Zgodzę się z @narbej, że takie poradniki w formie „zrób to sam” są niezastąpionym źródłem wiedzy dla osób początkujących. Trudno też nie przyznać racji Trakerowi, który staje w obronie czasu osób bardziej doświadczonych. Spróbuję taki poradnik popełnić.
Sumo niskobudżetowy
Projekt realizowali uczniowie klas pierwszych LO PB w Białymstoku w ramach zajęć z robotyki. Po kilku godzinach z podstaw programowania (miganie diodami, przyciski, serwo) przyszedł czas na pierwszego robota. Były to roboty sumo o wymiarach 15cm x 15cm. Projekt realizowany był w czasie 3 miesięcy (2 godziny tygodniowo).
Założenia i cele
Ograniczenie wiedzy teoretycznej do minimum.
Oswojenie się z lutownicą.
Zbudowanie i zaprogramowanie robota, którego koszt nie przekroczy 120 zł.
Potrzebne części i materiały
Zasilanie: Aby uprościć do minimum rozległy temat zasilania, zarówno silniki jak i elektronika zasilana była z 4 baterii AAA. Baterie umieszczone zostały w koszyczku z wyłącznikiem. https://abc-rc.pl/product-pol-8524-Koszyk-na-baterie-4xAAA-1-5V-koszyczek-z-pokrywka-i-wylacznikiem.html
Podwozie robota: https://botland.com.pl/pl/podwozia-robotow/7243-chassis-round-2wd-2-kolowe-podwozie-robota-z-napedem.html?search_query=podwozie&results=80
Czujniki: Za jego pomocą szukamy przeciwnika: https://botland.com.pl/pl/ultradzwiekowe-czujniki-odleglosci/1420-ultradzwiekowy-czujnik-odleglosci-hc-sr04-2-200cm.html?search_query=czujnik+odleglosci&results=284
Aby robot wiedział, czy jest jeszcze na ringu użyjemy tych czujników przynajmniej jeden, ale proponuję cztery: https://botland.com.pl/pl/czujniki-odbiciowe/8244-czujnik-odleglosci-odbiciowy-tcrt5000-33v5v-8mm.html?search_query=czujnik+odbiciowy&results=88
Sterownik silników: https://botland.com.pl/pl/sterowniki-silnikow-moduly/10666-sparkfun-tb6612fng-dwukanalowy-sterownik-silnikow-15v12a-ze-zlaczami.html?search_query=sterownik+silnikow&results=624
Arduino: https://abc-rc.pl/product-pol-9588-NANO-V3-0-16MHz-USB-ATmega328P-CH340-Klon-piny-do-zalutowania-kompatybilny-z-Arduino.html – może i klon ale cena super.
Inne: płytka uniwersalna - https://botland.com.pl/pl/plytki-uniwersalne/2745-plytka-uniwersalna-dwustronna-50x70mm.html?search_query=plytka+uniwersalna&results=45
goldpiny żeńskie - https://botland.com.pl/pl/gniazda-szpilkowe-goldpin/1103-listwa-zenska-goldpin-1x40-raster-254mm.html?search_query=goldpin&results=928 – potrzebujemy dwie sztuki
Etap pierwszy – podwozie
Myślę, że ze złożeniem tej konstrukcji nikt nie będzie miał problemów. W zestawie znajdują się wszystkie potrzebne śrubki i dystanse. Przed przykręceniem silników proponuję przylutować do nich przewody o długości około 15 cm. Można, to zrobić później, ale utrudnione jest dojście lutownicą. W naszych robotach zrezygnowaliśmy z jednego koła obrotowego, zastępując je wydrukowanym pługiem. Jeśli nie macie dostępu do drukarki to taki pług można zrobić wykorzystując na przykład zawias i płaskownik aluminiowy.
Etap drugi – sterownik silnika i Arduino
Zaczynamy od przylutowania goldpinów męskich do Arduino i sterownika silników.
