ווי צו מאַכן אַ פּשוט ראָבאָט

ווי אזוי צו מאַכן אַ פּשוטן ראָבאָט

בויען א פשוטן ראָבאָט איז א שפּאַסיקער וועג צו לערנען וועגן עלעקטראָניק, גרונטלעכע מעכאַניק און פּראָגראַמירן. פילע מענטשן טראַכטן אַז ראָבאָטן מוזן זיין טייַער און קאָמפּליצירט, אָבער איר קענט טאַקע אָנהייבן מיט אַ קליין פּראָיעקט וואָס איז גרינג צו צוזאַמענשטעלן אין שטוב. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר בויען אַ פּשוטן ראָבאָט וואָס פֿאַרמיידט שטערונגען מיט אַלטראַסאַניק סענסאָרן. דער ראָבאָט קען גיין פאָרויס און זיך אויטאָמאַטיש דרייען ווען ער דעטעקטירט אַן אָביעקט פֿאַר אים. דער פּראָיעקט איז פּאַסיק פֿאַר אָנהייבער, סטודענטן אָדער ווער עס יז וואָס וויל אָנהייבן לערנען ראָבאָטיק.

1. פֿאַרשטיין דעם באַגריף פֿון פּשוטע ראָבאָטן

בכלל, ראָבאָטן האָבן דריי הויפּט קאָמפּאָנענטן: דער מוח (קאָנטראָללער), די זינען (סענסאָרן), און די מוסקלען (אַקטואַטאָרן). אין דעם פּראָיעקט:

– קאָנטראָללער: אַרדוינאָ אונאָ (אָדער קאָמפּאַטיבל)
– סענסאָר: HC-SR04 אַלטראַסאַניק סענסאָר פֿאַר מעסטן דיסטאַנץ
– אַקטואַטאָר: גלייכשטראָם מאָטאָר וואָס טרייבט די רעדער
– מאָטאָר דרייווער: L298N (אָדער L293D) מאָטאָר דרייווער אַזוי אַז דער מאָטאָר קען קאָנטראָלירט ווערן דורך אַרדוינאָ

ווען דער סענסאר לייענט די דיסטאַנץ פֿאַר דעם ראָבאָט און די דיסטאַנץ איז צו נאָענט, וועט דער אַרדוינאָ באַפֿעלן דעם מאָטאָר דרייווער צו טוישן די ריכטונג פֿון באַוועגונג, למשל זיך דרייען רעכטס אָדער לינקס.

2. נויטיקע מכשירים און מאַטעריאַלן

דאָ איז אַ רשימה פון אָפט גענוצטע קאָמפּאָנענטן וואָס זענען גרינג צו געפֿינען אין עלעקטראָניק סטאָרז אָדער מאַרקפּלעצער:

1. אַרדוינאָ אונאָ (1 שטיק)
2. L298N מאָטאָר דרייווער (1 שטיק)
3. HC-SR04 אולטראַסאָניק סענסאָר (1 שטיק)
4. גלייכשטראָם מאָטאָר + גירבאַקס און רעדער (2 שטיק) פֿאַר 2-ראָד ראָבאָט (דיפערענציאַל דרייוו)
5. ראָד (1 שטיק) קליין באַלאַנסירנדיק ראָד אין פראָנט אָדער הינטן
6. באַטעריעס (למשל 2×18650 אדער 7,4V פּאַק) אדער 6xAA, לויט די באדערפענישן פון מאָטאָר
7. ראָבאָט שאַסי (קען געקויפט ווערן גרייט אָדער געמאַכט פון אַקריליק/פּליוואָאָד)
8. דזשאַמפּער קייבאַלז (זכר-ווייַבלעך און זכר-זכר)
9. אן/אויס קנעפל (אפציאנאל, אבער זייער נוצלעך)
10. קליין ברויטברעט (אפציאנאל)
11. באָלץ, ניסלעך, שרויפנציהער און הייסע קליי ווי נויטיק

אויב איר ווילט עפּעס נאָך פּשוטער (אָן אַלטראַסאַניק סענסאָרן), קענט איר בויען אַ "ליניע פאָלגער" ראָבאָט מיט ליניע סענסאָרן, אָבער שטערונג-פאַרמיידנדיקע ווערסיעס פילן זיך אָפט מער "לעבעדיק" ווייל זיי רעאַגירן צו אָביעקטן פֿאַר זיי.

