اینترنت اشیاءبرنامه نویسیپایتونرزبری پایسخت افزارمیم تک 25

ساخت ربات با استفاده از رزبری پای و پایتون !!!

در این مقاله با نحوه ساخت ربات بوسیله رزبری پای و پایتون ربات آشنا میشیم. اگر مقاله ی قبلی را پیگیری کرده باشید، با پروژه های جذاب رزبری پای 3 و zero  آشنایی پیدا کرده اید. اگر هم کار با این برد جالب را به تازگی شروع کرده اید، شاید بد نباشد اول سری به مقاله ی آشنایی با رزبری پای 3 بزنید.

با من همراه باشید…

چیزهایی که قرار است با ساخت ربات یاد بگیریم:

  • تنظیمات یک موتورکنترلر با دو موتور
  • چگونگی کنترل موتورها با پایتون
  • روش ساخت شاسی ربات

مواد لازم برای ساخت ربات :

  • موتور 2 عدد
  • برد کنترلر
  • رزبری پای
  • شاسی
  • مقداری علم برنامه نویسی با پایتون
  • سیم به میزان کافی
  • پیچ گوشتی 1 عدد
  • اندکی خلاقیت

موتورها را تنظیم کنید:

برای ساخت ربات اول به موتور و برد کنترلر احتیاج داریم:

1) مونتاژ موتورها و برد :

اولین چیزی که برای ساخت ربات باید انجام دهید این است که برد کنترلر موتور خود را به رزبری پای ، باتری ها و موتورهای دوتایی متصل کنید، تا از کارکرد همه اطمینان حاصل کنید.

دستورالعمل هایی که در اینجا از یک برد کنترلر موتور L298N Dual H Bridge DC Stepper استفاده کردم.

این دستورالعمل ها برای بیشتر برد کنترلر ها مشابه است. اگر از برد دیگری استفاده می کنید، داکیومنت آن را مطالعه کنید.

2) سیم ها را با لحیم به موتور اضافه کنید:

اکثر موتورهایی که برای ساخت ربات تهیه می کنید، سیم ندارند، بنابراین شما باید سیم ها را به موتورها لحیم کنید.

اگر تاکنون با لحیم کار نکرده اید، می توانید از این لینک برای آشنایی با نحوه ی کار استفاده کنید.

اول سر سیم ها را جدا کنید تا رشته ی فلزی آن قابل مشاهده شود.

نوار پلاستیکی دور موتور را جدا کنید.

سیم را به هر یک از ترمینال های موتور وصل کنید. مهم نیست که کدام سیم به چه ترمینالی وصل شود. نوار پلاستیکی را دوباره نصب کنید.

با این روش احتمال کنده شدن لحیم ها کمتر می شود.

3) موتور را به برد وصل کنید:

شما باید موتور را به برد کنترلر وصل کنید. برای این کار یک پیچ گوشتی کوچک نیاز دارید.

با استفاده از پیچ گوشتی، پیچ ها را در بلوک های ترمینال OUT1، OUT2، OUT3 و OUT4 باز کنید. فقط کافیه پیچ هارا کمی شل کنید.

انتهای سیم ها را در بلوک های خروجی قرار دهید و پیچ ها را محکم کنید.

4) روشن کردن موتورها:

رزبری پای توانایی فراهم کردن انرژی کافی برای روشن کردن موتورها ندارد، بنابراین به چهار باتری AA برای تامین انرژی مورد نیاز موتورها نیاز داریم.

پیچ های بلوک ترمینال با برچسب VCC، GND و 5V را باز کنید.

نگه دارنده باتری AA و سیم قرمز را به ترمینال VCC وصل کنید.

سیم سیاه به بلوک GND وصل می شود .دقت کنید، سیم ها را در بلوک های درست قرار دهید.

پیچ ها را ببندید تا سیم ها در جای خود محکم شوند.

اتصال برد به رزبری پای :

برای ساخت ربات ، برد کنترلر مورد استفاده در این پروژه باید به رزبری پای متصل شود.

