ساخت ربات حفظ تعادل با آردوینو (پروژه ربات خود تعادلی)

سلام. آموزش ساخت ربات حفظ تعادل با آردوینو (پروژه ربات خود تعادلی با Arduino) را آماده کردیم. فیلم عملکرد مدار را ببینید !

آموزش ساخت ربات حفظ تعادل با آردوینو

در این پروژه آردوینو ما با استفاده ازموتور DC و شتاب سنج یک ربات حفظ تعادل یا همان ربات خود تعادل میسازیم. شما نمونه هایی از این ربات ها را در اسکوتر هایی برقی دیده اید. ما ربات را طوری میسازیم که حتی اگر آنرا هُل دهیم هم ربات تعادل خود را حفظ کند و بتوانیم آنرا کنترل کنیم تا جلو و عقب برود. فیلم عملکرد این ربات در انتهای مطلب قرار داده شده است.

توضیحات پروژه ربات خود تعادل با آردوینو

مفهوم کار پروژه ساده است. ما باید با استفاده سنسور شتاب سنج بررسی کنیم آیا ربات دارد به عقب تکیه میکند یا به جلو. اگر به عقب تکیه کرده بود چرخ ها را در جهت عقب میچرخانیم و اگر به جلو تکیه کرده بود چرخ ها را به جهت جلو میچرخانیم. ما پروژه را قسمت به قسمت خدمت شما توضیح میدهیم.

کنترل کننده: کنترل کننده ای که ما در این پروژه استفاده میکنیم Arduino UNO است. زیرا استفاده از آن بسیار ساده است. شما همچنین می توانید از Arduino Nano یا Arduino mini استفاده کنید. اما توصیه می کنم از UNO استفاده کنید زیرا می توانیم مستقیماً بدون هیچ سخت افزار خارجی آن را برنامه ریزی کنیم.

موتورها : بهترین موتور که می توانید برای ربات خود متعادل استفاده کنید، بدون شک موتور استپر خواهد بود. اما برای ساده نگه داشتن پروژه از موتور دنده DC استفاده میکنیم. بله ، داشتن موتور پله ای اجباری نیست. ربات حفظ تعادل با این موتورهای دنده DC رنگ زرد معمولی که در دسترس هستند نیز خوب کار می کند.

درایور موتور: ما برای کنترل موتور Gear DC ها از موتور درایور L298N استفاده کرده ایم.

چرخ: در انتخاب چرخ مناسب دقت کنید ! چرخ های انتخابی شما باید به میزان مناسب چسبنده و به میزان مناسب لغزنده باشند.

شتاب سنج و ژیروسکوپ: بهترین انتخاب شتاب سنج و ژیروسکوپ برای این ربات سنسور MPU6050 خواهد بود. بنابراین سعی نکنید با یک شتاب سنج معمولی مانند ADXL345 یا چیزی شبیه به آن این پروژه را راه اندازی کنید ! قطعا جواب نمیگیرید.

باتری: ما به باتری ای نیاز داریم که تا حد امکان سبک باشد و ولتاژ کار آن باید بیش از 5 ولت باشد تا بتوانیم به آردوینو مستقیماً و بدون هیچ ماژول تقویتی نیرو وارد کنیم. بنابراین انتخاب ایده آل برای ما یک باتری 7.4 ولت لیتیوم خواهد بود.

شاسی: برای ساخت شاسی مناسب باید بسیار دقت کنید. شما میتوانید شاسی را با مقوا ، چوب ، پلاستیک یا هرچیز دیگری بسازید. سعی کنید شاسی شما از استحکام کافی برخوردار باشد و در هنگامی که ربات در حال حفظ تعادل است تکان نخورد. ما در فایل دانلودی ، فایل های سه بعدی طراحی بدنه این ربات را قرار داده ایم و در صورت دسترسی به پرینتر های سه بعدی میتوانید از این فایل ها استفاده کنید.

لیست قطعات مورد نیاز پروژه ربات با آردوینو

• برد آردوینو Uno
• موتور گیربکس DC – دو عدد
• موتور درایور L298N
• سنسور شتاب سنج MPU6050 – دانلود کتابخانه + مشخصات سنسور MPU6050
• باتری لیتیوم 7.4 ولت

توضیحات مدار پروژه

شماتیک کامل پروژه در فایل دانلودی قرار داده شده است. اتصالات این ربات بسیار ساده است. ما فقط باید سنسور ژیروسکوپ MPU6050 را به آردوینو و موتور ها را نیز به ماژول درایور موتور متصل کنیم. مدار نیز توسط باتری لیتیوم یون 7.4 ولت تغذیه میشود. ماژول درایور و آردوینو مستقیما از طریق پین 12+ و Vin تغذیه میشود. رگولاتور موجود روی برد آردوینو Uno ، ورودی باتری 7.4 ولت را به 5 ولت تبدیل میکند و میکروکنترلر و سنسور شتاب سنج از آن نیرو میگیرند. موتور های DC میتوانند در محدوده ولتاژ 5 تا 12 ولت کار کنند. در جدول زیر برای راحتی شما نحوه اتصال پین های سنسور شتاب سنج و موتور درایور با آردوینو را مشخص کرده ایم.

MPU6050 از طریق پروتکل I2C با Arduino ارتباط برقرار می کند ، بنابراین ما از پین های A4 و A5 آردوینو استفاده می کنیم. موتورهای DC به پین ​​های D6 ، D9 ، D10 و D11 وصل می شوند. باید آنها را به پین ​​های PWM متصل کنیم زیرا می توانیم سرعت موتور DC را کنترل کنیم.