19. Радіо-керований робот

Початковий задум

Набавившись вдосталь з роботом-черепашкою, вирішили ми створити для нього компаньйона. Задум поступово оформився в наступні ідеї:

• Керування через WiFi навіть при прямому з'єднанні, все ж має деякі затримки на передачу команд. А що, якщо використати для керування звичайні 2.4 GHz радіо-пульти, що використовуються для радіокерованих моделей?
• Наскільки шасі, виготовлене із підручних матеріалів, буде уступати фірмовому заводському?
• Маємо кілька LCD дисплеїв - добре би перевірити наскільки їх зручно використовувати в робототехнічних проектах
• Ніякого більше живлення від NiMH акумуляторів - тільки Li-Ion!

18. Світлодіоди та фари

Мабуть, не менше половини крутості високотехнологічній електроніці дають натикані всюди світлодіоди. Холодними своїми променями вони нарочито підкреслюють зверхність над простими смертними із тіла і крові, які нездатні випромінювати нічого корисного.

Не винятком є і наш робот. В цьому пості розповімо як ми обвішували його фарами та підсвітками і що з цього вийшло.

15. Ультразвуковий сенсор відстані

Принцип дії

Прийшов час нарешті навчити робота орієнтуватися на місцевості і відправити його у "вільне плавання" по кімнаті. Ще раніше ми поставили на робота кронштейн із ультразвуковим сенсором відстані HC-SR04, але до цього моменту він виконував виключно декоративну функцію.

Як саме працює такий сенсор відстані тут описувати не будемо - раджу почитати спеціалізовані статті Ultra-Sonic "Ping" Sensor (англ.) або Ультразвуковой датчик измерения расстояния HC-SR04 (рос.).

Суть проста - в якийсь момент часу сенсор випромінює ультразвуковий імпульс. Той імпульс біжить вперед, відбивається від перешкоди (якщо вона є) і повертається назад в приймач сенсора. Знаючи швидкість звуку в повітрі (~300 м/с) легко порахувати яку відстань пробіг імпульс від сенсора до перешкоди.

14. Як нагодувати робота

Постановка задачі

Для живлення робота необхідно використати надійну батарею, яку би було легко заряджати та обслуговувати.

Ємність - не менше 2000 mAh, а бажано більше.
Робоча напруга - 7-8V (ідеальна для Arduino, досить непогана для наших двигунів).  Батарея не повинна сильно втрачати напругу в процесі розряджання. При зниженні напруги суттєво нижче 7V, Arduino може працювати нестабільно.
Робочий струм - поки не знаємо. Робот не до кінця готовий - важко  сказати який струм він буде споживати. З того, що видно зараз - варто розраховувати на навантаження між 1 і 2 А.

Здавалось би - параметри є, береш Гугл - і вперед. Що може бути простіше, ніж батарейку купити?

13. Драйвер двигунів

Вибір

Вибираючи плату з драйвером двигунів, ми зробили ще одну помилку. Здавалося би - що тут думати. Береш перший-ліпший оптимальний по ціні модуль - і двигуни їдуть. Але виявилося, що варто було подумати трохи грунтовніше.

Ми спокусилися на найдешевшу версію, виконану у вигляді шилда: Motor Drive Shield L293D For Arduino Duemilanove Mega UNO

12. Перехід на Arduino MEGA 2560

Вибір

Arduino MEGA 2560 до певної міри ідентична з Arduino UNO. Як мінімум перші 7 сантиметрів :-)

Спроектована вона так, щоб на тих перших семи сантиметрах контакти були ті ж, і розміщені таким самим чином. Тому всі шилди, спроектовані для Arduino UNO, ідеально підходять і для Arduino MEGA.

11. Переосмислення проекту: від прототипу до зрілості

Отже, станом на сьогодні, ми маємо досить цікавого робота. Він вміє рухатися вперед і повертати вправо та вліво, вміє виконувати якісь нескладні сценарії а також може керуватися віддалено через Wi-Fi. Для краси ми до нього приліпили ще кронштейн із ультразвуковим сенсором відстані HC-SR04. Що робити з тим сенсором - ще не розібралися. Але після його встановлення наш робот перетворився із злісного червоноокого термінатора Т400 на досить няшне створіння в стилі Wall-E.

5. Вибір шасі для робота

Підготовчі кроки можуть забрати багато часу. Ми з сином пройшли їх десь за два місяці. І от, нарешті все готово - стартовий набір куплено, курси початківців пройдено і є більш-менш розуміння що хочемо робити далі.

А хочемо ми створити робота, який зможе легко пересуватися по кімнатах, долаючи пороги висотою до 5 см. При цьому він має бути достатньо стійким, щоб носити на собі сенсори, відеокамеру, можливо мобільний телефон або TFT екран. В уяві зразу ж малюється платформа на гусеницях, висотою не менше 10 см, а шириною і довжиною десь 20x20 см і більше.

Пошук тривав досить довго. Виробники пропонують багато хороших варіантів платформ, і вибрати було важко. Гарний вибір шасі пропонує і DiyLab, але щось до таких моделей душа не лежала.

Аж поки ми випадково не наштовхнулися на це відео:

Сумніви відпали - ми таке хочемо. Тут дійсно не було ні краплі тверезого розрахунку. Лише емоції :-)

2. Стартовий набір

Для зручності початківців продавці створюють готові стартові набори, купивши який можна бути спокійним, що маєш все необхідне. Часто в комплекті дають ще й книжечку з описами експериментів, які плавно ведуть від простих схем до складніших.

Перш ніж бігти купувати котрийсь із стартових наборів, дуже раджу зупинитися і подумати - а що ж саме ви збираєтеся робити. Не варто нагрібати великі купи електронного мотлоху, який, може, і вмикатися ніколи не буде.

Перш за все - подивіться кілька відеокурсів для початківців. Це дасть відчуття як виглядає вживу експериментування з Arduino і електронними схемами.

Робототехнікам [до]шкільного віку, або тим, хто має дуже небагато досвіду, раджу почати з курсу "Відеоуроки з Arduino для дошкільнят" (рос.)


Наступним рівнем можна вважати уроки Джеремі Блюма:  рос. або англ.

Подивилися? Не передумали? Тоді можна приступати до покупки стартового набору.