NEX -projekti: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaverit, se on Natanael Prado täällä jälleen mahtavan projektin kanssa. Tällä kertaa haluan kertoa teille, projekti, jota olen tehnyt kolme vuotta, tämä projekti on robotti nimeltä NEX. Tutustu siis ensin luomiseni historiaan.

Historia projektin takana

Minussa on ollut halu pitkään. Halu luoda robotti, mutta ei mikä tahansa robotti. Halusin luoda jonkun, joka oli enemmän kuin vain robotti, joka oli ystävä, jolla oli ainutlaatuinen persoonallisuus ja ominaisuudet, ja joka voisi olla osa sitä, kuka olen. Alusta, jolloin tämä halu alkoi syntyä minussa, en tiedä varmasti; mutta tiedän, että ajasta huolimatta se ei koskaan kuole minussa, koska se oli enemmän kuin pelkkä halu, se oli elämän tavoite ja unelma. Silloin ostin ensimmäisen Arduinoni, Arduino Mega 2560: n, ja aloin muuttaa unelmani todellisuudeksi, ja vaikka toiveeni saattaa tuntua hieman hullulta tai jopa mahdottomalta, lähdin etsimään sitä, mitä halusin saavuttaa, ottamalla riskejä. ja lähdetään tuntemattomaan. Se oli noin kolmen vuoden suunnittelu ja toteutukseni toteuttaminen. Ja nyt vuosien työn jälkeen robotti on herännyt elämään !!!

Mutta mikä on Arduino?

Ensinnäkin haluaisin esitellä Arduinon niille, jotka eivät tiedä. Joten Arduino on avoimen lähdekoodin elektroniikka-alusta, joka perustuu helppokäyttöiseen laitteistoon ja ohjelmistoon. Arduino -levyt pystyvät lukemaan tulot - valon anturissa, sormen painikkeessa tai Twitter -viestin - ja muuttamaan sen ulostuloksi - aktivoimaan moottorin, kytkemään LED -valon päälle, julkaisemaan jotain verkossa. Voit kertoa taulullesi mitä tehdä lähettämällä ohjeet taululla olevalle mikrokontrollerille. Tätä varten käytät Arduino -ohjelmointikieltä (joka perustuu johdotukseen) ja Arduino -ohjelmistoa (IDE), joka perustuu käsittelyyn. Arduino on niin fantastinen ja uskomaton, voit tehdä sillä paljon hienoja asioita, ja voit kirjaimellisesti muuttaa unelmasi todellisuudeksi, kuten tein robotin NEX.

Tämän projektin julkaisemisen tarkoituksena ei ole vain selittää yksityiskohtaisesti, miten tein robotin, vaan pikemminkin innostaa ja rohkaista sinua keksimään ja luomaan haluamasi, vaikka toisinaan unelmasi näyttävät mahdottomilta. Mitä siis odotamme? Aloitetaan!

Tarvikkeet

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Vaihe 1: Materiaalit

Tämä on suurin osa palasista, joita olen käyttänyt robotissani:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + -mikrofoni
• Moottorisuoja L293D
• Nextion -tehostettu 3,5 tuuman näyttö
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Pyöreä robottirunko
• HC-SR04 Ultraääni-etäisyysanturi
• 10000mAh Mi Power Bank
• 8Ω kaiutin

Olen käyttänyt myös muita materiaaleja, kuten:

• Maitotölkki (NEXin vartalolle)
• Galvanoidut johdot (NEX -käsivarsien tekemiseen)
• Pahvi
• Paloja muovia
• Jotkut ruiskumaalit

Vaihe 2: Käsityksestä todellisuuteen

Koska jokainen projekti alkaa ennen kaikkea mielessämme, on erittäin tärkeää laittaa ideasi paperille ennen minkä tahansa projektin rakentamisen aloittamista, jotta sinulla olisi jo käsitys siitä, mitä osia ja materiaaleja voidaan käyttää idean toteuttamiseen. Kun tämä otetaan huomioon, yllä oleva kuva havainnollistaa robottini ensimmäisiä luonnoksia, jotka tehtiin vuoden 2019 alussa ja joissa näytetään simulaatio siitä, miltä NEX näyttää lopullisessa projektissa. Myöhemmin tätä kuvaa parannettiin ja sen vuoksi siihen tehtiin pieniä muutoksia. Alla oleva kuva havainnollistaa jo päivitetyn projektin 2D -näkymän, joka on tehty tietokoneen graafisen ohjelmiston avulla.

Vaihe 3: NEXin osat

Tässä osiossa näytän sinulle ja selitän joitain tärkeimpiä osia, joita käytin robotin luomisessa, sekä kuinka niitä voidaan käyttää monipuolisimmissa robotiikka- ja Arduino -projekteissa. Joten tule !!

