Wie Xod Ihnen hilft, Arduino-Roboter ohne Codierung zu bauen
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Der Einstieg in die DIY-Arduino-Robotik kann einschüchternd sein, wenn Sie noch nie zuvor codiert haben. Egal wie großartig Ihre Ideen sind, wenn Sie Ihren Mikrocontroller nicht programmieren können, wird Ihr Roboter nicht viel bewirken.
Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, Ihr Arduino zu programmieren, ohne eine einzige Codezeile zu schreiben. Heute beschäftigen wir uns mit der grundlegenden Robotik unter Verwendung von Xod, einer auf Open Source Visual Programming Node basierenden Arduino-kompatiblen IDE.
Der Code-freie Roboter
Das heutige Projekt verwendet einige Standardkomponenten der Hobby-Robotik, um einen Prototyp eines Roboterarms mit Entfernungsmessung zu erstellen. Die Kombination eines Servos und eines Ultraschall-Abstandssensors ist in der Hobby-Robotik üblich, und Sie werden einen LCD-Bildschirm hinzufügen.
Das fertige Projekt protokolliert Entfernungswerte auf dem LCD-Bildschirm und bewegt den Servoarm proportional zur vom Entfernungsmesser erkannten Entfernung.
Mit ein wenig Fantasie ist dies ein Roboterarm, der versucht, Sie zu ergreifen, wenn Sie zu nahe kommen. Gruslig!
Hardware-Anforderungen
Sie brauchen :
- Arduino-kompatibles Board (für dieses Projekt wird ein Uno verwendet)
- 16 × 2 LCD-Bildschirm
- Ultraschall-Abstandssensor HC-SR04
- Hobby-Servo
- 10k Potentiometer
- 220 Ohm Widerstand
- 5V Netzteil
- Steckbrett und Anschlussdrähte
Für dieses Projekt sind einige Komponenten erforderlich, aber jedes gute Arduino-Starterkit sollte alles enthalten, was Sie benötigen. Im Elegoo Uno R3-Starterkit habe ich alles gefunden, was ich brauchte. Alternativ ist jede der oben aufgeführten Komponenten supergünstig und bei allen guten Hobby-Elektronikhändlern erhältlich.
Einrichten des LCD-Bildschirms
Fügen Sie Ihren LCD-Bildschirm, ein 10k-Potentiometer und einen 220-Ohm-Widerstand gemäß dem obigen Fritzing-Diagramm zum Steckbrett hinzu.
Das Einrichten eines LCD-Bildschirms kann beim ersten Mal ziemlich einschüchternd sein. Beachten Sie jedoch weiterhin das Diagramm, und Sie werden es verstehen! Um es einfacher zu machen, habe ich die LCD- und Arduino-Pins so eingestellt, dass sie exakt mit denen des offiziellen Arduino-LCD-Tutorials übereinstimmen.
Hinzufügen des Servo- und Ultraschallsensors
Fügen Sie nun Ihren Ultraschallsensor HC-SR04 zum Steckbrett hinzu. Verbinden Sie die VCC- und GND- Pins mit den 5V- und Erdungsschienen des Steckbretts. Verbinden Sie den Trig Pin mit Arduino Pin 7 und den Echo Pin mit 8 .
Als nächstes befestigen Sie Ihr Servo. Die Verdrahtungsfarben können hier variieren, aber in der Regel wird Rot an den 5-V- Pin und Braun oder Schwarz an den GND- Pin angeschlossen. Die Datenleitung, die normalerweise gelb oder orange ist, wird an Pin 10 angeschlossen .
Verbinden Sie abschließend die Erdungsschiene des Steckbretts mit einem der GND- Pins des Arduino. Das ist es! Sie sind alle eingerichtet.
Herunterladen der Xod-IDE
Besuchen Sie Xod.io und laden Sie die kostenlose Xod-IDE herunter. Es ist für Windows, Mac und Linux verfügbar. Es gibt auch eine browserbasierte Version, aber da Sie sie nicht zum Hochladen von Arduino-Skizzen verwenden können, funktioniert sie für dieses Projekt nicht.
Laden Sie: Xod IDE für Windows, Mac und Linux herunter
Mit Xod blinken
Wenn Sie Xod zum ersten Mal öffnen, wird das Tutorial-Projekt angezeigt. Alternativ können Sie es auch über das Menü Hilfe öffnen. Klappen Sie die Welcome-to-Xod- Sammlung im Projektbrowser auf der linken Seite auf und wählen Sie 101-Upload .
Diese Knoteneinrichtung dient zum Testen, ob der Code erfolgreich auf das Arduino hochgeladen wurde. Es funktioniert genauso wie eine Blink-Skizze in der Arduino IDE. Der Uhrenknoten erzeugt jede Sekunde ein Signal. Dies verbindet sich mit dem Flip-Flop- Knoten, der jedes Mal, wenn er das Signal empfängt, zwischen wahr und falsch hin und her wechselt. Der Ausgang des Flip-Flops ist mit dem LED- Knoten verbunden und schaltet ihn aus und ein.
Klicken Sie auf den LED-Knoten, und im Inspektorfenster werden die Parameter angezeigt. Ändern Sie den Port auf 13, wie oben gezeigt, den Pin mit einer integrierten LED auf einem Arduino. Beachten Sie, dass Xod aus 13 automatisch D13 macht . Sie müssen das D nicht selbst eingeben, aber es macht keinen Unterschied für dieses Tutorial, wenn Sie dies tun!
