Proiect NEX: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Hei băieți, este Natanael Prado din nou aici cu un alt proiect minunat. De data aceasta vreau să vă împărtășesc, un proiect pe care îl fac de trei ani, acest proiect este robotul meu numit NEX. Deci, mai întâi, cunoașteți istoria din spatele creației mele.

Istoria din spatele proiectului

De mult timp, o dorință a fost în mine. Dorința de a crea un robot, dar nu orice robot. Am vrut să creez pe cineva care să fie mai mult decât un robot, care să fie un prieten, cu personalitate și caracteristici unice și, de asemenea, care să poată face parte din ceea ce sunt. Începutul când această dorință a început să se nască în mine, nu știu sigur; dar știu că, în ciuda timpului, asta nu va muri niciodată în mine, pentru că era mai mult decât o simplă dorință, era un scop de viață și un vis de îndeplinit. Atunci am cumpărat primul meu Arduino, un Arduino Mega 2560 și am început să-mi transform visul în realitate și, deși dorința mea ar putea părea puțin nebună sau chiar imposibilă, am continuat în căutarea a ceea ce am vrut să realizez, asumând riscuri și aventurându-se în necunoscut. Au fost aproximativ trei ani de planificare și transformare a concepției mele în realitate. Și acum, după ani de muncă, robotul meu a prins viață !!!

Dar ce este un Arduino?

În primul rând, aș dori să le prezint celor care nu știu, Arduino. Deci, un Arduino este o platformă electronică open-source bazată pe hardware și software ușor de utilizat. Plăcile Arduino sunt capabile să citească intrările - lumină pe un senzor, un deget pe un buton sau un mesaj Twitter - și să-l transforme într-o ieșire - activând un motor, pornind un LED, publicând ceva online. Puteți spune tabloului dvs. ce trebuie să faceți trimițând un set de instrucțiuni microcontrolerului de pe placă. Pentru a face acest lucru, utilizați limbajul de programare Arduino (bazat pe cablare) și software-ul Arduino (IDE), bazat pe procesare. Arduino este atât de fantastic și incredibil, încât poți face o mulțime de lucruri grozave cu el și îți poți transforma literalmente visele în realitate cu el, așa cum am făcut eu pentru robotul meu, NEX.

Scopul publicării acestui proiect nu este pur și simplu să explic în detaliu cum mi-am făcut robotul, ci mai degrabă să te inspire și să te încurajeze să inventezi și să creezi ceea ce îți dorești, chiar dacă uneori visele tale par imposibile. Deci, ce așteptăm? Să ajungem la asta!

Provizii

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Pasul 1: Materiale

Aceasta este majoritatea pieselor pe care le-am folosit pentru a-mi face robotul:

• Arduino Mega 2560
• Microfon Shield Easy VR 3.0 +
• Scut motor L293D
• Afișaj îmbunătățit Nextion de 3,5"
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Set de șasiu cu robot rotund
• HC-SR04 Senzor de distanță cu ultrasunete
• 10000mAh Mi Power Bank
• Difuzor de 8Ω

Am folosit și alte tipuri de materiale precum:

• Laptele poate (pentru a face corpul lui NEX)
• Sârme galvanizate (pentru a face brațele NEX)
• Carton
• Bucăți de plastic
• Unele vopsele spray

Pasul 2: De la concepție la realitate

Deoarece fiecare proiect începe în primul rând în mintea noastră, este foarte important să vă punem ideea pe o hârtie înainte de a începe construcția oricărui proiect, să aveți deja o idee despre ce părți și materiale pot fi folosite pentru a transforma o idee în realitate. Luând în considerare acest lucru, imaginea de mai sus ilustrează una dintre primele schițe ale robotului meu, realizată la începutul anului 2019, unde este prezentată o simulare a aspectului NEX în proiectul final. Mai târziu, această ilustrație a fost îmbunătățită și, în consecință, a avut câteva mici modificări. Imaginea de mai jos ilustrează vizualizarea 2D a proiectului deja actualizat, realizată cu ajutorul software-ului grafic de pe computer.

Pasul 3: Piesele NEX

În această secțiune vă voi arăta și explica câteva dintre cele mai importante piese pe care le-am folosit pentru a-mi crea robotul și, de asemenea, modul în care pot fi utilizate în cele mai diverse proiecte de robotică și Arduino. Deci vino in coace!!

