Arduino හි පළමු රොබෝවරයා නිර්මාණය කිරීමේ පළපුරුද්ද (රොබෝ-"දඩයම්කරු")

ආයුබෝවන්

මෙම ලිපියෙන් මට Arduino භාවිතයෙන් මගේ පළමු රොබෝ එකලස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය විස්තර කිරීමට අවශ්‍යයි. යම් ආකාරයක "ස්වයං-ධාවන කරත්තයක්" සෑදීමට කැමති මා වැනි අනෙකුත් ආරම්භකයින්ට ද්රව්යය ප්රයෝජනවත් වනු ඇත. ලිපිය විවිධ සූක්ෂ්මතා මත මගේ එකතු කිරීම් සමඟ වැඩ කිරීමේ අදියර පිළිබඳ විස්තරයකි. අවසාන කේතය වෙත සබැඳියක් (බොහෝ විට වඩාත්ම පරමාදර්ශී නොවේ) ලිපියේ අවසානයේ දී ඇත.

හැකි සෑම විටම මම මගේ පුතා (අවුරුදු 8) සහභාගි කර ගත්තා. එය සමඟ හරියටම වැඩ කළේ කුමක්ද සහ නොකළ දේ - මම ලිපියේ කොටසක් මේ සඳහා කැප කර ඇත්තෙමි, සමහර විට එය යමෙකුට ප්‍රයෝජනවත් වනු ඇත.

රොබෝවරයාගේ සාමාන්ය විස්තරය

පළමුව, රොබෝවරයා ගැන වචන කිහිපයක් (අදහසයි) මට ඇත්තටම මුලදී යමක් සම්මත කිරීමට අවශ්‍ය නොවීය. ඒ අතරම, සංරචක කට්ටලය තරමක් සම්මත විය - චැසි, එන්ජින්, අතිධ්වනික සංවේදකය, රේඛා සංවේදකය, LED, ට්වීටර්. මුලදී, එහි භූමිය ආරක්ෂා කරන මෙම "සුප් කට්ටලයෙන්" රොබෝවක් සොයා ගන්නා ලදී. ඔහු රවුම් රේඛාව තරණය කළ වැරදිකරු දෙසට ධාවනය කර, පසුව නැවත මැදට පැමිණේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම අනුවාදයට සෑම විටම රවුමේ රැඳී සිටීමට අඳින ලද රේඛාවක් සහ අමතර ගණිතයක් අවශ්‍ය විය.

එමනිසා, ටිකක් සිතා බැලීමෙන් පසු, මම අදහස තරමක් වෙනස් කර "දඩයම්කරු" රොබෝවක් සෑදීමට තීරණය කළෙමි. ආරම්භයේදී, එය එහි අක්ෂය වටා හැරී, අසල ඉලක්කයක් (පුද්ගලයා) තෝරා ගනී. "ගොදුර" අනාවරණය වුවහොත්, "දඩයම්කරු" දැල්වෙන විදුලි පහන් සහ සයිරන් දල්වා ඒ දෙසට ධාවනය කිරීමට පටන් ගනී. පුද්ගලයා ඉවතට යන විට / පලා යන විට, රොබෝවරයා නව ඉලක්කයක් තෝරාගෙන එය හඹා යයි, යනාදිය. එවැනි රොබෝවරයෙකුට සීමිත කවයක් අවශ්ය නොවන අතර, එය විවෘත ප්රදේශවල වැඩ කළ හැකිය.

ඔබට පෙනෙන පරිදි, මෙය අල්ලා ගැනීමේ ක්‍රීඩාවක් වැනි ය. අවසානයේදී රොබෝවරයා ප්‍රමාණවත් තරම් වේගවත් නොවූවත්, එය අවට සිටින පුද්ගලයින් සමඟ අවංකව අන්තර් ක්‍රියා කරයි. ළමයින් විශේෂයෙන් එයට කැමතියි (සමහර විට, කෙසේ වෙතත්, ඔවුන් එය පාගා දැමීමට ආසන්න බව පෙනේ, ඔවුන්ගේ හදවත ස්පන්දනය කරයි ...). මම හිතන්නේ මේක තාක්ෂණික නිර්මාණ ජනප්‍රිය කරන්න හොඳ විසඳුමක්.