Um zu testen, ob es funktioniert, schließen Sie Ihren Arduino über USB an, gehen Sie zu Deploy> Upload to Arduino und wählen Sie den richtigen Kartentyp und COM-Port aus.
Wenn Sie die Arduino-LED blinken sehen, können Sie loslegen! Wenn nicht, überprüfen Sie die Karte und die Portnummer und testen Sie sie erneut, bevor Sie fortfahren.
LCD programmieren
Normalerweise werden wir jetzt in den langen Prozess des Codierens einsteigen, aber da wir Xod verwenden, werden wir keine schreiben. Wählen Sie im Projektbrowser text-lcd-16 × 2 - Sie finden es unter xod / common-hardware . Ziehen Sie es in Ihr Programm und richten Sie es mit dem Inspektor wie gezeigt mit den Stiften ein.
L1 ist die erste Zeile des LCDs und L2 ist die zweite, denn jetzt haben wir "Hello World" fest codiert, um zu überprüfen, ob alles funktioniert. Stellen Sie Ihr Programm auf dem Arduino bereit, damit es funktioniert. Wenn Ihr Text schwer zu sehen ist, drehen Sie das 10k-Potentiometer, um den LCD-Kontrast einzustellen.
Nun richten Sie den Abstandssensor ein und lassen ihn mit dem LCD-Bildschirm sprechen.
Fernerkundung
Ziehen Sie den Knoten hc-sr04-ultrasonic-range in Ihr Projekt und setzen Sie die TRIG- und ECHO- Pins auf 7 und 8, um die Einstellungen zu übernehmen, die Sie zuvor vorgenommen haben.
Sie finden den concat- Knoten unter xod / core im Projektbrowser. Ziehen Sie es zwischen den Ultraschall-Entfernungssensorknoten und den LCD-Knoten. Sie werden dies verwenden, um die Anzeige des Entfernungssensors mit einem eigenen Text zu verknüpfen (was ein ausgefallenes Wort zum Kombinieren ist).
Dieses Bild zeigt, was los ist. Der Dm- Ausgang des Entfernungssensorknotens ist an IN2 angeschlossen, und Sie können sehen, dass der Inspector ihn als verknüpft markiert. Geben Sie "Distance:" in das Feld IN1 ein . Verbinden Sie nun den Ausgang des Concat-Knotens mit L1 des LCD-Knotens.
Speichern Sie das geänderte Programm und stellen Sie es bereit. In der oberen Zeile des LCD wird nun der Messwert des Entfernungssensors angezeigt!
Servo Setup
Um das Servo zum Laufen zu bringen, sind drei Teile erforderlich. Beginnen Sie, indem Sie einen Map-Clip- Knoten aus xod / math in Ihr Programm ziehen. Dieser Knoten entnimmt Informationen aus dem Dm- Ausgang des Entfernungssensorknotens und ordnet sie den Werten zu, die der Servo versteht.
Smin und Smax stellen den minimalen und maximalen Bereich dar, um das Servo zu aktivieren, in diesem Fall zwischen 5 und 20 cm. Diese Werte werden auf Tmin und Tmax abgebildet, die als minimale und maximale Servoposition auf 0 und 1 gesetzt sind.
Der Fade- Knoten unter xod / core nimmt den Ausgabewert des Map-Clip-Knotens und glättet ihn mit einer definierten Rate . Dies verhindert ungewollte ruckartige Servobewegungen. Eine Rate von 2 ist eine gute Balance, aber Sie können hier mit verschiedenen Werten experimentieren, damit das Servo schneller und langsamer reagiert.
Schließlich übernimmt der Servoknoten, den Sie unter xod-dev / servo finden, den Ausgabewert vom Fade-Knoten. Ändern Sie den Port auf 10 . Sie können UPD kontinuierlich eingeschaltet lassen, da unser Servo basierend auf dem Bereichssensor ständig aktualisiert werden soll.
Speichern Sie Ihr Skript und stellen Sie es auf der Arduino-Platine bereit. Ihr Roboterarm-Prototyp ist fertig!
Testen Sie es aus
Wenn Sie nun etwas in der Nähe des Entfernungssensors platzieren, zeichnet das LCD die Entfernung auf und das Servo bewegt sich proportional zur erkannten Entfernung. Das alles ohne Code.
Der vollständige Knotenbaum zeigt, wie einfach es ist, komplexe Programme in Xod zu erstellen. Wenn Sie Probleme haben, überprüfen Sie sowohl Ihre Schaltung als auch jeden Knoten sorgfältig auf Fehler.
Der No-Code-Arduino-Roboter
Mit Xod kann jeder Arduino-Boards programmieren, unabhängig von den Codierungskenntnissen. Xod arbeitet sogar mit der Blynk DIY IoT-App und macht ein komplettes, code-freies DIY-Smart-Home zu einer echten Möglichkeit.
Auch mit Tools wie Xod ist das Erlernen des Codierens für DIY-Projekte wichtig. Glücklicherweise können Sie Code auf Ihrem Smartphone lernen. Möchten Sie Basic Coding lernen? Probieren Sie in Ihrer Freizeit 5 Bite-Sized-Coding-Apps aus. Möchten Sie die grundlegende Codierung erlernen? Probieren Sie 5 Bite-Sized-Coding-Apps in Ihrer Freizeit aus. Sie möchten die grundlegende Codierung erlernen, haben aber wenig Zeit? Diese mundgerechten Codierungs-Apps nehmen nur wenige Minuten Ihres anstrengenden Tages in Anspruch. Lesen Sie mehr, um die Grundlagen zu erlernen!
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