3. דיזיינינג די ראָבאָט שאַסי

די שאַסי איז דער ראַם אויף וועלכן אַלע קאָמפּאָנענטן זענען מאָנטירט. איר קענט נוצן אַ פאַרטיקן שאַסי קיט אָדער בויען אייער אייגענעם פון לייכטע מאַטעריאַלן ווי אַקריליק, פּי-ווי-סי, אָדער דין האָלץ. דער פּרינציפּ איז:

– מאָנטירן צוויי גלייכשטראָם מאָטאָרן אויף די לינקע און רעכטע זייטן.
– אינסטאַלירן די רעדער אויף דעם מאָטאָציקל.
– לייג צו א ראָד ווי אַ באַלאַנסער צו מאַכן דעם ראָבאָט סטאַביל.
– שטעלט די באַטעריע אין אַ פּאָזיציע וואָס מאַכט נישט דעם ראָבאָט בייגן זיך.
– די אַרדוינאָ און מאָטאָר דרייווערס זאָלן געשטעלט ווערן אויבן כּדי צו באַקומען גרינגן צוטריט.

זייט זיכער אז דער קאַבל הענגט נישט אַראָפּ כדי עס זאָל נישט פֿאַרהאַקט ווערן אין די רעדער.

4. גרונטלעכע וויירינג דיאַגראַמע

דאָ איז אַן אַלגעמיינער קאָנצעפּט פֿון פֿאַרבינדונג (פּינס זענען קאַסטאַמייזאַבאַל):

א) מאָטאָר צו דרייווער L298N
– לינקער מאָטאָר צו אַרויסגאַנג OUT1 און OUT2
– רעכטער מאָטאָר צו אַרויסגאַנג OUT3 און OUT4

ב) L298N דרייווער צו אַרדוינאָ
– IN1, IN2 פֿאַר לינקן מאָטאָר צו עטלעכע אַרדוינאָ דיגיטאַלע פּינס
– IN3, IN4 פֿאַר רעכטן מאָטאָר צו עטלעכע אַרדוינאָ דיגיטאַלע פּינס
– ENA און ENB (enable) קענען פארבונדן ווערן צו די Arduino PWM פּינס צו קאנטראלירן גיכקייט (אפציאנאל). אויב נישט, האבן עטלעכע L298N מאדולן שוין אן enable דזשאַמפּער צו דערלויבן דעם מאָטאָר צו לויפן מיט פולער גיכקייט.

ג) HC-SR04 סענסאר צו אַרדוינאָ
– VCC צו 5V אַרדוינאָ
– GND צו GND אַרדוינאָ
– TRIG צום אַרדוינאָ דיגיטאַלן פּין
– עקאָ צו אַרדוינאָ דיגיטאַל פּין

ד) מאַכט
דער מאָטאָר דאַרף מער קראַנט ווי דער אַרדוינאָ קען צושטעלן. דעריבער:
– די הויפּט באַטעריע גייט צום מאָטאָר דרייווער (+12V און GND טערמינאַלן אויף די L298N).
– אַרדוינאָ קען אויך ווערן געטריבן פֿון אַ באַטעריע (דורך VIN) אָדער אַ באַזונדערער פּאַוער באַנק/USB.
– גראונד: די באַטעריע/דרייווער GND און די אַרדוינאָ GND מוזן זיין פארבונדן כּדי דער קאָנטראָל סיגנאַל זאָל זיין סטאַביל.

דער מערסטער פארשפרייטער טעות צווישן אנפאנגער איז פארגעסן צו צוזאמענשטעלן די GND, אזוי באוועגט זיך דער ראָבאָט נישט כסדר.

5. די ארבעטס לאגיק פון דעם שטערונג-פארמיידנדיקן ראָבאָט

דער ראָבאָט וועט אַרבעטן מיט אַ פּשוטן פלוס:

1. לייענט די דיסטאַנץ פֿון דעם אַלטראַסאַניק סענסאָר.
2. אויב די דיסטאַנץ איז גרעסער ווי די שוועל (למשל 20 ס״מ), באַוועגט זיך דער ראָבאָט פאָרויס.
3. אויב די דיסטאַנץ איז ≤ 20 ס״מ, שטעלט זיך דער ראָבאָט אָפּ אויף אַ קורצע צייט.
4. דער ראָבאָט באַוועגט זיך אַ ביסל צוריק און דאַן דרייט זיך (למשל רעכטס) פֿאַר אַ פּאָר הונדערט מיליסעקונדעס.
5. לייענט די דיסטאַנץ ווידער און איבערחזרט.

