NEX Project: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Čaute chlapci, je tu opäť Natanael Prado s ďalším úžasným projektom. Dnes sa s vami chcem podeliť, priatelia, o projekt, ktorému sa venujem už tri roky. Tento projekt je môj robot s názvom NEX. Najprv sa teda zoznámte s históriou môjho stvorenia.

História projektu

Už dlho vo mne je túžba. Túžba vytvoriť robota, ale nie len tak hocijakého. Chcel som vytvoriť niekoho, kto je viac než len robot, ktorý je priateľom s jedinečnou osobnosťou a vlastnosťami a tiež to môže byť súčasťou toho, kým som. Začiatok toho, keď sa vo mne začala rodiť táto túžba, neviem s istotou; ale viem, že napriek času to vo mne nikdy nezomrie, pretože to bola viac ako obyčajná túžba, bol to životný cieľ a sen, ktorý sa mal splniť. Vtedy som si kúpil svoje prvé Arduino An Arduino Mega 2560 a začal som svoj sen premieňať na skutočnosť a aj keď sa moje želanie môže zdať trochu šialené alebo dokonca nemožné, pokračoval som v hľadaní toho, čo som chcel dosiahnuť, pričom som riskoval a vydať sa do neznáma. Boli to asi tri roky plánovania a uskutočnenia mojej koncepcie. A teraz po rokoch práce môj robot ožil !!!

Ale čo je Arduino?

V prvom rade by som chcel predstaviť tým, ktorí nevedia, Arduino. Arduino je teda open-source elektronická platforma založená na ľahko použiteľnom hardvéri a softvéri. Dosky Arduino sú schopné čítať vstupy - svetlo na senzore, prst na tlačidle alebo správu z Twitteru - a premeniť ho na výstup - aktivácia motora, zapnutie LED diódy, zverejnenie niečoho online. Svojej doske môžete povedať, čo má urobiť, a to tak, že pošlete sadu inštrukcií mikrokontroléru na doske. Na to použijete programovací jazyk Arduino (na základe zapojenia) a softvér Arduino (IDE) na základe spracovania. Arduino je tak fantastické a neuveriteľné, môžete s ním robiť veľa skvelých vecí a doslova s ním dokážete premeniť svoje sny na skutočnosť, ako som robil svojho robota, NEX.

Cieľom zverejnenia tohto projektu nie je len podrobne vysvetliť, ako som vyrobil svojho robota, ale skôr vás inšpirovať a povzbudiť k tomu, aby ste vymysleli a vytvorili to, čo chcete, aj keď sa vám niekedy sny zdajú nemožné. Na čo teda čakáme? Poďme na to!

Zásoby

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Krok 1: Materiály

Toto je väčšina dielov, ktoré som použil na robotu:

• Arduino Mega 2560
• Mikrofón Shield Easy VR 3.0 +
• Štít motora L293D
• Nextion vylepšený 3,5 "displej
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Súprava podvozku s okrúhlym robotom
• HC-SR04 Ultrazvukový snímač vzdialenosti
• Power banka Mi 10 000 mAh
• 8Ω reproduktor

Použil som aj iný druh materiálov, ako napríklad:

• Mliečna plechovka (na telo NEX)
• Pozinkované drôty (na ruky NEX)
• Kartón
• Kusy plastu
• Niektoré farby v spreji

Krok 2: Od počatia k realite

Pretože každý projekt začína predovšetkým v našich mysliach, je veľmi dôležité, aby ste svoju myšlienku dali na papier pred začatím stavby akéhokoľvek projektu, aby ste už mali predstavu o tom, aké časti a materiály je možné použiť na premenu myšlienky na skutočnosť. Keď to vezmeme do úvahy, vyššie uvedený obrázok ilustruje jeden z prvých náčrtkov môjho robota, vytvorených na začiatku roku 2019, kde je znázornená simulácia toho, ako NEX vyzerá v konečnom projekte. Neskôr bola táto ilustrácia vylepšená, a preto mala niekoľko malých úprav. Nasledujúci obrázok ukazuje 2D pohľad na už aktualizovaný projekt vytvorený pomocou grafického softvéru v počítači.

Krok 3: Časti NEX

V tejto časti vám ukážem a vysvetlím niektoré z najdôležitejších kúskov, ktoré som použil na vytvorenie svojho robota, a tiež to, ako ich možno použiť v najrozmanitejších projektoch robotiky a Arduina. Tak poď!!

