Fjärrstyrda bilar är kul, visst, men självkörande robotbilar är ännu roligare. I den här handledningen bygger vi en fyrhjulig robot som kan köra runt och undvika hinder. Jag köpte detta kompletta 4WD-kit från AliExpress, men du kan enkelt köpa de flesta av dessa komponenter från en elektronikaffär och sätta ihop det själv.
Jag rekommenderar att du läser igenom alla instruktioner innan du börjar, eftersom det kommer att klargöra vissa saker som kan vara förvirrande vid första gången. Detta kan också se ut som ett mycket långt, avancerat projekt på grund av instruktionernas längd, men det är faktiskt ganska enkelt. Du behöver inte skrämmas – det här är ett projekt på nybörjarnivå som du kan få tillfredsställande resultat med och sedan bygga vidare på när du lär dig mer. Gillar du inte den här robotstilen? Här är några fler Arduino-robotar du enkelt kan bygga istället.
Här är vad vi har efter att ha tagit ut allt ur förpackningen:
För att komma igång fäster vi motorerna och H-bryggan (kortet som levererar ström till motorerna) till den nedre delen av chassit. Fäst först de fyra metallfästena (de är rektangulära, borrade metallblock) på varje motor med två långa bultar och två muttrar.
Du måste se till att de är korrekt fastsatta, så kolla in bilden nedan för att se till att sidan av blocket med två borrade hål är vänd nedåt. Observera att ledningarna på varje motor pekar mot mitten av chassit.
Nu kan varje motor fästas på chassit genom att använda två korta bultar i botten av varje metallfäste. Här är en vy av undersidan av chassit så att du kan se var bultarna måste vara:
Nästa steg är att säkra H-bryggan (det är den röda brädan, i mitt kit) till chassit. Du kanske vill vänta tills alla kablar är anslutna till H-bron innan du gör detta, men det är upp till dig (jag tyckte att det var lättare). En snabb notering: mitt kit saknade ett antal fästelement, så jag använde elektrisk tejp för att säkra bron. Däremot kan du se var bultarna och muttrarna skulle ha tagit vägen:
Nu när H-bryggan har monterats kan du börja koppla upp strömförsörjningen. Eftersom batterihållaren med sex AA-batterier kommer med en likströmsadapter, måste du antingen klippa av änden (vilket jag gjorde) eller dra bygelkablar till själva batterierna.
Oavsett hur du bestämmer dig för att göra det, kommer du att dra den positiva ledningen till porten märkt “VMS” och den negativa ledningen till den märkt “GND” på bryggan. Skruva ner fästena och se till att de sitter fast. Sedan ansluter du motorkablarna. På båda sidor finns en uppsättning med två portar; en är märkt “MOTORA” och den andra “MOTORB.” Både röda kablar på varje sida kommer att gå in i den gröna porten i mitten, och båda svarta ledningarna går in i den yttersta. Den här bilden borde göra det tydligare:
Jag upptäckte att jag var tvungen att ta bort en del av höljet från motorkablarna för att få detta att fungera. Nu när du har anslutit alla motorer och strömförsörjningen, skjut in hjulen på motorns drivaxlar och fäst de fyra kopparaxlarna på de platser som visas på bilden nedan (varje kopparaxel behöver en liten bult). Den här roboten börjar ta form!
Lägg nu den delen av chassit åt sidan och ta tag i den andra som ska sitta ovanpå. Nästa steg är att fästa Arduino-återigen, jag var tvungen att använda elektrisk tejp, men du borde kunna säkra din bättre med några bultar och muttrar.
Nästa steg kräver mikroservot, det svarta tvärstycket, servohållaren (som består av tre svarta plastbitar) och några små skruvar. Använd en av de större vassa skruvarna i satsen för att fästa det svarta tvärstycket på mikroservot:
Vänd sedan servon upp och ner i hållarens svarta plastring. Se till att ledningarna som kommer ut ur servo är vända i samma riktning som hållarens längre del (igen, se bilden nedan), och använd fyra små skruvar för att fästa tvärstången (det finns fyra hål i hållaren som passa in med hålen på tvärbalken).
Så här ser det ut efter att det har fästs:
Ta slutligen de andra två delarna av servohållaren och snäpp fast dem på servo (det finns spår i sidostyckena som matchar plastfliken på servo).
Nu när servohållaren är klar kan den monteras på chassit.
Här går bultarna:
Det är dags att ge vår robot lite ögon. Fäst ultraljudssensorn på servohållaren med två dragkedjor.
Om du arbetar från samma kit som jag har du fått en Arduino-sensorsköld. Vi kommer inte att använda den i den här byggnaden, men du kan lägga den ovanpå UNO nu om du vill (som jag har i bilden nedan). Rikta bara in stiften på undersidan av skölden med I/O-portarna på Arduino och tryck ner för att ansluta dem. Du behöver det inte för tillfället, men sköldar kan komma väl till pass.
