ساخت رباتهای هوشمند با آردوینو: کنترل صوتی، دنبالکننده خط سیاه و سفید، دنبالکننده نور و رباتهای دوریکننده از نور و اشیاء، ربات کنترلشونده با گوشی هوشمند
در این دوره آموزشی، شما با چگونگی ساخت و کنترل رباتها با استفاده از آردوینو آشنا خواهید شد. از ساخت یک ربات ساده تا کنترل آن با گوشی هوشمند و همچنین پیادهسازی عملکردهای پیشرفتهتر مانند دنبالکردن خط و نور، در این دوره پوشش داده میشود.
پیشنیازها: هیچ پیشنیازی لازم نیست، آشنایی اولیه با الکترونیک مزیت محسوب میشود.
آیا به کنترل ربات با گوشی هوشمند علاقهمندید؟ به جای درستی آمدهاید! در این دوره، مفاهیم اساسی و برنامهنویسی مورد نیاز برای طراحی یک ربات آردوینو کاملاً کاربردی را یاد خواهید گرفت. برای این دوره، به یک برد میکروکنترلر ساده اما قدرتمند و پیشرفته به نام Arduino UNO و یک بلوتوث به همراه چند قطعه الکترونیکی اولیه نیاز دارید.
رباتیک اساساً شاخهای از فناوری است که به طراحی، ساخت، بهرهبرداری و کاربرد رباتها میپردازد. این یک ابزار قدرتمند برای درک مفاهیم اساسی علوم کامپیوتر، مهندسی مکانیک و مهندسی برق است. در این دوره ربات آردوینو، ما از یک نسخه سادهشده از زبان C++ برای برنامهنویسی ربات خود با استفاده از Arduino IDE استفاده خواهیم کرد.
این دوره برای دانشآموزانی طراحی شده است که علاقهمند به کنترل یک ربات آردوینو با گوشی هوشمند اندرویدی هستند. هیچ تجربهای در زمینه برنامهنویسی لازم نیست. تنها چیزی که نیاز دارید، یک آردوینو، بلوتوث، برخی سختافزارهای کمهزینه و قطعات الکترونیکی برای ساخت ربات است. ما از مبانی برنامهنویسی آردوینو شروع میکنیم و سپس به مباحث پیشرفتهتر میپردازیم.
در این دوره، ابتدا با مبانی آردوینو آشنا میشوید و سپس به نصب و راهاندازی آردوینو بر روی کامپیوتر یا لپتاپ خود میپردازیم.
پس از درک مبانی آردوینو، به ساخت ربات آردوینو خود میپردازیم. تمام قطعات مورد نیاز برای ساخت این ربات در بخش 2 ذکر شده است.
در بخش ربات کنترل زمان، ابتدا با عملکرد درایورهای موتور و نحوه کنترل 2 موتور با استفاده از یک درایور موتور آشنا میشوید.
سپس، برنامه آردوینو را مینویسیم تا ربات برای یک بازه زمانی مشخص در جهتهای زیر حرکت کند:
ارتباط سریال برای ارسال و دریافت داده بین دستگاههای سختافزاری الکترونیکی ضروری است. ما از ارتباط سریال برای کنترل LEDها، سنسور پتانسیومتر و ربات آردوینو استفاده خواهیم کرد.
در این بخش، یاد میگیرید که چگونه مقادیر آنالوگ را از سنسورها بخوانید و آن را در Serial Monitor نمایش دهید. همچنین مقادیر را از رایانه به آردوینو مینویسید (ارسال داده).
سیستم عامل اندروید پس از پیدایش خود در حدود 10 سال پیش، جهان را فرا گرفت. یکی از مزایای اصلی داشتن یک گوشی هوشمند اندرویدی، توانایی استفاده از آن به عنوان یک کنترل از راه دور برای کنترل رباتها و سایر دستگاههای الکترونیکی است.
در این دوره، ما 5 برنامه اندرویدی را با استفاده از ابزاری به نام AppInventor2 طراحی میکنیم. AppInventor2 یک نرمافزار برنامهنویسی گرافیکی است که با استفاده از آن حتی یک برنامهنویس غیرحرفهای میتواند برنامههای اندرویدی شگفتانگیزی را در عرض چند دقیقه طراحی کند.
ما 3 برنامه اندرویدی برای کنترل آردوینو ایجاد میکنیم و هر برنامه به روش متفاوتی کار میکند.
در برنامه اندرویدی Smartbot، ما 5 دکمه (به جلو، به عقب، چپ، راست و توقف) ایجاد میکنیم. هنگامی که کاربر بر روی هر یک از دکمهها کلیک میکند، ربات در آن جهت خاص حرکت میکند.
در برنامه اندرویدی AcceleroControl Robot، ما از حسگر شتابسنج از گوشی هوشمند اندرویدی برای کنترل ربات استفاده میکنیم. بنابراین، وقتی کاربر ربات را به سمت جلو کج میکند، به سمت جلو حرکت میکند، وقتی گوشی هوشمند صاف نگه داشته شود، ربات متوقف میشود. به طور مشابه، با اشاره به جهت گوشی هوشمند، میتوانید جهت ربات آردوینو را کنترل کنید.
در ربات Voice Control، ما ربات خود را با ارائه ورودیهای صوتی در جهتهای مختلف حرکت میدهیم.
در ربات دنبالکننده خط سیاه، ابتدا عملکرد اصلی سنسور IR را درک میکنیم و سپس آن را به ربات خود متصل میکنیم. پس از این، منطق برنامهنویسی را درک میکنیم و سپس ربات آردوینو را برنامهنویسی میکنیم تا خط سیاه را دنبال کند.
در ربات دنبالکننده خط سفید، ابتدا عملکرد اصلی ربات دنبالکننده خط سفید را درک میکنیم و سپس برنامه دنبالکننده خط سیاه را معکوس میکنیم تا ربات آردوینو یک خط سفید را دنبال کند.
در ربات دنبالکننده اشیاء، ابتدا عملکرد اصلی این ربات را درک میکنیم. پس از این، برنامه ربات دنبالکننده اشیاء را مینویسیم تا ربات آردوینو بتواند یک شیء را دنبال کند.
در ربات دوریکننده از اشیاء، ابتدا عملکرد اصلی این ربات را درک میکنیم. پس از این، برنامهای را مینویسیم تا ربات آردوینو از شیء دوری کند یا از آن دور شود.
ربات اجتنابکننده از اشیاء مشابه ربات دوریکننده از اشیاء است، اما در شرایط خاص، به جای دور شدن از شیء، به سادگی از آن اجتناب میکند.
در ربات دنبالکننده نور، ابتدا عملکرد اصلی این ربات را درک میکنیم. پس از این، برنامه ربات دنبالکننده نور را مینویسیم و از نور فلاش گوشی هوشمند استفاده میکنیم تا ربات آردوینو بتواند آن را دنبال کند.
در ربات دوریکننده از نور، ابتدا عملکرد اصلی این ربات را درک میکنیم. پس از این، برنامهای را مینویسیم تا ربات آردوینو از یک منبع نور دور شود یا از آن دوری کند.
ربات اجتنابکننده از نور مشابه ربات دوریکننده از نور است، اما در شرایط خاص، به جای دور شدن از منبع نور، به سادگی از آن اجتناب میکند.
Dinesh Tavasalkar
مهندس، توسعه دهنده، مربی فنی
نمایش نظرات