Začnime týmto kúskom, toto je Motor Shield L293D, je založený na čipe L293D a môže byť použitý s Arduino. Tento štít je veľmi zaujímavý, pretože vám umožňuje ovládať motory pomocou dosky Arduino. Súčasne je možné ovládať až 4 jednosmerné motory, 2 servá alebo 2 krokové motory. Tento štít som použil na ovládanie ramien NEX, ktoré pracujú s dvoma servomotormi SG90, a tiež dvoch jednosmerných motorov, ktoré ho poháňajú.

Táto vec vyzerá ako dve oči, však? ale nie sú, hahaha … Toto je vlastne modul ultrazvukového senzora HC-SR04, ktorý je možné použiť s Arduino napríklad na meranie vzdialenosti medzi určitými položkami, je schopný merať vzdialenosti od 2 cm do 4 m s veľkou presnosťou a nízka cena. Tieto senzory sú známe aj ako transceivery a majú schopnosť fungovať podobne ako sonar. Zatiaľ čo sonar sa používa hlavne pod vodou, v terestrickom prostredí je možné použiť ultrazvukové transceivery, pričom vzduch je prostriedkom prenosu. Ultrazvukové senzory vĺn sú navyše bežné v priemyselných a lekárskych aplikáciách.

Toto je servomotor SG90, nie je to nič iné ako motor s reguláciou uhlovej polohy, je to: prostredníctvom signálov PWM je možné prikázať, že servomotor je jeho osou až do určeného uhla, pričom je možné prejsť od -90 ° do 90 °, alebo to znamená, že má stupeň voľnosti 180 °. Servomotor SG90 je navyše jedným z najobľúbenejších, pokiaľ ide o Arduino alebo Educational Robotics. Je to preto, že má malé rozmery a krútiaci moment vhodné pre väčšinu vzdelávacích aplikácií. V mojom projekte boli použité 2 servomotory na pohyb ramien NEX.

Toto je displej Nextion Enhanced NX4832K035, tento displej je veľmi výkonný, v skutočnosti som pomocou tohto displeja urobil tvár svojho robota. Obsahuje hardvérovú časť (séria TFT dosiek) a softvérovú časť (editor Nextion). Dobrá vec je, že doska TFT Nextion používa na komunikáciu iba jeden sériový port.

Existujú aj ďalšie dôležité časti, ktoré tu so sebou nemám, ako napríklad Easy VR Shield 3.0, This Shield je viacúčelový modul na rozpoznávanie reči navrhnutý tak, aby pridal všestranné, robustné a nákladovo efektívne možnosti rozpoznávania reči do takmer akákoľvek aplikácia. Má mikrofón a podporu 8Ω reproduktora. Tento štít je pre môjho robota veľmi dôležitý, pretože mi umožňuje komunikovať s NEX, je to ako most medzi mojím a mojím robotom.

Ďalšou veľmi dôležitou súčasťou je súprava podvozku Round Robot, ktorá obsahuje dva jednosmerné motory, ktoré ovládajú kolesá NEX, takže sa môj robot môže pohybovať dopredu, dozadu, otáčať sa, ísť vpravo a vľavo a podobne.

A v neposlednom rade je to samozrejme Power Bank. Pretože je môj robot samostatný, potrebuje v sebe batériu, aby zabezpečil energiu pre Arduino, a preto som si vybral powerbanku s kapacitou 10 000 mAh.

Krok 4: Proces vytvárania NEX (hardvér)

Prvým krokom v procese montáže NEX boli predbežné testy vykonané na overenie integrácie a prevádzky medzi Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield a L293D Motor Shield.

Potom, čo bola táto fáza dokončená, bolo vyrobené telo robota, na čo bola použitá plechovka hniezdneho mlieka, ktorú bolo potrebné v niektorých častiach narezať, aby sa v nej fixovali niektoré kúsky, okrem toho bola táto plechovka neskôr pieskovaná a natretá žltá farba v spreji.

Hneď ako to bolo hotové, bol namontovaný robotický podvozok NEX, ktorý pochádza z výroby. Okrem správneho elektrického zapojenia motora bolo potrebné namontovať aj všetky diely podvozku. Pozrite si obrázok nižšie už zostavenom podvozku.

