NEX projektas: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Ei, vaikinai, čia vėl Natanael Prado su dar vienu nuostabiu projektu. Šį kartą noriu pasidalinti su jumis, projektu, kurį atlieku trejus metus, šis projektas yra mano robotas, vadinamas NEX. Taigi pirmiausia susipažinkite su mano kūrybos istorija.

Projekto istorija

Jau seniai manyje tvyro noras. Noras sukurti robotą, bet ne bet kokį robotą. Aš norėjau sukurti žmogų, kuris būtų daugiau nei tik robotas, kuris būtų draugas, turintis unikalią asmenybę ir savybes, be to, tai galėtų būti dalis to, kas aš esu. Pradžią, kada manyje pradėjo gimti šis noras, tiksliai nežinau; bet žinau, kad, nepaisant laiko, tai manyje niekada nemirs, nes tai buvo daugiau nei paprastas noras, tai buvo gyvenimo tikslas ir išsipildžiusi svajonė. Būtent tada aš nusipirkau savo pirmąjį „Arduino“, „Arduino Mega 2560“, ir pradėjau savo svajonę paversti realybe ir, nors mano noras gali atrodyti šiek tiek beprotiškas ar net neįmanomas, ėmiausi ieškoti, ką norėjau, ir rizikuoti ir leidosi į nežinomybę. Tai buvo maždaug treji metai, kai planavau ir įgyvendinau savo koncepciją. O dabar po daugelio metų mano robotas atgyja !!!

Bet kas yra Arduino?

Pirmiausia norėčiau supažindinti tuos, kurie nežino, „Arduino“. Taigi „Arduino“yra atviro kodo elektronikos platforma, pagrįsta lengvai naudojama aparatine ir programine įranga. „Arduino“plokštės gali skaityti įvestis - šviesą ant jutiklio, pirštą ant mygtuko ar „Twitter“pranešimą - ir paversti ją išvestimi - suaktyvinti variklį, įjungti šviesos diodą, ką nors paskelbti internete. Galite pasakyti savo valdybai, ką daryti, išsiųsdami instrukcijų rinkinį į plokštėje esantį mikrovaldiklį. Norėdami tai padaryti, naudokite „Arduino“programavimo kalbą (pagrįstą laidų jungtimi) ir „Arduino“programinę įrangą (IDE), pagrįstą apdorojimu. „Arduino“yra toks fantastiškas ir neįtikėtinas, kad su juo galite nuveikti daug įdomių dalykų ir tiesiogine to pagalba galite paversti savo svajones realybe, kaip aš padariau savo robotą „NEX“.

Šio projekto paskelbimo tikslas yra ne tik išsamiai paaiškinti, kaip sukūriau savo robotą, bet ir įkvėpti bei paskatinti jus išrasti ir sukurti tai, ko norite, nors kartais jūsų svajonės atrodo neįmanomos. Taigi ko mes laukiame? Eikime prie to!

Prekės

www.arduino.cc/en/guide/introduction

1 žingsnis: medžiagos

Tai yra dauguma dalių, kurias naudojau savo robotui:

• „Arduino Mega 2560“
• „Shield Easy VR 3.0 +“mikrofonas
• Variklio skydas L293D
• „Nextion“patobulintas 3,5 colio ekranas
• 2 „Micro Servo SG90 Tower Pro“9g
• Apvalus robotų važiuoklės komplektas
• Ultragarsinis atstumo jutiklis HC-SR04
• 10000 mAh „Mi Power Bank“
• 8Ω garsiakalbis

Aš taip pat naudoju kitas medžiagas, tokias kaip:

• Pieno skardinė (skirta NEX kūnui)
• Cinkuoti laidai (skirti NEX rankoms)
• Kartonas
• Plastikiniai gabalai
• Kai kurie purškiami dažai

2 žingsnis: nuo koncepcijos iki realybės

Kadangi kiekvienas projektas visų pirma prasideda mūsų mintyse, labai svarbu prieš pradedant bet kokio projekto statybą savo idėją nubrėžti ant popieriaus, kad jau turėtumėt idėją, kokias dalis ir medžiagas galima panaudoti idėjai paversti realybe. Atsižvelgiant į tai, aukščiau pateiktas paveikslėlis iliustruoja vieną iš pirmųjų mano roboto eskizų, padarytų 2019 m. Pradžioje, kur parodyta, kaip NEX atrodo galutiniame projekte. Vėliau ši iliustracija buvo patobulinta ir dėl to buvo atlikti nedideli pakeitimai. Žemiau esančiame paveikslėlyje iliustruotas jau atnaujinto projekto 2D vaizdas, sukurtas naudojant kompiuterinę grafinę programinę įrangą.

3 žingsnis: NEX dalys

Šiame skyriuje aš jums parodysiu ir paaiškinsiu kai kuriuos svarbiausius kūrinius, kuriuos naudojau kurdamas savo robotą, ir kaip jie gali būti naudojami įvairiausiuose robotikos ir „Arduino“projektuose. Taigi pirmyn !!