රොබෝ ව්යුහය

ඉතින්, අපි අදහස තීරණය කළා, අපි ඉදිරියට යමු පිරිසැලසුම. මූලද්‍රව්‍ය ලැයිස්තුව සෑදී ඇත්තේ රොබෝවරයාට කළ හැකි දේ අනුව ය. මෙහි සෑම දෙයක්ම ඉතා පැහැදිලිය, එබැවින් අපි වහාම අංකනය දෙස බලමු:

රොබෝවරයාගේ "මොළය" යනු arduino uno පුවරුවකි (1); චීනයෙන් ඇණවුම් කළ කට්ටලයක විය. අපගේ අරමුණු සඳහා, එය සෑහෙන තරම් ප්රමාණවත්ය (අපි භාවිතා කරන අල්ෙපෙනති සංඛ්යාව මත අවධානය යොමු කරමු). එකම කට්ටලයෙන් අපි සූදානම් කළ චැසියක් (2) ගත්තා, එහි ධාවක රෝද දෙකක් (3) සහ එක් පසුපස (නිදහසේ කැරකෙන) (4) සවි කර ඇත. කට්ටලයට සූදානම් කළ බැටරි මැදිරියක් ද ඇතුළත් විය (5). රොබෝවරයා ඉදිරිපිට අතිධ්වනික සංවේදකයක් (HC-SR04) (6) ඇත, පිටුපස මෝටර් ධාවකයක් (L298N) (7), මධ්යයේ LED ෆ්ලෑෂර් (8) ඇත, සහ ටිකක් පැත්තේ ට්වීටර් එකක් ඇත (9).

පිරිසැලසුම් අදියරේදී අපි බලන්නේ:

- එවිට සෑම දෙයක්ම ගැලපේ
- සමබර වීමට
- තාර්කිකව තැබිය යුතුය

අපගේ චීන සගයන් දැනටමත් අප වෙනුවෙන් මෙය අර්ධ වශයෙන් කර ඇත. එබැවින්, බර බැටරි මැදිරිය මධ්යයේ තබා ඇති අතර, ධාවක රෝද ආසන්න වශයෙන් එය යටතේ පිහිටා ඇත. අනෙකුත් සියලුම පුවරු සැහැල්ලු වන අතර පරිධියේ තැබිය හැකිය.

සූක්ෂ්ම:

1. කට්ටලයේ චැසියේ කර්මාන්තශාලා සිදුරු රාශියක් ඇත, නමුත් ඒවායේ තර්කනය කුමක්දැයි මම තවමත් සොයාගෙන නොමැත. එන්ජින් සහ බැටරි පැකේජය ගැටළු නොමැතිව සුරක්ෂිත කර ඇත, පසුව "ගැලපීම" මෙම හෝ එම පුවරුව සුරක්ෂිත කිරීම සඳහා නව සිදුරු විදීම ආරම්භ විය.
2. ගබඩා ප්‍රදේශවලින් පිත්තල රාක්ක සහ අනෙකුත් ගාංචු විශාල උපකාරයක් විය (සමහර විට අපට ඒවා පිටතට ගැනීමට සිදු විය).
3. මම සෑම පුවරුවකින්ම බස්බාර් කලම්ප හරහා පසු කළෙමි (නැවතත්, මම ඒවා ගබඩාවේ තිබී සොයා ගත්තෙමි). ඉතා පහසුයි, සියලුම වයර් හොඳින් වැතිර සිටින අතර එල්ලා නොයන්න.

තනි කුට්ටි

දැන් මම හරහා යන්නම් කුට්ටි සහ මම ඔබට පෞද්ගලිකව එක් එක් ගැන කියන්නම්.

බැටරි මැදිරිය

රොබෝවරයාට හොඳ බලශක්ති ප්රභවයක් තිබිය යුතු බව පැහැදිලිය. විකල්ප වෙනස් විය හැක, මම 4 AA බැටරි සමඟ විකල්පය තෝරා ගත්තෙමි. සමස්තයක් වශයෙන් ඔවුන් දළ වශයෙන් 5 V ක් ලබා දෙන අතර, මෙම වෝල්ටීයතාවය arduino පුවරුවේ 5V පින් එකට කෙලින්ම යෙදිය හැකිය (ස්ථායීකාරකය මග හැරීම).