سایر بردها ممکن است به طور متفاوتی متصل شوند. مثلا بعضی بردها به سادگی می توانند بر روی پین Raspberry Pi GPIO به عنوان یک HAT قرار بگیرند. حتما راهنمای بردی که دارید را مطالعه کنید تا روش اتصال صحیح را انجام دهید. در برد کنترلر استفاده شده در اینجا پین ها با نام های In1، In2، In3، و In4، نامگذاری شده اند. همچنین دو پین GND نیز داریم.

در این پروژه، GPIO 7، 8، 9 و 10 مورد استفاده قرار گرفته است.

GPIO pin connects to board pin
7 <–> In1
8 <–> In2
9 <–> In3
10 <–> In4
GND <–> GND

تنظیم حرکت چرخ ها :

در ادامه مراحل ساخت ربات ، حالا باید مشخص کنیم هر یک از موتورها ربات را به کدام سمت هدایت کند

یکی از موتورها را انتخاب کنید. از یک قلم برای برچسب گذاری  استفاده کنید. مثلا بنویسید “راست “و با کشیدن یک پیکان بر روی آن نشان دهید که به چه مسیری پیش می رود. روی موتور سمت چپ هم این کار را تکرار کنید.

یکم برنامه نویسی با پایتون نیاز داریم:

Python Shell را باز کنید.

  • Menu > Programming > Python 3 (IDLE)
  • File > New File

داخل فایل ایجاد شده class Robot را import می کنیم و Robot object  را ایجاد کنید. برای رباتتون یک اسم انتخاب کنید. من اسمشو گذاشتم robby

برای فایل پایتونتون یک اسم بذارید و با پسوند py ذخیره اش کنید. هر اسمی می تونید انتخاب کنید ولی من اسم رباتمو گذاشتم یعنی robby.py . به این مورد که پایتون به حروف بزرگ و کوچک حساس است دقت کنید.

هر وقت خواستید برنامتون اجرا بشه کافیه F5 را  از روی کیبورد فشار بدهید.

  • قدم بعدی این هست که وارد Python Shell شوید و بنویسید: ( )robby.forward

ببینید چرخ ها شروع به حرکت کردن …

  • برای متوقف کردن چرخ ها هم از دستور ( )  robat.stop

robby.forward(0.4)
robby.right(0.4)

تو این مرحله جهت حرکت چرخ ها را مشخص می کنیم. 0.4 مقدار ثانیه ای است که تعریف می کنیم تا چرخ ها به همین میزان آرام تر بچرخند، تا جهت حرکت چرخ ها راحت تر مشخص شود.

ما این کار ها را برای موتور سمت راست انجام دادیم، پس اگر تغییرات را روی موتور راست می بینید همه چیز درست است.اما اگر تغییرات روی موتور سمت سمت چپ اعمال شده بود باید تنظیمات تغییر بدیم و پین های چپ و راست را تغییر دهیم مثل زیر:

وقتی از درستی حرکت به چپ و راست مطمئن شدید، باید حرکت به چپ و راست را هم تست کنید.

خب هر دو موتور را به سمت جلو هدایت کنید.

بررسی کنید که هر دو موتور در جهت نشان داده شده در زیر حرکت کنند.

اگر موتور راست یا چپ در جهت اشتباه در حال چرخش باشند، باید شماره پین های GPIO  را تغییر بدهیم. مثل زیر:

بریم سر وقت اسمبل کردن ربات:

هیچ راه ثابتی برای ساخت شاسی ربات به عنوان نمونه اولیه شما وجود ندارد، اما چند چیز وجود دارد که باید در ذهن داشته باشید:

  • شاسی باید قابلیت اتصال به رزبری پای، باتری ها و موتور کنترلر را داشته باشد.
  • شاسی باید این قابلیت را داشته باشد تا چرخ ها روی آن سوار شوند.
  • ممکن است بعدها یک گروه  از سنسور های خط و یک سنسور فاصله از اولتراسونیک یا یک سنسور لیدار به شاسی اضافه کنید. پس در نظر داشته باشید که شاسی شما این قابلیت ها را داشته باشد.