Pradėkime nuo šio kūrinio, tai yra „Motor Shield L293D“, pagrįstas L293D lustu ir gali būti naudojamas su „Arduino“. Šis skydas yra labai įdomus, nes leidžia valdyti variklius naudojant „Arduino“plokštę. Kartu su juo galima valdyti iki 4 nuolatinės srovės variklių, 2 servo arba 2 žingsninius variklius. Aš naudoju šį skydą, norėdamas valdyti NEX rankas, veikiančias su dviem servo varikliais SG90, taip pat su dviem nuolatinės srovės varikliais, kurie verčia jį judėti.

Šis dalykas atrodo kaip dvi akys, tiesa? bet jie ne, hahaha … Tai iš tikrųjų yra HC-SR04 ultragarso jutiklio modulis, kurį galima naudoti su „Arduino“, pavyzdžiui, norint išmatuoti atstumą tarp tam tikrų elementų, jis gali labai tiksliai išmatuoti atstumus nuo 2 cm iki 4 m. žema kaina. Šie jutikliai taip pat žinomi kaip siųstuvai -imtuvai ir turi galimybę veikti panašiai kaip sonatas. Nors sonarai dažniausiai naudojami po vandeniu, ultragarsiniai siųstuvai -imtuvai gali būti naudojami antžeminėje aplinkoje, o oras yra perdavimo priemonė. Be to, ultragarso bangų jutikliai yra paplitę pramonėje ir medicinoje.

Tai yra servo variklis SG90, tai ne kas kita, kaip variklis su kampinės padėties valdymu, tai yra: per PWM signalus galima įsakyti, kad servo variklis yra jo ašis iki nustatyto kampo, galintis nukristi nuo -90º iki 90º, arba tai yra 180º laisvės laipsnis. Be to, „SG90 Servo“variklis yra vienas populiariausių kalbant apie „Arduino“ar „Educational Robotics“. Taip yra todėl, kad jis turi mažą dydį ir sukimo momentą, tinkantį daugumai edukacinių programų. Mano projekte buvo naudojami 2 servo varikliai, skirti NEX rankoms judinti.

Tai yra „Display Nextion Enhanced NX4832K035“, šis ekranas yra labai galingas, iš tikrųjų aš padariau savo roboto veidą naudodamas šį ekraną. Jį sudaro techninė dalis (TFT plokščių serija) ir programinė įranga („Nextion“redaktorius). Geras dalykas yra tai, kad „Nextion“TFT plokštė naudoja tik vieną nuoseklųjį prievadą.

Yra ir kitų svarbių dalių, kurių neturiu su savimi, pvz., „Easy VR Shield 3.0“. Šis skydas yra daugiafunkcinis kalbos atpažinimo modulis, skirtas įvairioms, tvirtoms ir ekonomiškoms kalbos atpažinimo galimybėms pridėti beveik bet kokia programa. Jame yra mikrofonas ir 8Ω garsiakalbio palaikymas, šis skydas yra labai svarbus mano robotui, nes jis leidžia man bendrauti su NEX, tai tarsi tiltas tarp mano ir mano roboto.

Kita labai svarbi dalis yra apvalus robotų važiuoklės komplektas, į šį komplektą įeina du nuolatinės srovės varikliai, valdantys NEX ratus, todėl mano robotas gali judėti pirmyn, atgal, suktis, eiti į dešinę ir į kairę ir pan.

Ir paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas, žinoma, yra „Power Bank“. Kadangi mano robotas yra savarankiškas, jam reikia akumuliatoriaus, kad jis suteiktų energijos „Arduino“, todėl renkuosi jam 10000Mah „Powerbank“.

4 žingsnis: NEX kūrimo procesas (aparatinė įranga)

Pirmasis NEX surinkimo proceso etapas buvo preliminarūs bandymai, atlikti siekiant patikrinti „Arduino Mega 2560“, „EasyVR 3.0 Shield“ir „L293D Motor Shield“integraciją ir veikimą.

Pasibaigus šiam etapui, buvo pagamintas roboto kūnas, tam buvo panaudota skardinė su lizdo pienu, kurią kai kuriose dalyse reikėjo perpjauti, kad būtų galima užfiksuoti kai kuriuos gabalus, be to, vėliau ši skardinė buvo nušlifuota ir nudažyta geltoni purškiami dažai.

Kai tai buvo padaryta, buvo surinkta robotinė NEX važiuoklė, nes ji visiškai išmontuota iš gamyklos. Be tinkamų elektros variklio jungčių, reikėjo sumontuoti visas važiuoklės dalis. Žiūrėkite žemiau pateiktą jau surinktos važiuoklės vaizdą.