ඇත්ත වශයෙන්ම, මට යම් ප්‍රවේශම් විය, නමුත් මෙම විසඳුම තරමක් ක්‍රියාත්මක වේ.

සෑම තැනකම බලය අවශ්‍ය බැවින්, පහසුව සඳහා මම රොබෝවරයාගේ මධ්‍යයේ සම්බන්ධක දෙකක් සෑදුවෙමි: එකක් බිම “බෙදා හරියි” (දකුණු පසින්), සහ දෙවැන්න - 5 V (වමේ).

මෝටර් සහ රියදුරු

පළමුව, එන්ජින් සවි කිරීම ගැන. කන්ද කර්මාන්තශාලාවකින් සාදා ඇත, නමුත් විශාල ඉවසීමක් සහිතව සාදා ඇත. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, එන්ජිමට වම් සහ දකුණට මිලිමීටර කිහිපයක් සෙලවිය හැකිය. අපගේ කාර්යය සඳහා මෙය තීරනාත්මක නොවේ, නමුත් සමහර ස්ථානවල එය බලපෑමක් ඇති විය හැකිය (රොබෝවරයා පැත්තට යාමට පටන් ගනී). යම් අවස්ථාවක දී, මම එන්ජින් දැඩි ලෙස සමාන්තරව සකසා මැලියම් වලින් සවි කළෙමි.

මෝටර පාලනය කිරීම සඳහා, මා ඉහත ලියා ඇති පරිදි, L298N ධාවකය භාවිතා වේ. ප්‍රලේඛනයට අනුව, එය සෑම මෝටරයක් ​​සඳහාම අල්ෙපෙනති තුනක් ඇත: එකක් වේගය වෙනස් කිරීම සඳහා සහ භ්‍රමණය වන දිශාව සඳහා අල්ෙපෙනති යුගලයක්. මෙහි එක් වැදගත් කරුණක් ඇත. සැපයුම් වෝල්ටීයතාවය 5 V නම් වේග පාලනය සරලව ක්‍රියා නොකරන බව පෙනේ! එනම්, එය කිසිසේත් හැරී නොයනු ඇත, නැතහොත් එය උපරිමයට හැරේ. සවස් වරුවේ "මරන්න" මට හේතු වූ ලක්ෂණය මෙයයි. අවසානයේදී, මම එක් සංසදයක කොතැනක හෝ සඳහනක් සොයා ගතිමි.

සාමාන්‍යයෙන් කිවහොත්, රොබෝව හරවන විට මට අඩු භ්‍රමණ වේගයක් අවශ්‍ය විය - එවිට එයට අවකාශය පරිලෝකනය කිරීමට කාලය තිබුණි. එහෙත්, මෙම අදහස කිසිවක් නොපැමිණි බැවින්, මට එය වෙනස් ආකාරයකින් කිරීමට සිදු විය: කුඩා හැරීමක් - නැවතුම - හැරීම - නැවතුම, ආදිය. නැවතත්, එතරම් අලංකාර නොවේ, නමුත් වැඩ කළ හැකි ය.

එක් එක් ලුහුබැඳීමෙන් පසු රොබෝවරයා නව හැරීමක් (දක්ෂිණාවර්තව හෝ වාමාවර්තව) සඳහා අහඹු දිශාවක් තෝරා ගන්නා බව ද මම මෙහි එකතු කරමි.

අතිධ්වනික සංවේදකය

අපට සම්මුති විසඳුමක් සෙවීමට සිදු වූ තවත් දෘඩාංග කෑල්ලක්. අතිධ්වනික සංවේදකය සැබෑ බාධක මත අස්ථායී සංඛ්යා නිපදවයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙය අපේක්ෂා කරන ලදී. ඉතා මැනවින්, එය සුමට, ඒකාකාර සහ ලම්බක මතුපිට ඇති තරඟ වලදී කොහේ හරි ක්‍රියා කරයි, නමුත් යමෙකුගේ කකුල් එය ඉදිරිපිට “ෆ්ලෑෂ්” නම්, අමතර සැකසුම් හඳුන්වා දිය යුතුය.