מיט דעם מוסטער וועט דער ראָבאָט אויסזען ווי ער "פאַרמייַדט" שטערונגען, אפילו אויב ער קלייבט נישט אויס דעם מערסטן אָפּטימאַלן וועג.

6. פּשוטער אַרדוינאָ קאָד בייַשפּיל

אונטן איז א פשוטער קאוד ביישפיל. איר קענט צופאסן די שטיפטלעך לויט אייער קרייז:

"קפּפּ
דעפינירן TRIG 8
דעפינירן ECHO 9

// לינקער מאָטאָר
דעפינירן IN1 2
דעפינירן IN2 3

// רעכטער מאָטאָר
דעפינירן IN3 4
דעפינירן IN4 5

לאַנגע געדויער;
אינטערנעץ דיסטאַנץ;

אינט לייענען דיסטאַנסע() {
דידזשיטאַלרייט(TRIG, נידעריק);
פאַרהאַלטן מיקראָסעקאָנדס (קסנומקס);
דידזשיטאַלרייט(טריג, הויך);
פאַרהאַלטן מיקראָסעקאָנדס (קסנומקס);
דידזשיטאַלרייט(TRIG, נידעריק);

געדויער = pulseIn(ECHO, HIGH);
אינט ס״מ = געדויער 0.034 / 2;
צוריקקער ס״מ;
}

פּאָיד פאָרווערטס() {
דידזשיטאַלרייט (IN1, הויך);
דידזשיטאַלרייט (IN2, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN3, הויך);
דידזשיטאַלרייט (IN4, נידעריק);
}

פּאָיד ריווערס() {
דידזשיטאַלרייט (IN1, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN2, הויך);
דידזשיטאַלרייט (IN3, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN4, הויך);
}

פּאָיד דריי רעכטס() {
דידזשיטאַלרייט (IN1, הויך);
דידזשיטאַלרייט (IN2, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN3, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN4, הויך);
}

פּאָיד סטאָפּ() {
דידזשיטאַלרייט (IN1, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN2, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN3, נידעריק);
דידזשיטאַלרייט (IN4, נידעריק);
}

פּאָסל סעטאַפּ () {
פּיןמאָד (טריג, אַוטפּוט);
פּיןמאָדע (עקאָו, אַרייַנגאַנג);

פּינמאָדע (ינ1, רעזולטאַט);
פּינמאָדע (ינ2, רעזולטאַט);
פּינמאָדע (ינ3, רעזולטאַט);
פּינמאָדע (ינ4, רעזולטאַט);

Serial.begin (9600);
}

פּאָסל שלייף () {
דיסטאַנץ = לייענען דיסטאַנץ();
סעריאַל.פּרינטלן(דיסטאַנץ);

אויב (דיסטאַנץ > 20) {
גיי ווייטער();
} אַנדערש {
שטאָפּ();
פאַרהאַלטן (200);
פאַרקערט();
פאַרהאַלטן (300);
שטאָפּ();
פאַרהאַלטן (200);
דריי רעכטס();
פאַרהאַלטן (400);
שטאָפּ();
}

פאַרהאַלטן (50);
}
““

די קאָד איז די מערסט באַזישע ווערסיע. אויב דער ראָבאָט קראַשט צו אָפט, קענט איר פאַרגרעסערן די שוועל צו 25-30 סענטימעטער אָדער פאַרגרעסערן די דריי צייט.

7. טעסטינג און טונינג

אַמאָל דער ראָבאָט איז צוזאַמענגעשטעלט, דורכפירט שריט-ביי-שריט טעסטינג:

1. פּרובירט ערשט דעם מאָטאָר: לאָזט לויפן די פאָרווערטס/צוריקגייענדיקע פֿונקציע צו זיכער מאַכן אַז די רעדער דרייען זיך אין דער ריכטיקער ריכטונג.
2. טעסט דעם אולטראַסאָניק סענסאָר: זעט די דיסטאַנץ רעזולטאַטן אין דעם אַרדוינאָ IDE סעריאַל מאָניטאָר.
3. קאָמבינירן די סיסטעם: לויפן די גאנצע פּראָגראַם און באַאָבאַכטן די ראָבאָט'ס רעאַקציע.

