġ jista 'jiġi applikat direttament għall-pin 5V tal-bord arduino (bypassing l-istabbilizzatur).
Naturalment, kelli xi kawtela, iżda din is-soluzzjoni hija pjuttost fattibbli.
Peress li l-enerġija hija meħtieġa kullimkien, għall-konvenjenza għamilt żewġ konnetturi fiċ-ċentru tar-robot: wieħed "jqassam" l-art (fuq il-lemin), u t-tieni - 5 V (fuq ix-xellug).
Muturi u sewwieq
L-ewwel, dwar l-immuntar tal-magni. Il-muntatura hija magħmula fil-fabbrika, iżda magħmula b'tolleranzi kbar. Fi kliem ieħor, il-magni jistgħu wobble ftit millimetri xellug u lemin. Għall-kompitu tagħna dan mhuwiex kritiku, iżda f'xi postijiet jista 'jkollu effett (ir-robot jibda jimxi lejn il-ġenb). Fil-każ, waqqaft il-magni strettament paralleli u ffissajthom bil-kolla.
Biex tikkontrolla l-muturi, kif ktibt hawn fuq, jintuża s-sewwieq L298N. Skont id-dokumentazzjoni, għandu tliet pinnijiet għal kull mutur: wieħed għall-bidla tal-veloċità u par labar għad-direzzjoni tar-rotazzjoni. Hemm punt wieħed importanti hawn. Jirriżulta li jekk il-vultaġġ tal-provvista huwa 5 V, allura l-kontroll tal-veloċità sempliċement ma jaħdimx! Jiġifieri, jew ma jdur xejn, jew idur għall-massimu. Din hija l-karatteristika li wassalni biex "joqtol" ftit filgħaxija. Fl-aħħar, sibt aċċenn x'imkien fuq wieħed mill-fora.
B'mod ġenerali, kelli bżonn veloċità ta 'rotazzjoni baxxa meta ddawwar ir-robot - sabiex dan kellu ħin biex jiskennja l-ispazju. Iżda, peress li xejn ma ġie minn din l-idea, kelli nagħmel dan b'mod differenti: dawra żgħira - waqfien - dawran - waqfien, eċċ. Għal darb'oħra, mhux daqshekk eleganti, iżda fattibbli.
Jien inżid ukoll hawnhekk li wara kull insegwiment ir-robot jagħżel direzzjoni każwali għal dawra ġdida (minn l-arloġġ jew kontra l-arloġġ).
Sensor ultrasoniku
Biċċa hardware oħra fejn kellna nfittxu soluzzjoni ta' kompromess. Is-sensorju ultrasoniku jipproduċi numri instabbli fuq ostakli reali. Fil-fatt, dan kien mistenni. Idealment, taħdem x'imkien f'kompetizzjonijiet fejn hemm uċuħ lixxi, uniformi u perpendikolari, iżda jekk ir-riġlejn ta 'xi ħadd "jteptpu" quddiemu, jeħtieġ li jiġi introdott ipproċessar addizzjonali.
Bħala tali proċessar I stabbiliti għal tliet għadd. Ibbażat fuq testijiet fuq tfal reali (l-ebda tfal ma saritx ħsara waqt it-testijiet!), Irriżulta li kien biżżejjed biex tiġi normalizzata d-dejta. Il-fiżika hawnhekk hija sempliċi: għandna sinjali riflessi minn meħtieġa oġġetti (li jagħtu d-distanza meħtieġa) u riflessi minn dawk aktar imbiegħda, pereżempju, ħitan. Dawn tal-aħħar huma emissjonijiet każwali f'kejl tal-forma 45, 46, 23046, 46, 45, 45, 310, 46... Huma dawn li l-filtru medjan jaqta'.
Wara l-ipproċessar kollu, irridu nġibu d-distanza għall-eqreb oġġett. Jekk ikun inqas minn ċertu valur ta 'limitu, allura nixgħel l-allarm u nsuqu dritt lejn l-"intruż".
Flasher u sirena
Forsi l-aktar elementi sempliċi ta 'dak kollu ta' hawn fuq. Jistgħu jidhru fir-ritratti ta’ hawn fuq. M'hemm xejn x'tikteb dwar il-ħardwer hawn, allura issa ejja nkomplu kodiċi.
Programm ta' kontroll
Ma narax il-punt li niddeskrivi l-kodiċi fid-dettall, min għandu bżonnu - il-link tinsab fl-aħħar tal-artikolu, kollox jista 'jinqara pjuttost hemmhekk. Imma jkun sabiħ li tispjega l-istruttura ġenerali.
L-ewwel ħaġa li kellna nifhmu kienet li robot huwa apparat f'ħin reali. Aktar preċiżament, biex tiftakar, għax kemm qabel kif ukoll issa għadni naħdem fl-elettronika. Allura, immedjatament ninsew dwar l-isfida dewmien (), li jħobbu jużaw fi abbozzi ta 'eżempji, u li sempliċement "tiffriża" il-programm għal perjodu ta' żmien speċifikat. Minflok, kif jagħtu parir nies b'esperjenza, nintroduċu tajmers għal kull blokka. L-intervall meħtieġ għadda - l-azzjoni tkun saret (żieda fil-luminożità tal-LED, mixgħul il-magna, eċċ).
It-tajmers jistgħu jiġu interkonnessi. Pereżempju, it-tweeter jaħdem b'mod sinkroniku mal-flasher. Dan jissimplifika ftit il-programm.
Naturalment, aħna nkissru kollox f'funzjonijiet separati (dwal li jteptep, ħoss, tidwir, nimxu 'l quddiem, eċċ). Jekk ma tagħmilx dan, allura ma tkunx tista' tara x'inhu ġej minn fejn u minn fejn.