එවැනි සැකසුම් ලෙස මම සකසා ඇත මධ්යන්ය පෙරහන ගණන් තුනක් සඳහා. සැබෑ දරුවන් පිළිබඳ පරීක්ෂණ මත පදනම්ව (පරීක්ෂණ අතරතුර කිසිදු දරුවෙකුට හානියක් සිදු නොවීය!), දත්ත සාමාන්‍යකරණය කිරීමට එය ප්‍රමාණවත් විය. මෙහි භෞතික විද්යාව සරලයි: අපට පරාවර්තනය කරන ලද සංඥා ඇත අවශ්ය වස්තූන් (අවශ්ය දුර ප්රමාණය ලබා දීම) සහ වඩා දුරස්ථ අයගෙන් පිළිබිඹු වේ, උදාහරණයක් ලෙස, බිත්ති. දෙවැන්න 45, 46 ආකෘතිවල මිනුම්වල අහඹු විමෝචන වේ. 230, 46, 46, 45, 45, 310, 46... මධ්‍යස්ථ පෙරහන කපා දමන්නේ මේවාය.

සියලුම සැකසුම් වලින් පසුව, අපි ආසන්නතම වස්තුවට දුර ලබා ගනිමු. එය නිශ්චිත සීමාවකට වඩා අඩු නම්, අපි අනතුරු ඇඟවීම ක්‍රියාත්මක කර “ආක්‍රමණිකයා” දෙසට කෙලින්ම ධාවනය කරමු.

ෆ්ලෑෂර් සහ සයිරන්

සමහර විට ඉහත සියල්ලම සරලම අංග. ඒවා ඉහත ඡායාරූපවල දැකිය හැකිය. මෙහි දෘඩාංග ගැන ලිවීමට කිසිවක් නැත, එබැවින් දැන් අපි ඉදිරියට යමු කේතය.

පාලන වැඩසටහන

කේතය විස්තරාත්මකව විස්තර කිරීමේ කාරණය මට නොපෙනේ, එය අවශ්‍ය කාටද - සබැඳිය ලිපියේ අවසානයේ ඇත, එහි සියල්ල තරමක් කියවිය හැකිය. නමුත් සාමාන්ය ව්යුහය පැහැදිලි කිරීම හොඳයි.

අපි මුලින්ම තේරුම් ගත යුතු දෙය නම් රොබෝවක් යනු තත්‍ය කාලීන උපාංගයක් බවයි. වඩාත් නිවැරදිව, මතක තබා ගැනීමට, පෙර සහ දැන් මම තවමත් ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල වැඩ කරන බැවිනි. ඉතින්, අපි වහාම අභියෝගය ගැන අමතක කරමු ප්‍රමාදය (), ඔවුන් උදාහරණ කටු සටහන් වල භාවිතා කිරීමට ප්‍රිය කරන, සහ නිශ්චිත කාල සීමාවක් සඳහා වැඩසටහන "කැටි" කරයි. ඒ වෙනුවට, පළපුරුදු පුද්ගලයින් උපදෙස් දෙන පරිදි, අපි එක් එක් වාරණ සඳහා ටයිමර් හඳුන්වා දෙන්නෙමු. අවශ්‍ය කාල පරතරය සමත් වී ඇත - ක්‍රියාව සිදු කර ඇත (LED හි දීප්තිය වැඩි කිරීම, එන්ජිම සක්‍රිය කිරීම සහ යනාදිය).

ටයිමර් එකිනෙක සම්බන්ධ කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, ට්වීටර් ෆ්ලෑෂර් සමඟ සමමුහුර්තව ක්‍රියා කරයි. මෙය වැඩසටහන ටිකක් සරල කරයි.

ස්වාභාවිකවම, අපි සෑම දෙයක්ම වෙනම කාර්යයන් (දිලිසෙන ආලෝකය, ශබ්දය, හැරීම, ඉදිරියට ගමන් කිරීම සහ යනාදිය) බිඳ දමමු. ඔබ මෙය නොකරන්නේ නම්, කොතැනින් සහ කොතැනින්ද පැමිණෙන්නේ කුමක්දැයි සොයා ගැනීමට ඔබට නොහැකි වනු ඇත.