Keď bol pripravený, ultrazvukový senzor HC-SR04 bol strategicky umiestnený pod tento podvozok a nádoba na mlieko (telo robota) bola naskrutkovaná na vrch predtým namontovaného robotického podvozku. Potom boli káble pripojené a pripevnené k telu NEX, ktoré vytvára spojenie medzi vnútornými komponentmi a transformuje ich na výstupy alebo vstupy na vonkajšej strane tela robota, ako je mikrofón, do portu USB, ktorý sa má nabíjať, a USB port Arduina. Pozrite sa na obrázok nižšie:

Potom boli do tela robota pridané dve motorové serva, jedno na každom konci plechovky a tiež 10 000 mAh energetická banka. Ako je znázornené na obrázku nižšie.

Čoskoro potom bola k telu NEX pridaná hlavná robotická zostava zložená z predtým testovaného a spusteného Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motorového štítu L293D a bolo vykonané správne spojenie medzi doskami a inými perifériami. Ako je znázornené na fotografii nižšie.

Potom sa 3,5-palcová obrazovka LCD Nextion pripojila k Arduino Mega 2560 a pripevnila sa k prednej časti tela robota a okrem toho boli 4Ω a 3W reproduktor strategicky umiestnené pod obrazovkou LCD na tele robota. Nakoniec boli vyrobené ramená NEX a na jeho výrobu boli použité pozinkované drôty.

Krok 5: Proces vytvárania NEX (softvér)

Teraz prejdeme k softvérovej časti NEX. Na vytvorenie tváre robota NEX na obrazovke Nextion bol najskôr použitý open-source softvér pre grafický design a animáciu s názvom Krita. Prostredníctvom neho môžete nakresliť všetky kresby tváre NEX a tiež transformovať každý vytvorený obrázok do rámca, aby bol súčasťou sady tvárových animácií NEX. Zakaždým, keď NEX hovorí, zobrazí na obrazovke sadu obrázkov špecifických pre daný príkaz, otáčajúcich sa 30 FPS, to znamená, že každá hlasová správa, ktorú hovorí, musí byť synchronizovaná s pohybom úst, takže pri vytváraní slov NEX dával veľký pozor synchronizácia pier, aby sa jeho pohyby úst nezdali opakujúce sa a bez súladu s tým, čo hovorí. Pretože animácia nie je nič iné ako sekvencia obrázkov otáčajúcich sa určitou rýchlosťou, NEX má do okamihu tejto publikácie na svojej obrazovke približne päťtisíc snímok schopných postupného otáčania. Toto bola určite jedna z najpracovnejších a únavnejších častí celého tohto projektu, pretože vytváranie kresieb a animácií od začiatku bez akéhokoľvek školenia v tejto oblasti vyžaduje veľa úsilia a trpezlivosti. Nebolo to však len kvôli tomu, aby bola táto obrázková banka animáciou, ktorú môže Arduino vykonávať na obrazovke Nextion, bolo potrebné použiť softvér Nextion Editor Software, ktorý umožňuje vytvorenie súboru.tft, ktorý sa zaznamená a vloží do kartu micro SD, ktorá sa neskôr pripojí k obrazovke Nextion a na ňu sa načítajú obrázky.

Na vytvorenie hlasu robota NEX bol použitý ako základ hlas autora, ktorý tu píše toto rozšírené zhrnutie. Prostredníctvom niekoľkých procesov úpravy hlasu pomocou programu Audacity bolo možné vytvoriť charakteristický hlas pre NEX. Ďalším krokom bolo načítanie všetkých vytvorených hlasových príkazov v programe EasyVR Shield prostredníctvom softvéru EasyVR Commander. V čase tejto publikácie má NEX vytvorených 12 hlasových príkazov a do neho je načítaných 12 hlasových správ.

A takto sa robot NEX pozeral na koniec procesu tvorby.

Krok 6: To je všetko, folk

Všetko je to ľudové. A ako ste videli, pokúsil som sa zhrnúť trojročný projekt do jedného Instructable, ale nie je to také ľahké hahaha … Ale hlavné posolstvo, ktoré som tu chcel sprostredkovať, je, že bez ohľadu na to, aký je váš sen., a ako sa to zdá ťažké, ak veríte, že je možné to zmeniť na skutočnosť a nevzdať sa toho sna, splní sa vám to !!

NEX a dúfam, že sa vám tento projekt Instructable páčil a ďakujem vám všetkým, že ste to dočítali až sem. Ak sa chcete dozvedieť viac o NEX a vašej neuveriteľnej ceste, nezabudnite ho sledovať na jeho oficiálnom Instagrame: @nextherobot. To je všetko, ahoj !! čoskoro sa uvidíme s ďalšími skvelými projektmi !!;)