Să începem cu această piesă, acesta este Motor Shield L293D, se bazează pe cipul L293D și poate fi utilizat cu Arduino. Acest Shield este foarte interesant, deoarece vă permite să controlați motoarele cu placa Arduino. Este posibil să controlați până la 4 motoare de curent continuu, 2 servo-uri sau 2 motoare pas cu pas simultan cu acesta. Am folosit acest Shield pentru a controla brațele NEX care funcționează cu două servomotoare SG90, precum și cele două motoare de curent continuu care îl fac să se miște.

Chestia asta arată ca doi ochi nu? dar nu sunt, hahaha … Acesta este de fapt un modul senzor cu ultrasunete HC-SR04 care poate fi utilizat cu Arduino, de exemplu, pentru a măsura distanța dintre anumite articole, este capabil să măsoare distanțe de la 2cm la 4m cu mare precizie și preț scăzut. Acești senzori sunt, de asemenea, cunoscuți ca transceiver-uri și au capacitatea de a funcționa similar cu sonarul. În timp ce sonarul este utilizat în principal sub apă, transceiverele cu ultrasunete pot fi utilizate în mediul terestru, cu aerul ca mijloc de transmisie. În plus, senzorii de undă cu ultrasunete sunt obișnuiți în aplicații industriale și medicale.

Acesta este Servomotorul SG90, nu este altceva decât un motor cu control al poziției unghiulare, este: prin semnalele PWM este posibil să se comande că servomotorul este axa sa până la unghiul determinat, putând merge de la -90º la 90º, adică are un grad de libertate de 180º. În plus, motorul Servo SG90 este unul dintre cele mai populare atunci când vine vorba de Arduino sau Educational Robotics. Acest lucru se datorează faptului că are o dimensiune mică și un cuplu potrivit pentru majoritatea aplicațiilor educaționale. În proiectul meu, au fost utilizate 2 servomotoare, pentru a mișca brațele NEX.

Acesta este Display Nextion Enhanced NX4832K035, acest display este foarte puternic, de fapt am făcut fața robotului meu folosind acest display. Acesta include o parte hardware (o serie de plăci TFT) și o parte software (editorul Nextion). Lucrul bun este că placa Nextion TFT folosește un singur port serial pentru a comunica.

Există alte părți importante pe care nu am o imagine aici cu mine, cum ar fi Easy VR Shield 3.0, acest Shield este un modul de recunoaștere a vorbirii multifuncțional conceput pentru a adăuga capabilități de recunoaștere a vorbirii versatile, robuste și rentabile aproape orice aplicație. Are un microfon și suport pentru un difuzor de 8Ω, acest Shield este foarte important pentru robotul meu, deoarece îmi permite să comunic cu NEX, este ca o punte între robotul meu și robotul meu.

O altă parte care este foarte importantă este kitul de șasiu cu robot rotund, acest kit include două motoare de curent continuu care controlează roțile NEX, astfel încât robotul meu să se poată deplasa înainte, înapoi, să se rotească, să meargă la dreapta și la stânga și așa mai departe.

Și ultima, dar nu cea mai mică, este, desigur, Power Bank. Deoarece robotul meu este independent, are nevoie de o baterie în el pentru a furniza energie pentru Arduino, așa că aleg un Powerbank de 10000Mah pentru acesta.

Pasul 4: Procesul de creare NEX (Hardware)

Primul pas în procesul de asamblare NEX a fost testele preliminare efectuate pentru a verifica integrarea și funcționarea între Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield și L293D Motor Shield.

După finalizarea acestei etape, s-a realizat corpul robotului, pentru aceasta s-a folosit o cutie de lapte cuib, care a trebuit să fie tăiată în unele părți pentru a se fixa câteva piese în el, pe lângă aceasta cutie a fost ulterior șlefuită și vopsită cu vopsea spray galbenă.

Odată ce acest lucru a fost făcut, șasiul robot NEX a fost asamblat, deoarece vine complet dezasamblat din fabrică. A fost necesar să se potrivească toate părțile șasiului pe lângă realizarea conexiunilor electrice adecvate ale motorului. Vedeți imaginea de mai jos a unui șasiu deja asamblat.