අධ්‍යාපනයේ සූක්ෂ්මතා

මම ඉහත විස්තර කර ඇති සෑම දෙයක්ම සවස් වරුවේ මගේ නිදහස් කාලය තුළ කළා. විවේකීව මම සති තුනක් පමණ රොබෝව මත ගත කළෙමි. මේක මෙතනින් ඉවර වෙන්න තිබ්බා ඒත් මම පොරොන්දු උනා ළමයෙකුත් එක්ක වැඩ කරන එක ගැන කියන්න. මෙම වයසේදී කුමක් කළ හැකිද?

උපදෙස් අනුව වැඩ කරන්න

අපි මුලින්ම එක් එක් විස්තරය වෙන වෙනම පරීක්ෂා කළෙමු - LED, ට්වීටර්, මෝටර, සංවේදක, ආදිය. සූදානම් කළ උදාහරණ විශාල ප්‍රමාණයක් ඇත - සමහරක් සංවර්ධන පරිසරයේ හරි, අනෙක් ඒවා අන්තර්ජාලයෙන් සොයාගත හැකිය. මෙය නිසැකවම මා සතුටු කරයි. අපි කේතය ගන්නවා, කොටස සම්බන්ධ කරන්න, එය ක්රියා කරන බවට වග බලා ගන්න, ඉන්පසු අපි එය අපගේ කාර්යයට ගැලපෙන පරිදි වෙනස් කිරීමට පටන් ගනිමු. දරුවා රූප සටහනට අනුව සහ මගේ සමහර අධීක්ෂණය යටතේ සම්බන්ධතා ඇති කරයි. මේක හොඳයි. උපදෙස් අනුව දැඩි ලෙස වැඩ කිරීමට ද ඔබට හැකි විය යුතුය.

වැඩ අනුපිළිවෙල ("විශේෂයෙන් පොදු")

මෙය දුෂ්කර කරුණකි. විශාල ව්‍යාපෘතියක් (“රොබෝවක් සාදන්න”) කුඩා කාර්යයන් (“සංවේදකයක් සම්බන්ධ කරන්න,” “මෝටර් සම්බන්ධ කරන්න”...) සමන්විත වන බව ඔබ ඉගෙන ගත යුතු අතර, ඒවා ඊටත් වඩා කුඩා පියවර වලින් සමන්විත වේ (“සොයා ගන්න වැඩසටහන," "පුවරුවක් සම්බන්ධ කරන්න." ", "ස්ථාවර මෘදුකාංග බාගන්න"...). පහළ මට්ටමේ වැඩි හෝ අඩු තේරුම් ගත හැකි කාර්යයන් ඉටු කිරීමෙන්, අපි මධ්යම මට්ටමේ කාර්යයන් "වසා" කරන අතර, ඔවුන්ගෙන් සමස්ත ප්රතිඵලය සෑදී ඇත. මම පැහැදිලි කළා, නමුත් මම හිතන්නේ අවබෝධය ඉක්මනින් එන්නේ නැහැ. කොහේ හරි, බොහෝ විට, නව යොවුන් වියේදී.

ස්ථාපනය

විදුම්, නූල්, ඉස්කුරුප්පු, ඇට වර්ග, පෑස්සුම් සහ රෝසින් සුවඳ - එය නොමැතිව අප සිටින්නේ කොහේද? දරුවාට “පෑස්සුම් යකඩක් සමඟ වැඩ කිරීම” යන මූලික කුසලතාව ලැබුණි - ඔහු සම්බන්ධතා කිහිපයක් පෑස්සීමට සමත් විය (මම ටිකක් උදව් කළා, මම එය සඟවන්නේ නැහැ). ආරක්ෂිත පැහැදිලි කිරීම ගැන අමතක නොකරන්න.

පරිගණක වැඩ

මම රොබෝවරයා සඳහා වැඩසටහන ලියා ඇත, නමුත් මම තවමත් වාසිදායක ප්රතිඵල ලබා ගැනීමට සමත් විය.

පළමු: ඉංග්රීසි. එය පාසැලේදී ආරම්භ වූවා පමණි, එබැවින් අපි පිශාල්කා, මිගල්කා, යාර්කොස්ට් සහ වෙනත් අක්ෂර පරිවර්තන මොනවාදැයි සොයා ගැනීමට වෙහෙසුනෙමු. අවම වශයෙන් අපි මෙය තේරුම් ගත්තා. අපි තවමත් මෙම මට්ටමට පැමිණ නැති නිසා මම හිතාමතාම ස්වදේශීය ඉංග්‍රීසි වචන භාවිතා නොකළෙමි.