همیشه یک ایده خوب برای ساخت یک شاسی ربات ، به عنوان نمونه اولیه است.

در نهایت شما می توانید با برش لیزری ،چاپ با پرینتر سه بعدی برای رباتتون یک شاسی بسازید اما در این پروژه یک جعبه مقوایی به عنوان یک راه حل موقت کافی است.

در این مقاله می بینیم که چطور با رزبری پای وپایتون ربات بسازیم

اولین قدم این است که موتورهای خود را به شاسی وصل کنید:

موتورهای خود را داخل جعبه قرار دهید، تقریبا موقعیتی که می خواهید آنها را ببندید.

با یک قلم محلی که می خواهید محور موتور از دیوار جعبه عبور کند را علامت بزنید.

محل برش دیوار جعبه را به میزانی انتخاب کنید که چرخ ها به اندازه ی کافی فضا برای حرکت داشته باشند.

با یک جسم تیز محلی را که علامت زده اید برش دهید و محورها را از آن عبور دهید.

شما باید موتور را در محل نصب کنید. از بتونه یا نوار چسب استفاده کنید تا آنها را جای خود محکم کنید.

بعد از آن هم چرخ ها را به محورها متصل کنید

هنگامی که چرخ هارا در جای خود قرار دادید، می توانید یک کاستور توپ را به جلوی ربات بچرخانید تا به عنوان یک چرخ سوم عمل کند.

می تونید از یک پاور بانک استفاده کنید و رزبری پای خودتون سوار کنید ولی اگر می خواهید پاور بانک خودتون بسازید ، راهنمای زیر را دنبال کنید:

پاور بانک شخصی خودتون را بسازید:

مواد لازم:

  • charging protection board
  • 18650 battery (یا هر مدل باتری قلمی که در دسترستون هست فقط قابل شارژ باشه )
  • 18650 battery clip (جا باتری که با باتری هاتون هم خونی داشته باشه)
  • یک مقدار هم کار لحیم کاری داریم.

سیم سیاه را به قطب منفی و سیم قرمز را به قطب مثبت برد لحیم کنید.

بعد از وصل برد  به کلیدهای باتری ، باتری ها را قرار دهید. در بیشتر موارد  پایانه های مثبت و منفی مشخص نیستند. ترمینال کوچکتر فلزی مثبت است.

اگر LED قرمز شروع به چشمک زدن کند یعنی عمل شارژ کردن به درستی در حال اجراست.

چالش: ربات خود را برنامه ریزی کنید

حالا می توانید ربات خود را برای انجام هر کاری برنامه ریزی کنید.

اینجا یه برنامه می نویسیم که ربات به صورت مربعی حرکت کند. برای این کار از تابع sleep  با اندکی تغییر استفاده می کنم:

 

فراموش نکنید که تنها پنج دستورالعمل اساسی برای حرکت ربات شما وجود دارد:

با همین چند دستور می تونین به رباتتون بگین بچرخه، زیگزاگ بره یا حتی از لابه لای وسایل خونه یه مسیر تو در تو براش تعریف کنید.

اگر دوست دارین بازم با هم ربات های جالب بسازیم، نظراتتون با من در میون بذارین…

2 دیدگاه

  1. سلام خسته نباشید من یه سوالی داشتم با زبان برمامه نویسی پایتون میشه ربات هایی مانند مسیریاب.جنگجو..ساخت

    1. سلام .وقتتون بخیر.بله می شه اگر انتهای مقاله را چک بفرمایید من چند تا دستور ساده نوشتم برای تعیین مسیر همین دستورات می تونین بست بدین در ابعاد وسیع تر.در مقاله ی ربات هدایت شونده با ریموت کنترل هم یک سری دیگه از دستورات هست .داخل اینترنت هم سرچ کنین کلی دستور براتون میاره.

      http://mimtech.ir/mag/robot-with-remote-control/

ارسال پاسخ