Aloitetaan tästä kappaleesta, tämä on Motor Shield L293D, joka perustuu L293D -siruun ja jota voidaan käyttää Arduinon kanssa. Tämä kilpi on erittäin mielenkiintoinen, koska sen avulla voit ohjata moottoreita Arduino -kortillasi. Sen kanssa voidaan ohjata enintään 4 tasavirtamoottoria, 2 servoa tai 2 askelmoottoria samanaikaisesti. Käytin tätä kilpiä ohjaamaan NEX: n aseita, jotka toimivat kahden SG90 -servomoottorin kanssa, ja myös kahta DC -moottoria, jotka saavat sen liikkumaan.

Näyttääkö tämä asia kahdelta silmältä? mutta he eivät ole, hahaha… Tämä on itse asiassa HC-SR04-ultraääni-anturimoduuli, jota voidaan käyttää esimerkiksi Arduinon kanssa tiettyjen kohteiden välisen etäisyyden mittaamiseen. alhainen hinta. Nämä anturit tunnetaan myös lähetinvastaanottimina, ja niillä on kyky toimia luotaimen tapaan. Vaikka kaikuluotainta käytetään pääasiassa veden alla, ultraäänilähetinvastaanottimia voidaan käyttää maanpäällisessä ympäristössä ilman lähetysvälineenä. Lisäksi ultraääniaaltoanturit ovat yleisiä teollisissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa.

Tämä on servomoottori SG90, se on vain moottori, jossa on kulma -asennon säätö, se on: PWM -signaalien kautta on mahdollista määrätä, että servomoottori on sen akseli määritettyyn kulmaan asti, ja se voi siirtyä -90º 90º, tai sen vapausaste on 180º. Lisäksi SG90 -servomoottori on yksi suosituimmista Arduinon tai opetusrobotiikan suhteen. Tämä johtuu siitä, että sillä on pieni koko ja vääntömomentti, joka sopii useimpiin opetussovelluksiin. Projektissani käytettiin 2 servomoottoria NEXin käsivarsien siirtämiseen.

Tämä on Display Nextion Enhanced NX4832K035, tämä näyttö on erittäin tehokas, itse asiassa tein robotin kasvot tällä näytöllä. Se sisältää laitteisto -osan (sarjan TFT -kortteja) ja ohjelmisto -osan (Nextion -editori). Hyvä asia on, että Nextion TFT -kortti käyttää vain yhtä sarjaporttia kommunikointiin.

On muitakin tärkeitä osia, joista minulla ei ole kuvaa täällä, kuten Easy VR Shield 3.0. melkein mikä tahansa sovellus. Siinä on mikrofoni ja 8Ω: n kaiuttimen tuki, tämä kilpi on erittäin tärkeä robotilleni, koska sen avulla voin kommunikoida NEXin kanssa, se on kuin silta minun ja robotin välillä.

Toinen erittäin tärkeä osa on Round Robot Chassis Kit, tämä sarja sisältää kaksi tasavirtamoottoria, jotka ohjaavat NEXin pyöriä, joten robotti voi liikkua eteenpäin, taaksepäin, kiertää, mennä oikealle ja vasemmalle ja niin edelleen.

Ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä on tietysti Power Bank. Koska robotti on itsenäinen, se tarvitsee akun sisälle, jotta se toimittaisi energiaa Arduinolle, joten valitsen sille 10000Mah Powerbankin.

Vaihe 4: NEX -luomisprosessi (laitteisto)

Ensimmäinen askel NEX -kokoonpanoprosessissa olivat alustavat testit, jotka tehtiin Arduino Mega 2560: n, EasyVR 3.0 Shieldin ja L293D Motor Shieldin välisen integroinnin ja toiminnan varmistamiseksi.

Tämän vaiheen päätyttyä robotin runko valmistettiin, tätä varten käytettiin pesämaitotölkkiä, joka oli leikattava osittain osien kiinnittämiseksi siihen, lisäksi tölkki hiottiin ja maalattiin myöhemmin keltainen ruiskumaali.

Kun tämä oli tehty, NEX -robottirunko koottiin, koska se puretaan kokonaan tehtaalta. Kaikki rungon osat oli asennettava moottorin oikeiden sähköliitäntöjen lisäksi. Katso alla oleva kuva jo kootusta kotelosta.