Tniemy goldiny żeńskie tak aby uzyskać dwie listwy po 15 i dwie po 8 sztuk. Wpinamy z Arduino i sterownik silników, a następnie lutujemy do płytki uniwersalnej. W tym miejscu warto zastanowić się nad rozmieszczeniem tych dwóch elementów na płytce. Pod uwagę trzeba wziąć piny Arduino wykorzystane przez sterownik. Do sterowania pierwszym silnikiem służą wejścia PWMA, AI1 oraz AI2, natomiast drugi silnik to PWMB, BI1 i BI2. O tym, że PWM posłuży do regulacji prędkości i na których pinach Arduino mamy taką możliwość nie muszę pisać bo wszyscy migaliśmy diodami przerabiając kurs Forbota. Proponuję następujące połączenie:
Taki wybór pinów pozwoli oba elementy umieścić na płytce uniwersalnej obok siebie i połączenie ich bez użycia przewodów, po prostu łącząc je cyną. Dlaczego korzystamy z goldpinów i płytki uniwersalnej? Powody są dwa. Gdy znudzi się zabawa robotem wyciągniemy Arduino i sterownik do kolejnego projektu. W przypadku awarii łatwo podmienić zepsuty element.
Kolejny pin sterownika to STBY – służy do włączenia (stan wysoki) i wyłączenia (stan niski) sterownika. Można go połączyć z pinem Arduino i uruchamiać programowo, ale my połączymy ten pin z 5V. Po włączeniu robota sterownik będzie od razu działał.
Pin VM to zasilanie silników można podać napięcie do 12V, natomiast VCC to zasilanie modułu sterownika wymaga 5V. W naszym robocie elektronika i silniki zasilane będą bezpośrednio z koszyka z bateriami więc łączymy te piny ze sobą i z 5V na Arduino.
Ostatnie połączenie to GND na sterowniku i Arduino. Wystarczy połączyć tylko jedno.
Silniki przylutowujemy do wyjść sterownika A01 i A02 (jeden silnik) B01 i B02(drugi silnik).
Etap trzeci – zasilanie
Tu będzie najprościej jak się da. Przewód czerwony od koszyczka przylutowujemy do płytki uniwersalnej i łączymy do 5V na Arduino ( które połączone jest z STBY, VM, VCC). Natomiast czarny przewód łączymy z GND bez różnicy czy sterownik czy Arduino.
Etap czwarty – test silników
Program do sprawdzenia pierwszego silnika:
Jeśli wszystko działa, to testujemy zmianę prędkości. Powtarzamy wszystko dla drugiego silnika. Uczymy robota jeździć po obwodzie kwadratu, a następnie robić ósemki.
Etap piąty – czujnik odległości
Czujnik HC-SR04 składa się z nadajnika i odbiornika ultradźwięków. Aby go uruchomić na pin Trig przez 10 mikrosekund podajemy stan wysoki. Więcej o czujniku w kursie Forbota: https://forbot.pl/blog/kurs-arduino-czujnik-odleglosci-hc-sr04-funkcje-id4290 . Do połączenia czujnika potrzebujemy goldpinów żeńskich (4 sztuki). Łączymy czujnik wg tabeli:
Program do czujnika:
Etap szósty – czujnik odbiciowy
Czujnik TCRT5000 ma cztery wyprowadzenia, my wykorzystamy trzy z nich. Oczywiście zasilanie VCC i GND łączymy z odpowiednimi pinami na płytce uniwersalnej. Pozostają dwa piny D0 i A0. Można wybrać czy chcemy z czujnika uzyskać sygnał cyfrowy (D0) czy analogowy (A0). My podłączymy czujnik z pinem analogowym. Łączymy więc A3 (Arduino) z A0 (czujnik). Sprawdzamy czy czujnik działa prostym programem:
Analogicznie sprawdzamy drugi, trzeci i czwarty czujnik (oczywiście każdy czujnik do innego pinu np. A1, A2, A4). Jeśli wszystko działa, pozostaje tylko złożyć wszystkie napisane programiki w jedną całość i testować robota w boju. Nie dam gotowca, ale na poniższych filmikach widać, że się da. Powodzenia.
Skrócona wersja tego poradnika: https://lopbrobo.wixsite.com/robotyka/project05
Walki naszych robotów:
https://www.youtube.com/watch?v=kFH3r2OmNXw
https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=jIwWJXGZW9o
https://www.youtube.com/watch?v=YKbCYfTKEVU
https://www.youtube.com/watch?v=RrMoUOdVV6c
