Robot Multi Fitur DIY Dengan Arduino: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Robot ini terutama dibangun untuk memahami Arduino dan menggabungkan berbagai proyek Arduino untuk membentuk Robot Arduino Multi Fitur. Dan selanjutnya, siapa yang tidak ingin memiliki robot hewan peliharaan? Jadi saya menamakannya BLUE ROVIER 316. Saya bisa saja membeli sasis bertrack yang indah tetapi membuatnya dari awal mengajarkan Anda lebih banyak dan memberi Anda lebih banyak kebanggaan setelah Anda menyelesaikannya. Robot ini mampu memahami perintah suara, menjawab pertanyaan sederhana, mengendalikan seperti mobil RC dan bahkan menghindari rintangan saat bergerak. Hal ini terutama dikendalikan melalui ponsel Android yang terhubung melalui Bluetooth. Berdasarkan fitur Android seperti Google Voice Recognition dan Tilt sensing, ia benar-benar dapat berperilaku seperti robot yang lucu dan cerdas. Saya menambahkan BIRU dalam namanya karena sebagian besar didasarkan pada Bluetooth. Itu sebenarnya proyek Arduino pertama saya dan saya ingin itu unik. Jika Anda menyukai proyek ini, silakan pilih saya di Kontes Robotika!

Langkah 1: Video Demonstrasi

Demo robotnya bisa kamu tonton di situs ini:

Langkah 2: Kisah ROVIER

Anda dapat melompat ke langkah berikutnya jika Anda tidak ingin melalui cerita kecil yang lucu dari BLUE ROVIER 316. Sekitar setahun yang lalu, saya menerima Arduino UNO sebagai hadiah dari ayah saya. Karena ini adalah langkah pertama saya di bidang Arduino, saya ingin membuat sesuatu yang berbeda dan unik dari proyek Arduino pada umumnya. Dibutuhkan robot yang lucu dan pintar yang dapat memahami perintah Suara dan melakukan banyak hal yang lebih cerdas seperti Remote Control, Mengikuti Garis, Menghindari Rintangan dan sebagainya. Pertanyaannya adalah bagaimana menggabungkan mereka bersama-sama. Dan setelah menjelajahi internet untuk waktu yang sangat menyenangkan, saya menyimpulkan bahwa Bluetooth akan menjadi mode termurah. Maka, BLUE ROVIER dijalankan. Tetapi situasi muncul di mana saya harus mengecualikan banyak fitur robot yang saya harapkan dimiliki, terutama karena kurangnya memori pada Arduino UNO (bahkan lebih sedikit pin digital pada UNO). Tidak masalah, saya melanjutkan. Saya benar-benar membutuhkan waktu yang tepat untuk membuat versi final Robot. Dan setelah banyak cobaan dan kegagalan, BLUE ROVIER akhirnya muncul. Dan sekarang kita bisa beralih ke pembuatan robot.

Langkah 3: Komponen dan Suku Cadang

Anda hanya membutuhkan komponen berikut:1. Sistem Android 2. Arduino Uno 3. modul wtv020-sd-16p dan speaker 8ohm4. 2x rangkaian pengontrol motor L293d 5. 4x motor bo dan roda6. Sensor ultrasonik HC SR04 7. 9g servo8. 8 dudukan baterai AA dan baterai 9. Kartu micro SD 1gb 10. kotak sakelar kecil untuk sasis.11. Modul Bluetooth HC 05 Saya tahu ini terlihat mahal! Tapi jangan khawatir, biayanya hanya sekitar dua atau tiga ribu rupiah saja. Berbicara tentang Android, tidak akan menjadi masalah besar untuk memilikinya karena sebagian besar memilikinya saat ini. Tetapi memiliki versi yang lebih baru (di atas 5.0) dapat meningkatkan kinerja. Cobalah untuk membeli motor yang memiliki rpm sedang (60 hingga 100). Ini akan membantu menjaga kecepatan robot tetap terkendali, karena tidak ada sirkuit kontrol kecepatan lain yang dipasang. Dan 8 baterai aa cukup untuk menyalakan robot untuk waktu yang baik. Dan mengingat Bluetooth, HC 05 cocok untuk robot karena cukup murah, dan kinerjanya juga luar biasa. Kartu micro SD 1 GB diperlukan untuk menyimpan file suara yang diputar ketika ada pertanyaan yang diajukan ke robot [Dibahas secara rinci di bagian selanjutnya dari instruksi]. Komponen lainnya dibahas secara rinci dalam langkah masing-masing.

Sekarang mari kita beralih ke beberapa "Teori" sederhana yang digunakan dalam robot ini.