Oavsett om du ansluter en sensorsköld eller inte, behöver du nu fyra ledningar för att ansluta ultraljudssensorn till Arduino. Det finns fyra stift på sensorn, VCC, GND, TRIG och ECHO. Anslut VCC till 5V-stiftet på Arduino, GND till GND, och TRIG och ECHO till I/O-stift 12 och 13.
Ta nu tag i den nedre delen av chassit och anslut sex bygelkablar till I/O-stiften på H-bryggan (de är märkta ENA, IN1, IN2, IN3, IN4 och ENB). Notera vilka färgkablar som är anslutna till vilka portar, som du kommer att behöva veta senare.
Nu är det dags att börja sätta ihop det här. Ta tag i den övre delen av chassit och placera den ovanpå kopparaxlarna som är anslutna till den nedre delen, och dra ledningarna som är fästa vid H-bryggan genom hålet i mitten av chassit. Anslut de sex ledningarna till I/O-portarna enligt följande:
ENA till I/O-port 11 ENB till I/O-port 10 A1 till I/O-port 5 A2 till I/O-port 6 B1 till I/O-port 4 B2 till I/O-port 3
Använd nu fyra korta skruvar för att fästa den övre delen av chassit till kopparaxlarna. Sätt batterihållaren med sex AA-batterier ovanpå chassit (skruva ner den om du kan), fäst 9V-cellhållaren på Arduino, så är den här boten redo att rocka!
Nåväl, nästan redo att rocka. Den har inte tillräckligt med personlighet än.
Där går vi. Nu för att ge det en hjärna. Låt oss programmera lite.
Det första vi ska göra är att testa för att säkerställa att bryggan och motorerna är korrekt anslutna. Här är en snabb skiss som talar om för boten att köra framåt i en halv sekund, köra bakåt i en halv sekund och sedan svänga vänster och höger:
Det är mycket kod för ett enkelt test, men att definiera alla dessa funktioner gör det lättare att justera senare. (Stort tack till Billwaa för hans blogginlägg om att använda H-bryggan för att definiera dessa funktioner.) Om något gick fel, kontrollera alla dina anslutningar och att ledningarna är anslutna till rätt stift. Om allt fungerade är det dags att gå vidare till sensortestet. För att använda ultraljudssensorn vill du ladda ner NewPing-biblioteket och sedan använda Skiss > Inkludera bibliotek > Lägg till .ZIP-bibliotek… för att ladda biblioteket.
Se till att du ser inkluderingssatsen överst i din skiss; om du inte gör det, slå Skiss > Inkludera bibliotek > NewPing. När du har gjort det, ladda upp följande skiss:
Ladda upp skissen och öppna den seriella monitorn med Verktyg > Serial Monitor. Du bör se en siffersekvens som uppdateras snabbt. Håll handen framför sensorn och se om den siffran ändras. Flytta handen in och ut så ska du få ett mått på hur långt bort din hand är från sensorn.
Om allt fungerade som det ska är det dags att sätta ihop allt och låta det här rulla på! Här är koden för roboten nu. Som du säkert kan se är detta i princip de två testskisserna som är sammansatta med en tillagd if-sats för att kontrollera robotens beteende. Vi har gett den ett väldigt enkelt beteende för att undvika hinder: om den upptäcker något mindre än fyra tum bort kommer den att backa, svänga vänster och börja röra sig igen. Här är en video av boten i aktion.
Ge din robot lite liv
När du har fått det här beteendet att fungera korrekt kan du lägga till mer komplext beteende; få roboten att växla mellan att svänga åt vänster och höger, eller välj slumpmässigt; ljuda en summer om den kommer nära något; bara vänd, istället för att backa; du är egentligen bara begränsad av din fantasi. Du kan använda nästan vad som helst i ditt Arduino startpaket för att lägga till mer funktionalitet. Du kommer också att märka att vi inte har kodat något för servo än: du kan faktiskt få din robots “ögon” att röra sig fram och tillbaka. kanske använda dem för att söka en väg istället för att bara backa när den hittar ett hinder rakt framför.
Låt oss veta om du bestämmer dig för att bygga den här roboten eller en annan, och berätta hur du bestämmer dig för att anpassa dess beteende eller utseende. Om du har några frågor om denna robot, skriv dem i kommentarerna nedan, så ska jag se om jag kan hjälpa!
Om författaren
Dann Albright (499 artiklar publicerade)
Dann är en innehållsstrategi- och marknadskonsult som hjälper företag att generera efterfrågan och leads. Han bloggar också om strategi och innehållsmarknadsföring på dannalbright.com.
Mer från Dann Albright
Prenumerera på vårt nyhetsbrev
Gå med i vårt nyhetsbrev för tekniska tips, recensioner, free e-böcker och exklusiva erbjudanden!
Klicka här för att prenumerera
