Hur man bygger en 4WD Arduino Robot för nybörjare

Fjärrstyrda bilar är roliga, säkert, men själv driving robotbilar är ännu roligare. I denna handledning 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 elektronikbutik och sätta ihop det själv.

Jag rekommenderar att du läser igenom alla instruktioner innan du börjar, eftersom det kommer att göra vissa saker som kan vara förvirrande vid första gången. Det kan också se ut som ett mycket långt avancerat projekt på grund av instruktionslängden, men det är faktiskt ganska enkelt. Inget behov av att skrämmas - det här är ett nybörjarnivåprojekt som du kan få några tillfredsställande resultat med och sedan bygga på när du lär dig mer. Gillar inte den här roboten stil? Här är några fler Arduino-robotar 8 Arduino-robotar du kan bygga för mindre än $ 125 8 Arduino-robotar du kan bygga för mindre än $ 125 Arduino kan göra mycket, men visste du att det kan skapa fullfjädrada robotar? För ganska billigt också! Läs mer du kan enkelt bygga i stället.

Här är vad vi har efter att ha tagit allt ut ur förpackningen:

För att komma igång bifogar vi motorerna och H-bron (kortet som ger ström till motorerna) till underdelen av chassit. Lägg först de fyra metallfästena (de är rektangulära, borrade metallblock) till varje motor med två långa bultar och två muttrar.

Du måste se till att de är fästade korrekt, så kolla in bilden nedan för att se till att sidan av blocket med två borrade hål kommer att vända nedåt. Observera att ledningarna på varje motor pekar mot mitten av chassit.

Nu kan varje motor fästas på chassit med hjälp av två korta bultar i botten av varje metallfäste. Här är en vy av botten av chassit så att du kan se var bultarna behöver vara:

Nästa steg är att säkra H-bron (det är röda brädet, i mitt kit) till chassit. Du kanske vill vänta tills alla ledningar är fästa vid H-bron innan du gör det, men det är upp till dig (jag tyckte det var enklare). En snabb anteckning: mitt kit saknade ett antal fästelement, så jag använde elektriskt band för att säkra bron. Men du kan se här där bultarna och nötterna skulle ha gått:

Nu när H-bron är ansluten kan du börja ansluta strömförsörjningen. Eftersom batteriet med sex AA-batterier levereras med en DC-adapter måste du antingen avbryta änden (som jag gjorde) eller köra jumperkablar till batterierna själva.

Oavsett hur du bestämmer dig för att göra det, kör du den positiva ledningen till porten märkt “VMS” och den negativa ledningen till den märkta “GND” på bron. Skruva fast fästena och se till att de är säkra. Då kopplar du motorkablarna. På båda sidor finns en uppsättning två portar; en är märkt “MOTORA” och den andra “MOTORB.” Både röda ledningar på varje sida går in i den centrala gröna hamnen, och båda svarta trådarna går in i yttersta. Den här bilden ska göra det tydligare:

Jag fann att jag var tvungen att ta bort några av husen utanför motorens ledningar för att få det att fungera. Nu när du har motorerna och strömförsörjningen alla anslutna, skjut hjulen på motordrivaxlarna och fäst de fyra kopparaxlarna på platserna på bilden nedan (varje kopparrör behöver en liten bult). Den här roboten börjar ta form!

Sätt nu den delen av chassit åt sidan och ta den andra som sitter på toppen. Nästa steg är att fästa Arduino-igen, jag var tvungen att använda elektriskt band, men du borde kunna bättre säkra din med några bultar och muttrar.

Nästa steg kräver mikro servo, det svarta korsstycket, servohållaren (som består av tre svarta plaststycken) och några små skruvar. Använd en av de större skarpa skruvarna i satsen för att fästa det svarta korsstycket på mikro servo:

Vänd sedan servo upp och ner i den svarta plastringen på hållaren. Se till att ledningarna som kommer ut från servot är vända mot samma håll som den längre delen av hållaren (se bilden nedan) och använd fyra små skruvar för att fästa tvärstången (det finns fyra hål i hållaren som anpassa sig till hålen på tvärstången).

Så här ser det ut när det är bifogat:

Slutligen ta de andra två delarna av servolagret och klistra dem på servo (det finns spår i sidstyckena som matchar plastfliken på servo).

Nu när servohållaren är klar kan den monteras på chassit.

Här är bultarna som går:

Det är dags att ge vår robot några ögon. Fäst ultraljudssensorn på servolaggen med två dragkedjor.

Om du arbetar från samma kit som jag är, har du fått en Arduino sensorsköld. Vi kommer inte använda det i den här byggnaden, men du kan popa det ovanpå FN nu om du vill ha (som jag har på bilden nedan). Justera stiften på skärmens botten med I / O-portarna på Arduino och tryck ner för att ansluta dem. Du behöver inte det just nu, men sköldar kan vara till nytta De 4 bästa Arduino-sköldarna för att stärka dina projekt De 4 bästa Arduino-sköldarna för att stärka dina projekt Du har köpt en Arduino-startpaket, du har följt alla de grundläggande guider, men nu har du slagit ett hinder - du behöver fler bitar och bobs för att förverkliga din elektronikdröm. Lyckligtvis, om du har ... Läs mer .