Odată gata, senzorul cu ultrasunete HC-SR04 a fost poziționat strategic sub acest șasiu și cutia de lapte (corpul robotului) a fost înșurubată deasupra șasiului robot montat anterior. După aceea, cablurile au fost conectate și atașate la corpul NEX, care face conexiunea între componentele interne pentru a le transforma în ieșiri sau intrări în exteriorul corpului robotului, cum ar fi microfonul, la portul USB pentru a fi reîncărcat și Portul USB al Arduino. Vezi imaginea de mai jos:

Apoi, două servomotoare au fost adăugate la corpul robotului, unul la fiecare capăt al cutiei și, de asemenea, banca de putere de 10000mAh. Așa cum se arată în imaginea de mai jos.

La scurt timp după aceasta, ansamblul principal al robotului compus din Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D testat anterior și rulat a fost adăugat la corpul NEX și s-au făcut conexiuni adecvate între plăci și alte periferice. Așa cum se arată în fotografia de mai jos.

După aceasta, ecranul LCD Nextion de 3,5 inci a fost conectat la Arduino Mega 2560 și atașat la partea din față a corpului robotului și, în plus, difuzorul de 4Ω și 3W a fost poziționat strategic sub ecranul LCD de pe corpul robotului. În cele din urmă, brațele NEX au fost realizate și s-au folosit fire galvanizate pentru realizarea acestuia.

Pasul 5: Procesul de creare NEX (software)

Acum trecem la partea software NEX. Pentru a crea fața robotului NEX pe ecranul Nextion, a fost folosit pentru prima dată un software de design grafic și animație open-source numit Krita. Prin intermediul acestuia puteți desena toate lucrările de artă ale feței NEX și, de asemenea, puteți transforma fiecare imagine creată într-un cadru pentru a face parte din setul de animații faciale ale NEX. De fiecare dată când NEX vorbește, afișează pe ecran un set de imagini specifice unei comenzi date, rotindu-se la 30 FPS, adică fiecare mesaj vocal pe care îl vorbește trebuie să fie sincronizat cu mișcarea gurii, așa că a avut mare grijă când a realizat NEX-urile. sincronizarea buzelor, astfel încât mișcările gurii să nu pară repetitive și fără armonie cu ceea ce vorbește. Deoarece animația nu este altceva decât o secvență de imagini care se rotesc la o anumită viteză, NEX are aproximativ cinci mii de imagini capabile să se rotească în ordine pe ecranul său până în momentul publicării. Aceasta a fost cu siguranță una dintre cele mai laborioase și obositoare părți ale întregului proiect, deoarece crearea de desene și animații de la zero fără a avea niciun fel de antrenament în zonă necesită mult efort și răbdare. Dar nu numai că, pentru a face această bancă de imagini o animație care să poată fi executată de Arduino pe ecranul Nextion, a fost necesar să se utilizeze Nextion Editor Software care face crearea unui fișier.tft, care este înregistrat și inserat în un card micro SD pentru a fi ulterior conectat la ecranul Nextion și la imaginile încărcate pe acesta.

Pentru a crea vocea robotului NEX a fost utilizată ca bază a vocii autorului care scrie aici acest rezumat extins. Prin mai multe procese de modificare a vocii folosind programul Audacity, a fost posibil să se creeze o voce caracteristică pentru NEX. Următorul pas a fost doar încărcarea tuturor comenzilor vocale create, în EasyVR Shield, prin intermediul software-ului comandant EasyVR. La data publicării, NEX are 12 comenzi vocale create, precum și 12 mesaje vocale încărcate în ea.

Și așa a privit robotul NEX la sfârșitul procesului său de creație.

Pasul 6: Asta e tot folclorul

Toate acestea sunt populare și, după cum ați putut vedea, am încercat să rezum un proiect de trei ani într-un singur instructabil, dar nu este atât de ușor hahaha … Dar mesajul principal pe care am vrut să-l transmit aici este că, indiferent de visul tău, și cât de dificil pare, dacă crezi că este posibil să-l faci realitate și să nu renunți la acel vis se va împlini !!

NEX și sper că v-a plăcut acest proiect instructabil și vă mulțumesc tuturor pentru că ați citit până acum. Dacă vrei să afli mai multe despre NEX și călătoria ta incredibilă, nu uita să-l urmărești pe Instagram oficial: @nextherobot. Gata, pa! ne vedem în curând cu alte proiecte mișto !!;)