දෙවනුව: කාර්යක්ෂම වැඩ. අපි හොට්කී සංයෝජන සහ සම්මත මෙහෙයුම් ඉක්මනින් සිදු කරන්නේ කෙසේදැයි ඉගැන්වුවෙමු. වරින් වර, අපි වැඩසටහන ලියන විට, මගේ පුතා සහ මම ස්ථාන මාරු කළ අතර, කළ යුතු දේ මම කීවෙමි (ප්‍රතිස්ථාපනය, සෙවීම, ආදිය). මට නැවත නැවතත් පුනරුච්චාරණය කිරීමට සිදු විය: "ද්විත්ව ක්ලික් කරන්න තෝරන්න", "Shift අල්ලාගෙන සිටින්න", "Ctrl අල්ලාගෙන සිටින්න" සහ යනාදිය. මෙහි ඉගෙනීමේ ක්‍රියාවලිය වේගවත් නොවේ, නමුත් කුසලතා ක්‍රමයෙන් “උප බාහිකයේ” තැන්පත් වනු ඇතැයි මම සිතමි.

සැඟවුනු පෙළඉහත සඳහන් දේ බොහෝ දුරට පැහැදිලි බව ඔබට පැවසිය හැකිය. එහෙත්, අවංකවම, මෙම වැටීම මට එක් පාසලක 9 වන ශ්රේණියේ පරිගණක විද්යාව ඉගැන්වීමට අවස්ථාව ලැබුණි. ඒක භයානකයි. Ctrl + Z, Ctrl + C සහ Ctrl + V වැනි මූලික දේවල් සිසුන් දන්නේ නැත, Shift අල්ලාගෙන සිටින විට පෙළ තේරීම හෝ වචනයක් මත දෙවරක් ක්ලික් කිරීම යනාදිය. මෙය ඔවුන් පරිගණක විද්‍යාව හදාරමින් තුන්වන වසරේ ඉගෙනුම ලබමින් සිටියද... ඔබේම නිගමනයක් අඳින්න.

තෙවනුව: ස්පර්ශ ටයිප් කිරීම. මම කේතයේ ඇති අදහස් ටයිප් කිරීමට දරුවාට භාර කළෙමි (ඔහුට පුහුණු වීමට ඉඩ දෙන්න). අපි වහාම අපගේ දෑත් නිවැරදිව තැබුවෙමු, එවිට අපගේ ඇඟිලි ටිකෙන් ටික යතුරු ඇති ස්ථානය සිහිපත් කළෙමු.

ඔබට පෙනෙන පරිදි, අපි තවමත් ආරම්භ කරමින් සිටිමු. අපි අපගේ කුසලතා සහ දැනුම ඔප්නැංවීම දිගටම කරගෙන යන්නෙමු; ඒවා ජීවිතයට ප්රයෝජනවත් වනු ඇත.

ඇත්ත වශයෙන්ම, අනාගතය ගැන ...

තවදුරටත් සංවර්ධනය

රොබෝව සෑදී ඇත, ඩ්රයිව්, බ්ලින්ක් සහ බීප්. දැන් මොකද? අප අත්පත් කරගත් දෙයින් ආනුභාව ලත් අපි එය තවදුරටත් පිරිපහදු කිරීමට සැලසුම් කරමු. දුරස්ථ පාලකයක් හදන්න අදහසක් තියෙනවා - චන්ද්ර රෝවර් එකක් වගේ. සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ස්ථානයක ධාවනය වන රොබෝවරයෙකුගේ චලනය පාලනය කිරීම සඳහා දුරස්ථ පාලකයක වාඩි වී සිටීම සිත්ගන්නාසුළු වනු ඇත. ඒත් ඒක වෙනම කතාවක් වෙයි...

අවසානයේදී, ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම ලිපියේ වීරයන් (ක්ලික් කිරීමෙන් වීඩියෝව):

Спасибо!

→ කේතය වෙත සබැඳිය

මූලාශ්රය: www.habr.com