Sfumaturi tal-pedagoġija
Jien għamilt dak kollu deskritt hawn fuq fil-ħin liberu tiegħi filgħaxija. B'mod komdu, qattajt madwar tliet ġimgħat fuq ir-robot. Dan seta’ spiċċa hawn, imma wiegħed ukoll li ngħidlek dwar ix-xogħol ma’ tifel. X'jista' jsir f'din l-età?
Aħdem skond l-istruzzjonijiet
L-ewwel iċċekkajna kull dettall separatament - LEDs, tweeter, muturi, sensuri, eċċ Hemm numru kbir ta 'eżempji lesti - xi wħud dritt fl-ambjent ta' żvilupp, oħrajn jistgħu jinstabu fuq l-Internet. Dan żgur jagħmilni kuntent. Nieħdu l-kodiċi, qabbad il-parti, kun żgur li taħdem, imbagħad nibdew inbiddlu biex jaqbel mal-kompitu tagħna. It-tifel jagħmel il-konnessjonijiet skont id-dijagramma u taħt ftit mis-superviżjoni tiegħi. Dan huwa tajjeb. Għandek bżonn ukoll li tkun kapaċi taħdem strettament skond l-istruzzjonijiet.
Ordni tax-xogħol (“minn partikolari għal ġenerali”)
Dan huwa punt diffiċli. Trid titgħallem li proġett kbir (“tagħmel robot”) jikkonsisti f’ħidmiet żgħar (“qabbad sensor,” “qabbad muturi”...), u dawk, min-naħa tagħhom, jikkonsistu f’passi saħansitra iżgħar (“sibu programm,” “qabbad bord.” “, “niżżel il-firmware”...). Billi nwettqu kompiti aktar jew inqas li jinftiehmu tal-livell aktar baxx, aħna "nagħlqu" il-kompiti tal-livell tan-nofs, u minnhom jiġi ffurmat ir-riżultat ġenerali. Spjegajt, imma naħseb li r-realizzazzjoni mhux se tiġi dalwaqt. X'imkien, probabbilment, mill-adoloxxenza.
Installazzjoni
It-tħaffir, il-ħjut, il-viti, il-ġewż, l-issaldjar u r-riħa tar-rosin - fejn inkunu mingħajru? It-tifel irċieva l-ħila bażika "Ħidma bil-ħadid tal-issaldjar" - irnexxielu issaldjar diversi konnessjonijiet (għenni ftit, mhux se naħbiha). Tinsiex dwar l-ispjegazzjoni tas-sigurtà.
Xogħol fuq il-kompjuter
Jien ktibt il-programm għar-robot, imma xorta rnexxieli nikseb xi riżultati favorevoli.
L-ewwel: Ingliż. Kienu għadhom kif bdewha fl-iskola, għalhekk konna nissieltu biex insemmu x'kienu pishalka, migalka, yarkost u traslitterazzjonijiet oħra. Mill-inqas dan fhimna. Deliberatament ma użajtx kliem nattiv bl-Ingliż, peress li għadna ma lħaqniex dan il-livell.
It-tieni: xogħol effiċjenti. Aħna mgħallma kombinazzjonijiet ta 'hotkey u kif malajr iwettqu operazzjonijiet standard. Perjodikament, meta konna qed niktbu l-programm, jien u ibni bdilna l-postijiet, u jien għedt x’hemm bżonn isir (sostituzzjoni, tfittxija, eċċ.). Kelli nirrepeti għal darb'oħra: "ikklikkja darbtejn agħżel", "żomm Shift", "żomm Ctrl" u l-bqija. Il-proċess ta 'tagħlim hawnhekk mhuwiex mgħaġġel, iżda naħseb li l-ħiliet se jiġu depożitati gradwalment "fis-subkortiċi."
Test moħbiTista 'tgħid li dan ta' hawn fuq huwa kważi ovvju. Iżda, onestament, dan it-tnaqqis kelli l-opportunità li ngħallem ix-xjenza tal-kompjuter fid-9 grad fi skola waħda. Dak huwa orribbli. L-istudenti ma jafux affarijiet bażiċi bħal Ctrl + Z, Ctrl + C u Ctrl + V, jagħżlu test waqt li jżommu Shift jew ikklikkja darbtejn fuq kelma, eċċ. Dan minkejja li kienu fit-tielet sena li jistudjaw ix-xjenza tal-kompjuter... Iġbed il-konklużjoni tiegħek.
It-tielet: touch ittajpjar. Afdajt il-kummenti fil-kodiċi lit-tifel biex ittajpja (ħallih jipprattika). Immedjatament poġġejna idejna b'mod korrett sabiex is-swaba 'tagħna gradwalment ftakru l-post taċ-ċwievet.
Kif tistgħu taraw, għadna għadna bdejna. Aħna se nkomplu nsaħħu l-ħiliet u l-għarfien tagħna; se jkunu utli fil-ħajja.
Mill-mod, dwar il-futur...
Aktar żvilupp
Ir-robot isir, isuq, iteptep u jħoss. Issa xiex? Ispirati minn dak li ksibna, qed nippjanaw li nirfinawh aktar. Hemm idea li tagħmel kontroll mill-bogħod - bħal rover lunar. Ikun interessanti, bilqiegħda fuq kontroll remot, biex jikkontrollaw il-moviment ta 'robot li qed isuq f'post kompletament differenti. Imma dik se tkun storja differenti...
U fl-aħħar, fil-fatt, l-eroj ta 'dan l-artikolu (video billi tikklikkja):
Grazzi tal-attenzjoni tiegħek!
→
Sors: www.habr.com