Oavsett om du ansluter en sensorskärm eller inte, behöver du nu fyra ledningar för att ansluta ultraljudssensorn till Arduino. Det finns fyra pinnar på sensorn, VCC, GND, TRIG och ECHO. Anslut VCC till 5V-stiftet på Arduino, GND till GND, och TRIG och ECHO till I / O-stiften 12 och 13.

Ta nu den nedre delen av chassit och koppla sex trummor till I / O-stiften i H-bron (de är märkta ENA, IN1, IN2, IN3, IN4 och ENB). Notera vilka färgkablar som är anslutna till vilka portar som du behöver veta senare.

Nu är det dags att börja sätta den här saken tillsammans. Ta den övre delen av chassit och sätt den ovanpå kopparaxlarna som är anslutna till underdelen, och dra ledningarna som är fästa vid H-bron genom hålet i chassit. Anslut de sex ledningarna till I / O-portar enligt följande:

• ENA till I / O-port 11
• ENB till I / O-porten 10
• A1 till I / O-port 5
• A2 till I / O-port 6
• B1 till I / O-porten 4
• B2 till I / O-port 3

Använd nu fyra korta skruvar för att fästa den övre delen av chassit på kopparaxlarna. Sätt i batteriet på sex AA-batterier ovanpå chassit (skruva ner det om du kan), fäst 9V-cellhållaren till Arduino och den här botten är klar att rocka!

Nå, nästan redo att rocka. Det har inte tillräckligt mycket personlighet ännu.

Där går vi. Nu för att ge den en hjärna. Låt oss göra några programmeringar.

Det första vi ska göra är att försäkra dig om att broen och motorerna är anslutna korrekt. Här är en snabb skiss som kommer att berätta boten att köra framåt i en halv sekund, köra bakåt i en halv sekund, sväng vänster och höger:

Det är mycket kod för ett enkelt test, men att definiera alla dessa funktioner gör det enklare att tweak senare. (Stort tack till Billwaa för hans bloggpost om att använda H-bron för att definiera dessa funktioner.) Om något gick fel kontrollerar du alla dina anslutningar och att trådarna är anslutna till rätt stift. Om allt fungerade är det dags att flytta på sensortesten. För att använda ultraljudssensorn vill du ladda ner NewPing-biblioteket och sedan använda Skissa> Inkludera bibliotek> Lägg till .ZIP-bibliotek ... att ladda biblioteket.

Se till att du ser inkludera uttalandet längst upp på din skiss; om du inte gör det, slå Skissa> Inkludera bibliotek> NewPing. När du har gjort det, ladda upp följande skiss:

Ladda upp skissen och öppna seriell bildskärm med Verktyg> Seriell bildskärm. Du bör se en snabbt uppdaterad sekvens av siffror. Håll handen framför sensorn och se om det numret ändras. Flytta din hand in och ut, och du ska få en mätning av hur långt din hand är från sensorn.

Om allt fungerade korrekt är det dags att sätta allt ihop och låt det här springa! Här är koden för roboten nu. Som du säkert kan säga, är det i grund och botten de två testskisserna sammanställda med ett tillägg om att kontrollera robotens beteende. Vi har gett det ett mycket enkelt hinder-undvikande beteende: om det upptäcker något mindre än fyra inches bort kommer det att säkerhetskopiera, sväng vänster och börja flytta igen. Här är en video av bot i åtgärd.

Ge din robot lite liv

När du har fått det här beteendet att fungera korrekt kan du lägga till mer komplicerat beteende. gör roboten alternativ mellan vridning åt vänster och höger, eller välj slumpmässigt; Ljud en summer om det blir nära någonting; vänd bara, istället för att säkerhetskopiera du är verkligen bara begränsad av din fantasi. Du kan använda nästan vad som helst i ditt Arduino startpaket Vad finns i ditt Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Vad finns i din Arduino Starter Kit? [Arduino Beginners] Inför en låda full av elektroniska komponenter är det lätt att bli överväldigad. Här är en guide till exakt vad du hittar i ditt kit. Läs mer om du vill lägga till mer funktionalitet. Du märker också att vi inte har kodat någonting för servo ännu: du kan faktiskt göra din robot “ögon” flytta fram och tillbaka. kanske använder dem för att söka en väg istället för att bara säkerhetskopiera när det finns ett hinder direkt 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 sitt beteende eller utseende. Om du har några frågor om den här roboten, lägg till dem i kommentarerna nedan, så ser jag om jag kan hjälpa till!

Utforska mer om: Arduino, Robotics.