Langkah 4: Teori Kontrol Suara

Robot dapat memahami perintah suara melalui ponsel android. Saya kira semua orang akrab dengan Google Voice Recognition, fitur di Android tempat kita mengucapkan kata dan Google mengetiknya. Fitur yang sama digunakan di sini untuk mengenali perintah suara dan mengubahnya menjadi perintah teks. Aplikasi di sini mengubah ucapan menjadi teks melalui Google dan mengirimkannya ke robot melalui Bluetooth. Robot diprogram untuk mengikuti perintah yang diterima melalui Bluetooth. Ia juga mampu menjawab sejumlah pertanyaan dengan baik. Anda bahkan dapat menambahkan beberapa perintah lagi dalam kode untuk membuat robot melakukan beberapa hal yang lebih mengagumkan. Berikut adalah Aplikasi Android:

Langkah 5: Teori Kontrol Gerakan

Kontrol gerakan atau mode kontrol gerakan juga dilakukan melalui Android. Dalam mode ini, robot dapat dikendalikan sebagai mobil RC dengan menggunakan Android sebagai kemudi. Ada sensor yang disebut "Accelerometer" di semua Android yang digunakan dalam mode ini. Akselerometer ini dapat menentukan sudut kemiringan ponsel dengan mengukur gaya akselerasi yang bekerja pada Android. Sensor inilah yang membuat Android memutar layarnya saat kita memiringkan ponsel. Aplikasi di sini menggunakan akselerometer ponsel untuk menentukan sudut kemiringan ponsel. Kemudian karakter (A, B….) dikirim ke robot melalui Bluetooth. Arduino diprogram untuk bekerja sesuai dengan data yang diterima. Jika ponsel dimiringkan ke depan, karakter A dikirim dan robot bergerak maju. Saat dimiringkan ke belakang, karakter B dikirim dan robot bergerak mundur dan begitu seterusnya ke kiri dan ke kanan. Ketika Android ditempatkan secara horizontal, karakter E dikirim dan robot berhenti bergerak.

Langkah 6: Teori Kontrol Bluetooth

Dalam mode ini, robot bekerja sebagai mobil RC umum. Tidak ada yang baru dalam mode ini, ini sama seperti mobil remote control umum yang tersedia di pasaran, satu-satunya perbedaan adalah kami menggunakan aplikasi Android untuk mengontrol robot. Ada tombol berbeda di aplikasi, masing-masing memiliki karakter berbeda terkait dengannya. Ketika tombol apa saja disentuh, karakter dikirim ke robot melalui Bluetooth, seperti mode kontrol gerakan. Selanjutnya, karakter yang sama dikirim saat tombol masing-masing disentuh, dan robot mengikuti karakter yang masuk. Saya telah menggunakan tombol 360 dan -360 derajat di aplikasi untuk membuat robot melihat ke kanan dan ke kiri. Anda dapat mengubahnya dalam kode jika Anda ingin membuat robot melakukan beberapa hal lain.

Langkah 7: Teori Penghindaran Rintangan

Dalam mode ini, robot bekerja sebagai robot Penghindar Rintangan, mencegah dirinya dari bertabrakan dengan objek apa pun. Ini dilakukan dengan sensor HC SR04. Saya kira Anda tahu tentang SONAR (Sound Navigation And Ranging). Sensor HC SR04 terus menerus memancarkan gelombang suara ultrasonik. Gelombang ini dipantulkan kembali setelah menabrak permukaan padat dan kembali ke sensor. Waktu yang dibutuhkan gelombang untuk kembali ke sensor dicatat. Karena suara merambat dengan kecepatan kira-kira 340 m/s dan kita tahu bahwa KECEPATAN × WAKTU = JARAK, kita dapat menentukan jarak di depan. Misalnya, jika suara membutuhkan waktu 2 detik untuk kembali, kita dapat menentukan jarak melalui rumus di atas yaitu 340 × 2 = 680 m. Beginilah cara robot dapat mengukur jarak di depannya melalui sensor. Saat bergerak, robot terus menerus mengukur jarak di depannya melalui sensor. Jika ia merasakan bahwa ruang kosong di depannya kurang dari 30 cm, ia berhenti bergerak. Kemudian melihat ke kiri dan ke kanan dan membandingkan jarak setiap sisinya. Jika sisi kiri memiliki jarak yang lebih jauh, robot berbelok ke kiri. Lain jika sisi kanan lebih besar, robot berbelok ke kanan. Jika kedua sisi memiliki jarak yang sama, robot berbalik. Mekanisme sederhana ini membantu robot menghindari rintangan.