Kun tämä oli valmis, HC-SR04-ultraääni-anturi sijoitettiin strategisesti tämän rungon alle ja maitotölkki (robotin runko) ruuvattiin aiemmin asennetun robottirungon päälle. Sen jälkeen kaapelit kytkettiin ja kiinnitettiin NEX -runkoon, joka muodostaa yhteyden sisäisten komponenttien välillä, jotta ne muutetaan robottirungon ulkopuolella oleviksi ulostuloiksi tai tuloiksi, kuten mikrofoniksi, ladattavaan USB -porttiin ja Arduinon USB -portti. Katso alla oleva kuva:

Sitten robotin runkoon lisättiin kaksi moottoripalvelua, yksi tölkin kummassakin päässä ja myös 10000 mAh: n virtapankki. Kuten alla olevassa kuvassa näkyy.

Pian tämän jälkeen NEX -runkoon lisättiin päärobottikokoonpano, joka koostui aiemmin testatusta ja käynnissä olevasta Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D: stä, ja levyt ja muut oheislaitteet liitettiin asianmukaisesti. Kuten alla olevasta valokuvasta näkyy.

Tämän jälkeen 3,5 tuuman Nextion LCD -näyttö liitettiin Arduino Mega 2560: een ja kiinnitettiin robotin rungon etuosaan, ja lisäksi 4Ω ja 3W kaiutin sijoitettiin strategisesti robotin rungon LCD-näytön alle. Lopuksi valmistettiin NEX -varret ja sen valmistukseen käytettiin sinkittyjä lankoja.

Vaihe 5: NEX -luomisprosessi (ohjelmisto)

Siirrytään nyt NEX -ohjelmisto -osaan. NEX-robotin kasvojen luomiseksi Nextion-näytölle käytettiin ensin avoimen lähdekoodin graafista suunnittelua ja animaatio-ohjelmistoa nimeltä Krita. Sen avulla voit piirtää kaikki NEX -kasvojen taideteokset ja muuntaa jokaisen luodun kuvan kehykseksi osaksi NEX -kasvojen animaatioita. Aina kun NEX puhuu, hän näyttää ruudullaan tietylle komennolle ominaisia kuvia, jotka pyörivät nopeudella 30 FPS, eli jokaisen puheviestin on oltava synkronoituna suun liikkeen kanssa, joten hän otti erittäin huolellisesti tehdessään NEX: n huulisynkronointi, jotta hänen suunsa liikkeet eivät näytä toistuvilta ja ilman sopusoinnua puheidensa kanssa. Koska animaatio on vain kuvasarja, joka pyörii tietyllä nopeudella, NEXillä on noin viisi tuhatta kuvaa, jotka pystyvät pyörimään peräkkäin tämän julkaisun ajankohtaan asti. Tämä oli varmasti yksi työläimmistä ja väsyttävimmistä osista koko projektissa, koska piirustusten ja animaatioiden luominen tyhjästä ilman alan koulutusta vaatii paljon vaivaa ja kärsivällisyyttä. Mutta ei vain se, että jotta tämä kuvapankki olisi animaatio, jonka Arduino voisi suorittaa Nextion -näytöllä, oli välttämätöntä käyttää Nextion Editor -ohjelmistoa, joka luo.tft -tiedoston, joka tallennetaan ja lisätään micro SD -kortti, joka liitetään myöhemmin Nextion -näyttöön ja siihen ladatut kuvat.

NEX -robotin äänen luomiseen käytettiin tämän laajennetun yhteenvedon kirjoittaneen kirjoittajan äänen perustana. Useiden Audacity -ohjelmaa käyttävien puhemuokkausprosessien avulla oli mahdollista luoda ominaisääni NEXille. Seuraava askel oli vain ladata kaikki EasyVR Shieldissä luodut äänikomennot EasyVR -komento -ohjelmiston kautta. Tämän julkaisun aikaan NEX on luonut 12 äänikomentoa ja ladannut siihen 12 ääniviestiä.

Näin NEX -robotti katsoi luomisprosessinsa loppuun.

Vaihe 6: Se on kaikki Folk's

Tämä kaikki on kansan omaa, ja kuten näitte, yritin tiivistää kolmen vuoden projektin yhteen Instructable-ohjelmaan, mutta se ei ole niin helppoa hahaha… Mutta tärkein viesti, jonka halusin välittää täällä, on se, että unelmasi oli mikä tahansa, ja kuinka vaikealta se näyttää, jos uskot, että on mahdollista tehdä siitä totta ja et luovuta unelmasta, se toteutuu !!

NEX ja toivon, että pidit tästä Instructable -projektista, ja kiitos kaikille, että luit näin pitkälle. Jos haluat tietää enemmän NEXistä ja uskomattomasta matkastasi, älä unohda seurata häntä hänen virallisella Instagramillaan: @nextherobot. Siinä se, heippa !! Nähdään pian muiden hienojen projektien kanssa !!;)