Пятница, 27 апреля 2018 09:08

Робот Миньон – Робот для полива на Arduino

Оцените материал
(2 голосов)

robot minion test 2

robot minion test 3

Это робот, разработан на платформе Ardunio, главная его функция сообщать голосом, если Вашему растению нужна вода. Вам просто нужно включить его, вставить в сухой горшок, и далее следовать инструкциям, которые говорит Вам робот. Сначала он просить налить воду для растения. Затем он проанализирует и поймет, какая влажность для растения оптимальна, и после этого он начнет контролировать уровень влажности Вашего растения. Робот не будет тратить энергию в пустую, сигнализирую о недостатке влажности только когда кто-то будет проходить мимо него. Робот обнаруживает пользователя с помощью инфракрасного датчика движения. Наконец, он использует перезаряжаемую батарею, которую вы можете заряжать через кабель micro usb. Миньон также расскажет Вам, когда ему необходима зарядка и когда у него полная батарея. Вся электроника робота спрятана в специальную трехмерную печатную оболочку, в виде миньона.

Смотрите видео выше, чтобы увидеть робота в действии.

Шаг 1: Необходимые компоненты

 

yl-69yl-38
atmega328
lipochargermcp73831t
lipo37vbattery
ft232rl
wtv020-sd
speaker
pir-hc-sr501
pcbprototypeboard

  • 3В Atmega168 или 5В ATMEGA328P микроконтроллер с не менее 4 Аналоговыми и 3 Цифровыми GPIOs. Также можно использовать оригинальные Arduino Nano и Arduino Micro, но они будут более дорогими.

- Arduino Mini Pro 5V -AliExpress = $1.79 - 2.20

- Arduino Mini Pro 3V - AliExpress = $1.59 - 1.96

  • FTDI Basic Program Downloader USB to TTL FT232RL для Arduino (Нужно только один чип для программирования неограниченного количества модулей Arduino)

AliExpress= US $1.96

  • YL-38 / YL-69 Датчик Влажности

AliExpress= US $0.51

(Я бы рекомендовал лучшую емкостную часть, которая была бы более устойчивой к коррозии)

AliExpress = US $3.61

  • PIR - HC-SR501 Инфракрасный датчик движения

AliExpress= US $0.85

  • WTV020-SD AD4 Аудио плеер

AliExpress= US $1.63

  • Micro SD card (минимального объема)

AliExpress= US $7,96

  • Любой динамик мощностью 3 В (предпочтительный диаметр 4 см или меньшего для размещения в корпусе напечатанным на 3D принтере)

AliExpress= US $2.50

  • TP4056 3.7V модуль зарядки Литиевых батарей через Micro + Mini USB

AliExpress= US $0.28

Или более причудливая версия

  • Печатная плата

AliExpress= US $2.50

  • Выключатель питания + провода

AliExpress= US $1.99

AliExpress= US $2.63

- Несколько крошечных винтов для фиксации (посмотрите дома)

- Любая литий-ионная батарея 3.7  AliExpress= US $2.99

В целом стоимость компонентов составляет 25-35 долларов США. 3D-печатный корпус также не включен в цену, но Вы увидите, что есть альтернативы, которые можно использовать вместо корпуса распечатанного на 3D принтере.

Для Питания робота у Вас также есть варианты. Вы можете сделать его дешевле, если Вы не устанавливать блок зарядного устройства и т.д. Смотрите параметры в следующем шаге.

Скачайте технические паспорта:

 

Шаг 2: Сборка оборудования

mainscheme1
mainscheme2
wtv020-sd1
wtv020-sd2
sdcardisnotworking
pirconnection
3xaaa
mainconnection1
mainconnection2
FF0TLI7IRXT660DLARGE

 

Соедините все компоненты, как показано на Принципиальной схеме и рисунках. Вы можете использовать либо 3 x AAA батареи, либо перезаряжаемую батарею, как указано в предыдущем шаге.

Вот компоновка компонентов в виде списка:

  • PIR - HC-SR501
    • D Output -> D10 Arduino
    • Вы можете откалибровать чувствительность с помощью потенциометров, как показано на рисунке модуля
  • YL-38 датчик влажности
    • A0 -> A3 Ardunio
    • Светодиодный индикатор LED
  • Литий-ионная зарядка MCP73831T
    • Светодиодный индикатор LED
    • Пользовательская точечная пайка на светодиоде зарядки (как показано на фотографии) -> A6 Arduino
  • Arduino
    • Светодиодный индикатор LED
    • Просто помните, что D13 - встроенный светодиод - очень полезен для отладки
    • Добавить штырьки, чтобы подключить программатор FTDI к USB
      • Я настоятельно рекомендую использовать Linux (даже через VMware с USB-переадресацией) для программирования чипа из Arduino IDE, поскольку Windows не всегда работает правильно)

Если Вы уверены в успешном созданием аудиофайлах AD4, но они не работают на WTV020-SD, тогда Вы должны припаять специальную линию в чип, как показано на изображении с SD-карты min. 6 до GND. Сделайте так, только если звук не срабатывает, и Вы точно уверены, что все в порядке с файлами (используйте файлы из GitHub для тестирования), потому что, есть вариант что, что-то еще не смогло сработать.