Langkah 8: Merakit Sasis

Membuat sasis sendiri, Anda harus sangat berhati-hati dengan pengukuran dan penyelarasan. Saya memilih untuk melakukannya karena saya tidak dapat menemukan satu pun di internet yang memuaskan saya. Kotak sakelar umum yang digunakan untuk tujuan catu daya digunakan sebagai sasis. Saya kira, Anda dapat dengan mudah mendapatkannya dari toko peralatan listrik. Pertama, pasang keempat motor di bagian bawah dengan lem atau klem lalu pasang roda. Kemudian Anda harus membuat kepala robot (sensor servo dan HC SR04). Untuk kepala, potong sepotong kecil perfboard dan pasang ke servo melalui sekrup. Kemudian pasang sensor ultrasonik ke perfboard dengan lem. Potong lubang persegi kecil di bagian atas kotak dan pasang servo di dalamnya. Kemudian pasang dudukan baterai di bagian belakang robot melalui sekrup. Masukkan sirkuit dan komponen lainnya ke dalam kotak dan sasis Anda siap. Jangan lupa untuk membuat beberapa lubang di depan speaker agar suara yang keluar dan menghasilkan kualitas yang lebih baik.

Langkah 9: Mempersiapkan Modul Suara

Mode bicara robot dipenuhi oleh modul WTV 020 SD. Modul ini digunakan untuk memutar file suara untuk robot. Ketika ada pertanyaan yang diajukan, arduino akan membuat modul memutar file suara masing-masing di kartu SD. Ada empat jalur data serial pada modul untuk berkomunikasi dengan arduino, reset, jam, data dan pin sibuk. Ingatlah bahwa nama file harus dalam desimal (001, 0002…). Dan file tersebut harus dalam format AD4 atau WAV. Selanjutnya modul ini hanya berfungsi pada kartu micro SD 1gb. Beberapa modul bahkan bekerja pada kartu 2gb dan kartu tersebut dapat menampung maksimal 504 file suara. Jadi Anda dapat memasukkan sejumlah file suara yang bagus untuk diputar untuk sejumlah pertanyaan yang bagus. Anda bahkan dapat membuat file AD4 suara Anda sendiri (Anda dapat melewati bagian ini jika Anda dapat menyesuaikan dengan file suara yang disediakan bersama dengan instruksi ini). Pertama, Anda harus memiliki dua perangkat lunak, perangkat lunak pengedit suara dan perangkat lunak bernama 4D SOMO TOOL yang akan mengonversi file ke format AD4. Kedua, Anda harus menyiapkan Suara Robot. Anda dapat mengonversi teks menjadi ucapan atau bahkan merekam suara Anda sendiri dan membuat suara Robot. Kedua hal ini dapat dilakukan di dalam Perangkat Lunak Pengeditan Suara. Tapi yang pasti, robot tidak terlihat bagus jika berbicara dengan suara manusia. Jadi lebih baik mengonversi teks menjadi ucapan. Ada berbagai mesin seperti Microsoft Anna dan Microsoft Sam Komputer Anda yang akan membantu melakukan ini. Setelah menyiapkan file suara, Anda harus menyimpannya dalam 32000 Hz dan dalam Format WAV. Ini karena modul ini dapat memutar file suara hingga 32000 Hz. Kemudian gunakan 4D SOMO TOOL untuk mengonversi file ke format AD4. Untuk melakukannya, cukup buka SOMO TOOL, pilih file, dan klik AD4 Encode dan file suara Anda sudah siap. Anda dapat memeriksa gambar di atas untuk referensi. Jika Anda ingin detail lebih lanjut dalam membuat suara robot, Anda bisa pergi ke sini:

[Membuat Suara Robot]Berikut adalah file suara asli dan perangkat lunaknya:

Langkah 10: Membuat Koneksi

Pendek semua pin Vcc dari modul masing-masing bersama-sama dan hubungkan ke pin 5v pada arduino. Lakukan hal yang sama untuk pin gnd. Berikut adalah koneksi dari modul yang berbeda. Modul HC 05:pin RX ke arduino dig pin 0. TX pin ke arduino dig pin 1. HC SR04 sensor:Echo pin ke arduino dig pin 6. Trig pin ke arduino dig pin 7WTV020-SD modul:pin1 (reset pin) ke arduino gali pin2.pin4 ke speaker + pin5 ke speaker -pin7 (clock) ke arduino gali pin3.pin8 ke gnd.pin10 (data) ke arduino gali pin4.pin15 (sibuk) ke arduino dig pin5.pin16 ke 3.3vKemudian, sambungkan kabel sinyal servo (kuning) dan untuk menggali pin 12. L293d pengontrol motor: pin A1 ke arduino dig pin 8.pin A2 ke arduino dig pin 9.pin B1 ke arduino dig pin 10.pin B2 untuk arduino dig pin 11. Ingat bahwa dalam robot ini, kita menggunakan dua modul L293d. Hal ini karena satu modul memiliki kapasitas untuk menyalakan hingga dua motor. Untuk mengendalikan empat motor, kami menggunakan dua driver motor. Jadi jangan lupa untuk membuat koneksi duplikat pada kedua modul pengontrol motor. Misalnya menghubungkan pin Arduino 8 ke pin A1 dari kedua modul driver. Jangan lupa untuk menghubungkan output satu modul pada dua motor dan modul lainnya ke dua motor lainnya. Periksa diagram untuk referensi lebih lanjut.