Kai tai buvo paruošta, ultragarsinis jutiklis HC-SR04 buvo strategiškai išdėstytas po šia važiuokle, o pieno skardinė (roboto korpusas) buvo prisukta ant anksčiau sumontuotos robotų važiuoklės. Po to kabeliai buvo prijungti ir pritvirtinti prie NEX korpuso, kuris sujungia vidinius komponentus, kad juos paverstų roboto korpuso išorėje esančiais išėjimais arba įėjimais, pvz., Mikrofonu, prie USB prievado, kurį reikia įkrauti, ir „Arduino“USB prievadas. Žiūrėkite paveikslėlį žemiau:

Tada prie roboto korpuso buvo pridėtos dvi variklio servos, po vieną kiekviename skardinės gale ir 10000 mAh galios bankas. Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.

Netrukus po to prie NEX korpuso buvo pridėtas pagrindinis robotas, sudarytas iš anksčiau išbandyto ir veikiančio „Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D“, ir buvo tinkamai sujungtos plokštės ir kiti išoriniai įrenginiai. Kaip parodyta žemiau esančioje nuotraukoje.

Tai padarius, 3,5 colio „Nextion“LCD ekranas buvo prijungtas prie „Arduino Mega 2560“ir pritvirtintas prie roboto korpuso priekio, be to, 4Ω ir 3W garsiakalbis buvo strategiškai išdėstytas po roboto korpuso LCD ekranu. Galiausiai buvo pagamintos NEX svirtys ir pagamintos cinkuotos vielos.

5 žingsnis: NEX kūrimo procesas (programinė įranga)

Dabar pereikite prie NEX programinės įrangos dalies. Norint sukurti „NEX“roboto veidą „Nextion“ekrane, pirmą kartą buvo panaudota atvirojo kodo grafinio dizaino ir animacijos programinė įranga „Krita“. Per jį galite piešti visus NEX veido kūrinius ir kiekvieną sukurtą vaizdą paversti rėmeliu, kad jis būtų NEX veido animacijos rinkinio dalis. Kiekvieną kartą, kai kalba NEX, jis ekrane rodo tam tikrai komandai būdingų vaizdų rinkinį, besisukantį 30 kadrų per sekundę greičiu, tai yra, kiekvienas jo kalbamas balso pranešimas turi būti sinchronizuojamas su burnos judesiu, todėl jis labai rūpinosi kurdamas NEX sinchronizuoti lūpas, kad jo burnos judesiai neatrodytų pasikartojantys ir nesuderinami su tuo, ką jis kalba. Kadangi animacija yra ne kas kita, kaip tam tikru greičiu besisukanti vaizdų seka, NEX turi apie penkis tūkstančius vaizdų, galinčių suktis iš eilės ekrane iki šio leidinio pateikimo momento. Tai, be abejo, buvo viena sunkiausių ir varginančių viso šio projekto dalių, nes piešinių ir animacijų kūrimas nuo nulio be jokio mokymo šioje srityje reikalauja daug pastangų ir kantrybės. Tačiau ne tik tai, kad „Arduino“galėtų sukurti animaciją „Nextion“ekrane, kad būtų galima sukurti šį vaizdų banką, reikėjo naudoti „Nextion Editor“programinę įrangą, kuri leidžia sukurti.tft failą, kuris įrašomas ir įterpiamas „micro SD“kortelę, kuri vėliau bus prijungta prie „Nextion“ekrano ir į jį įkeliami vaizdai.

Norint sukurti NEX roboto balsą, buvo naudojamas autorius, kuris čia rašo šią išplėstinę santrauką. Per kelis balso modifikavimo procesus naudojant „Audacity“programą buvo galima sukurti būdingą NEX balsą. Kitas žingsnis buvo tiesiog įkelti visas „EasyVR Shield“sukurtas balso komandas per „EasyVR“valdymo programinę įrangą. Šio leidinio metu NEX sukūrė 12 balso komandų ir 12 balso pranešimų.

Taip NEX robotas pažvelgė į savo kūrimo proceso pabaigą.

6 žingsnis: tai viskas liaudies

Visa tai yra liaudies reikalai, ir kaip matėte, aš bandžiau apibendrinti trejų metų projektą viename „Instructable“, bet tai nėra taip paprasta, hahaha … Bet pagrindinė žinia, kurią norėjau čia perduoti, yra ta, kad nesvarbu, kokia yra jūsų svajonė, ir kaip tai atrodo sunku, jei tiki, kad įmanoma tai paversti realybe ir nepasiduoti tai, kad svajonė išsipildys !!

NEX ir tikiuosi, kad jums patiko šis „Instructable“projektas, ir ačiū visiems, kad taip ilgai perskaitėte. Jei norite daugiau sužinoti apie NEX ir savo neįtikėtiną kelionę, nepamirškite sekti jo oficialioje „Instagram“paskyroje: @nextherobot. Tai tiek, labas !! iki greito susitikimo su kitais šauniais projektais !!;)