Вы также может модифицировать код в GitHub только для того, чтобы сделать некоторые тесты, чтобы увидеть, все ли работает. Не забудьте включить в библиотеку Ardunio IDE Wtv020sd16p.zip

fritzing-layout.fzz.

 

Шаг 3: Загрузка программного обеспечения

software1
software2
software3
software4

Весь исходный код и другие цифровые материалы доступны на GitHub:.

https://github.com/robotoss/Robot-Minion

Если Вы используете адаптер программатор FTDI / FT232RL на USB, я рекомендую использовать Linux / Ubuntu (даже работающий на VBox / VMWare (виртуальных машинах) с USB-переадресацией) для Arduino IDE, потому что особенно в Windows 10 FT232RL драйверы могут работать неправильно.

В коде есть комментарий компилятора #define DEBUG. Если Вы раскомментируете его, Вы можете увидеть работу кода через последовательный монитор через USB. (Последовательный монитор встроен в Arduino IDE)

Чтобы сэкономить работу аккумулятора, я использовал спящий режим и прерывание WDT. (см. функцию enterSleep ())

Хорошие материалы о режимах сна и прерываниях Вы можете найти здесь:

http://donalmorrissey.blogspot.com/2010/04/sleeping-arduino-part-5-wake-up-via.html

http://tae09.blogspot.com/2012/10/arduino-low-power-tutorial.html

Чтобы проверить уровень заряда батареи, я использовал внутреннее напряжение процессора на 1,1 В (вы можете масштабировать его самостоятельно, если у вас есть микроконтроллер с напряжением 3,3 В или 5 В). См. Функцию readVcc ().

Для того, чтобы отслеживать работу аккумулятора, очень полезным может быть встроенный светодиод D13 на Arduino (см. Комментарий в коде)

Для управления модулем воспроизведения звука WTV020 я использовал библиотеку Wtv020sd16p.zip (убедитесь, что вы установили ее в Arduino IDE из ./arduino_libraries).

Аудиофайлы были обработаны с помощью программного обеспечения для редактирования аудио с открытым исходным кодом Audacity.

Фильтры для создания звукового голоса миньона ниже:

Effect > Change pitch +50%

Effect > Low Pass Filter, 6-24dB, 1000-1200Hz

Effect > Amplify > OK

Необязательно:

Effect> Leveler> Heviest, -70dB> OK

Effect> Leveler> Heviest, -70dB> OK

Убедитесь, что в настройках проекта Audacity для 12000 Гц используется 16-битный и моно-канал.

Затем вы можете использовать AD4Converter или USBRecordingNbk1.3.0 из ./sounds_tools (GitHub)

Отформатируйте SD-карту в формат FAT16 / 32. Больше ничего не должно быть на SD-карте, кроме 0000.ad4, 0001.ad4 ... файлов (./sounds_source)

Убедитесь, что Вы уже ознакомились с этим - http://www.buildcircuit.com/how-to-convert-mp3-and-wav-files-to-ad4-format-wtv020sd-tutorial/

 

Шаг 4: Изготовление корпуса

3dprint1
3dprint2
3dprint3
3dprint4
3dprintprint1
3dprintprint2
3dprintprint3
3dprintprint4
3dprintprint5
3dprintprint6

Мы предлагаем Вам как минимум 2 варианта, как создать корпус для робота-миньона.

  1. Вы можете использовать железную банку от газировки, вырезать верх, вырезать отверстие для глаз, покрыть его водостойкой краской и поместить внутрь электронику, как показано на видео. Это будет стоить Вам почти ничего. Я уверен, что Вы сможете придумать и другие способы создания своего рода оболочки, напоминающей миньона
  2. Вы можете сделать корпус с помощью 3D принтера. Мы использовали Zortrax M200. Он печатается с использованием пластика Z-ABS. Или Вы можете заказать через компании, занимающиеся распечаткой деталей на 3D принтере, но я бы не рекомендовал заказывать модель, которую Вы ранее не тестировали. Если Вы хотите использовать корпус как у нас в уроке, Вы можете заказать его используя STL-файл из https://github.com/robotoss/Robot-Minion

У меня также есть 3D-модель, сделанная в Blender. Если Вы знакомы с другим программным обеспечением 3D CAD, Вы можете экспортировать, а затем изменить его.