Langkah 11: Kode Arduino

Itu adalah waktu yang menyenangkan membuat kode. Ini sama sekali bukan kode yang rumit, hanya menggunakan beberapa perpustakaan untuk berkomunikasi dengan Android dan modul suara. Sebagian besar pekerjaan dilakukan di Android dan bukan di Arduino. Kode ini didasarkan pada komunikasi Bluetooth dan data yang masuk dari Bluetooth. Kode dibuat sedemikian rupa sehingga kita harus memberikan perintah suara kepada robot untuk menjalankan mode yang berbeda dan Arduino terus memeriksa Sinyal Bluetooth yang masuk. Untuk menghentikan mode apa pun, kita hanya perlu mengatakan "stop". Satu-satunya masalah dengan kodenya adalah kita harus mematikan robot secara manual saat berada dalam Mode Penghindaran Rintangan. Kami tidak dapat menggunakan perintah "stop" dalam mode ini. Ini karena pengaturan fitur ini mempengaruhi kecepatan pemindaian jarak objek. Arduino harus membaca secara bersamaan baik jarak suatu objek maupun sinyal Bluetooth yang masuk. Ini mengganggu mode dan robot gagal melindungi dirinya sendiri sepenuhnya dari rintangan. Robot mungkin gagal berhenti seketika bahkan jika jarak di depan kurang dari 30 cm. Jadi sebaiknya tidak menyertakan fitur ini dalam mode ini. Cukup unduh pustaka dan kodenya dan Unggah ke Arduino. Tapi jangan lupa untuk mengeluarkan pin TX dan RX (0, 1) dari Arduino sebelum mengunggah. Pin ini digunakan untuk komunikasi Serial dan digunakan selama pengunggahan kode. Dan pada robot ini, pin tersebut digunakan untuk menghubungkan modul Bluetooth. Jadi, jangan lupa untuk melepasnya karena dapat menghambat Modul Bluetooth Anda. Berikut adalah kode dan pustakanya:

Langkah 12: Menyortir Masalah dan Melakukan Perbaikan

Anda dapat melewati langkah ini karena hanya berkaitan dengan penyempurnaan robot. Banyak masalah muncul pada modul WTV-020-SD-16p, mengenai kapasitas kartu memori. Ini karena beberapa modul bekerja pada kartu 2 GB sementara beberapa tidak. Jadi lebih baik menggunakan kartu micro SD 1 GB. Tidak akan ada banyak masalah dalam menggunakan versi komponen yang berbeda. Sebutkan dapat dibuat dari versi yang berbeda dari modul wtv 020 sd. Ini karena hanya ada perbedaan pengemasan antara modul, sementara sebagian besar hal internal lainnya tetap sama. Hal penting lainnya, menggunakan PCB untuk robot akan sangat membantu mengurangi konsumsi arus. Jika Anda menghubungkan komponen yang berbeda seperti saya, Anda akan dikenakan biaya beberapa saat karena sejumlah besar akan hilang di kabel, memiliki resistansi tinggi. Ini karena sirkuitnya cukup besar. Instruksi ini tidak termasuk merancang PCB (karena saya tidak membuatnya) tetapi dapat meningkatkan efisiensi daya robot. Tetapi BLUE ROVIER 316 belum selesai! Saya berpikir untuk memasukkan beberapa fitur lagi seperti mengikuti garis, memecahkan labirin dan banyak hal lainnya. Tapi itu tetap menjadi mimpi karena kurangnya pin di Arduino UNO (BLUE ROVIER sangat memakan banyak pin Arduino). Jadi saya berpikir untuk meningkatkan semua fitur dari robot ini dan menggabungkannya untuk membentuk Robot Arduino yang lebih canggih dan berguna. Jadi bersiaplah untuk melihat tampilan modifikasi ROVIER dalam beberapa bulan!!!Saya bahkan ingin melihat versi modifikasi lain dari robot oleh orang lain yang memiliki kreativitas lebih dari saya!!!!

Langkah 13: Bermain Dengan Robot

Nyalakan robot dan lihat bagaimana robot itu menyapa Anda, bermain dengan Anda. Ajukan pertanyaan apa pun (bukan pertanyaan bodoh!) dan lihat jawabannya. Anda dapat memberitahu untuk mengikuti garis atau untuk terus maju. Katakan saja 'berhenti' ketika Anda ingin menghentikan robot.

Runner Up Kontes Robotika 2017