אויב דער ראָבאָט דרייט זיך אָדער באַוועגט זיך צוריק ווען ער זאָל זיך באַוועגן פאָרויס, דאַרפט איר אפשר אויסטוישן די מאָטאָר קייבלס אָדער איבערקערן די IN1-IN2 (און IN3-IN4) לאָגיק.

8. געוויינטלעכע פראבלעמען און לייזונגען

עטלעכע שטערונגען וואָס אָפט קומען אויף:

– ראָבאָט רירט זיך בכלל נישט: קאָנטראָלירט די באַטאַרייע, קאָנטראָלירט די מאָטאָר דרייווער, מאַכט זיכער אַז דער ענייבאַל דזשאַמפּער איז אַקטיוו.
– אַרדוינאָ ריסעט זיך בשעת דער מאָטאָר אַרבעט: נישט גענוג מאַכט צושטעל אָדער מאָטאָר ראַש. פּרוּווט ניצן אַ באַזונדערע באַטאַרייע פֿאַר דעם אַרדוינאָ, צולייגן אַ קאַפּאַסיטאָר, און פאַרריכטן די ערד.
– די דיסטאַנץ סענסאָר לייענונג איז נישט סטאַביל: מאַכט זיכער אַז דער סענסאָר איז גלייך, האַלט עס אַוועק פון איבערגעטריבענע וויבראַציע, און מאַכט זיכער אַז דער קאַבל איז נישט לויז.
– ראָבאָט איז "געשטעקט" אין אַ ווינקל: לייג צו לאָגיק פון צופֿעליקע דריי אָדער נוץ סערוואָס צו רירן די סענסאָרן אַזוי זיי קענען "קוקן" לינקס און רעכטס.

9. אנטוויקלונג געדאנקען נאך דערפאלג

אַמאָל דער גרונטיקער ראָבאָט איז שוין גרייט און אַרבעט, קענט איר אים אַפּגרעידן צו עפּעס מער אינטערעסאַנט:

– צולייגן סערוואָס צו באַוועגן די אַלטראַסאַניק סענסאָרן אַזוי אַז דער ראָבאָט זאָל אויסקלײַבן דעם בעסטן וועג.
– צוגעלייגט בלועטוט קאנטראל (HC-05) אזוי אז עס קען קאנטראלירט ווערן פון א מאביל טעלעפאן.
– ניצן ליניע סענסארן צו מאַכן אַ ליניע נאכפאלגער ראָבאָט.
– אַדזשאַסטירן די PWM גיכקייט פֿאַר אַ גלאַטערע באַוועגונג.
– לייג צו א בוזער אדער על-אי-די אלס אן אינדיקאטאר ווען מען דעטעקטירט א שטערונג.

קעסימפּולאַן

בויען א פשוטן ראָבאָט דאַרף נישט זיין שווער. מיט אַן אַרדוינאָ, אַ גלייכשטראָם מאָטאָר, אַ מאָטאָר דרייווער, און אַן אַלטראַסאַניק סענסאָר, קענט איר שאַפֿן אַ ראָבאָט וואָס קען זיך באַוועגן און אויסמיידן שטערונגען אויטאָמאַטיש. די שליסלען צו הצלחה זענען אָרדנטלעכע וויירינג, גענוג רעסורסן, און גרינטלעכע טעסטינג. אַמאָל איר האָט דעם פּראָיעקט געטאָן, וועט איר זיין בעסער צוגעגרייט צו נעמען זיך אָן מיט מער קאָמפּליצירטע ראָבאָטיק פּראָיעקטן, ווי אַ קאַמעראַ-באַזירטן קלוגן ראָבאָט אָדער איינער וואָס קען נאָכפֿאָלגן אָביעקטן.

אויב איר ווילט, קען איך אייך העלפן שאַפֿן אַ מער דעטאַלירטע דראָט דיאַגראַמע לויט די פּינס וואָס איר קלייַבט אויס, אָדער אַדזשאַסטירן דעם קאָד אַזוי אַז דער ראָבאָט קען זיך דרייען לינקס/רעכטס צופֿעליק און זיין מער "אינטעליגענט".