Если вы используете Blender, вот несколько важных советов:

  1. Установите блендер на метрические единицы (легче измерить детали)
  2. При экспорте STL экспортирует его в 1000 масштабах

После того, как Вы закончите, Вам необходимо исправьте свой STL-файл с помощью:

Этот шаг необходим для обработки нормалей полигонов таким образом, чтобы Ваша модель была заполнена вместо полого пространства. Blender в большинстве случаев, когда модель вылеплена с деталями, не будет производить такие модели при экспорте в STL.

Затем Вы можете импортировать его в программное обеспечение для 3D-печати, имитировать процесс печати и убедиться, что оно напечатает его как полагается.

Наконец, когда у вас есть 3D-модель, Вам необходимо быть очень терпеливыми, когда убираете опорные конструкции! Я сломал свою корпус в нескольких местах, потому что я был недостаточно терпелив, когда вытаскивал ее из временных пластиковых конструкций.

Тогда, когда у Вас есть готовая оболочка, я бы посоветовал тщательно ее ошкурить или натереть грубые детали ацетоном, который растворяет материал Z-ABS, чтобы сгладить неровности. Не используйте слишком много ацетона так как это может повредить корпус.

После этого Вы должны нанести праймер, который позволит краске держатся на корпусе.

Затем Вы должны нанести водостойкие красками. Я сделал это с красками из баллончиков, но я определенно не рекомендую данный способ! Я бы посоветовал красить детали маленькой щеткой, потому что при распылении всегда краска попадает за ленту, и это создаст дополнительные проблемы.

В конце я советую покрыть корпус хорошим лаком, чтобы он выглядел хорошо в течение длительного времени, пока Вы будете использовать его для своего растения во влажной среде.

 

Шаг 5: Общая сборка

putalltogether
mcp73831tclue
FM7D1IBIRXT6E2ALARGE
FZL9GVEIRXT6E2MLARGE
FCY40XAIRXT6E3YLARGE
FUZU70OIRXT6E46LARGE
F00T0PZIRXT6E4ELARGE
F3H9BBXIRXT5VWKLARGE

Наконец, когда вы собрали и проверили электронику, поместите все компоненты внутрь корпуса и зафиксируйте их горячим клеем! Он будет хорошо держаться на пластике Z-ABS.

Я советую также нанести много горячего клея на пользовательский зарядный кабель для зарядного устройства, потому что, скорее всего, он не будет сильно удерживаться при пайке на печатной плате зарядного устройства, где раньше были установлены светодиоды SMD.

В конце Вам надо зафиксировать обе части корпуса между собой с помощью маленьких винтов соответствующего размера. Я использовал 4 крошечных винта длиной около 1,5 мм х 4 мм и 2 маленьких болта 2 мм х 6 мм для нижней части.

Если вы измените 3D-модель, я советую использовать какой-то дизайн с ботами, потому что если вам придется много раз разбирать его для отладки, то 4 винта будут изнашиваться.

 

Шаг 6: Использование

F3H9BBXIRXT5VWKLARGE
F4EJ3FFIRXT6IHILARGE
FGNQ0LFIRXT6IGDLARGE
FTT2P61IRXT6IGELARGE

Теперь Вы можете выбрать растение, включить робота и поместить робота в сухую почву. Затем следуйте аудио инструкциям робота. В зависимости от размера и типа батареи может потребоваться несколько недель, прежде чем он попросит вас снова зарядить его.

Источник

Author

Bender

Я поделюсь с тобой всеми знаниями, которые доступны мне.

Комментарии (0)

There are no comments posted here yet

Оставьте свой комментарий

Posting comment as a guest. Sign up or login to your account.
Вложения (0 / 3)
Share Your Location

О нас

Основой деятельностью портала является показ и объяснение что представляет собой выражени "Робот", "Робототехника", "Законы робототехники", "Мехатроника", "Искусственный интеллект(ИИ)". 

 Если у Вас есть интересная информация по тематике сайта и Вы готовы ей поделиться, - обращайтесь на емайл через форму обратной связи. И мы опубликуем Вашу статью

Мы используем файлы cookie для улучшения нашего веб-сайта. Продолжая использовать этот веб-сайт, вы даете согласие на использование файлов cookie. More details…