ربات آفتاب‌گردان هوشمند با آردوینو

قبل از اینکه دست به کار بشیم و قطعات رو روی بردبورد ببندیم، من مدار رو توی نرم‌افزار Tinkercad شبیه‌سازی کردم. این کار یه ترفند هوشمندانه‌ست تا هم از اتلاف وقت جلوگیری کنی و هم مطمئن بشی که مدار و کدها بدون هیچ خطایی کار می‌کنن. تو این پروژه هم همه‌چیز اول شبیه‌سازی و تست شد و بعد رفتیم سراغ ساخت فیزیکی.

پیشنهاد می‌کنم تو هم یه سر به Tinkercad بزنی و این مدار رو شبیه‌سازی کنی. می‌تونی مقادیر مختلف رو تغییر بدی تا دقیقا متوجه بشی هر قطعه چه تأثیری تو عملکرد کلی داره. بعد از اینکه خیالت از بابت شبیه‌سازی راحت شد، می‌ریم سراغ بستن مدار واقعی.

شاید فکر کنی نوشتن کد برای یه ربات تعقیب‌کننده نور خیلی پیچیده‌ست، اما در واقع کد این پروژه خیلی ساده و سرراسته. کار اصلی این کد اینه که اطلاعات مربوط به شدت نور رو از سنسورهای LDR بگیره و موقعیت سروو موتور رو بر اساس اون تنظیم کنه. هر سمتی که نور بیشتری به سنسور بتابه، موتور همون طرفی می‌چرخه؛ و اگر نور دریافتی هر دو سنسور برابر بشه، موتور همون‌جا ثابت می‌مونه.

اگر با برنامه‌نویسی آردوینو آشنایی داری، می‌تونی تو کدها دست ببری و تغییرات دلخواهت رو اعمال کنی؛ اما اگر تازه‌کاری، پیشنهاد می‌کنم به کد دست نزنی و مستقیما اون رو روی آردوینو Uno آپلود کنی. فقط یادت نره موقع آپلود، نوع برد و پورت COM رو تو نرم‌افزار Arduino IDE درست انتخاب کنی.

حالا که شبیه‌سازی رو با موفقیت پشت سر گذاشتیم، بستن مدار واقعی اصلا کار سختی نیست. اول از همه، سیم سیگنال میکرو سروو رو به پین D9 آردوینو وصل کن. سیم‌های تغذیه (GND و VCC) رو هم به ریل‌های مثبت و منفی بردبورد متصل کن.

در قدم بعدی، سنسورهای LDR رو روی بردبورد قرار بده. یک سر سنسور رو به تغذیه متصل کن و سر دیگه‌اش رو به یکی از پین‌های آنالوگ آردوینو (مثلا A0) بفرست. بعد از تکمیل سیم‌کشی‌ها، کابل USB رو به برد آردوینو و سیستم یا منبع تغذیه وصل کن تا مدار روشن بشه.

برای تست، می‌تونی یه منبع نور مثل چراغ‌قوه گوشی رو به سنسورهای LDR بتابونی؛ می‌بینی که سروو موتور به سمت نور حرکت می‌کنه. اگر دستت رو روی یکی از سنسورها بذاری تا تاریک بشه، موتور واکنش نشون می‌ده و به سمت سنسور روشن‌تر می‌چرخه. این یعنی مدارت به‌خوبی کار می‌کنه و آماده‌ست تا گل آفتاب‌گردان رو روش سوار کنی.

اگر دلت می‌خواد پروژه‌ات خیلی تمیزتر دربیاد و از شر سیم‌های بردبورد خلاص بشی، می‌تونی برای این مدار یه PCB (برد مدار چاپی) طراحی کنی تا اتصالاتت خیلی محکم‌تر و حرفه‌ای‌تر بشن.

استفاده از بردهای مدار چاپی، مخصوصا بردهای منعطف (Rigid-flex)، بهت این امکان رو می‌ده که مدار رو تو فضاهای محدود و خمیده هم به‌راحتی جاسازی کنی.

تو تصاویر این مرحله می‌تونی نمونه‌ای از این بردهای منعطف رو ببینی که چطور به پروژه‌ها ظاهر جذاب‌تری می‌بخشن و دوام قطعات رو بالا می‌برن.

+2

برای ساخت ظاهر پروژه، با استفاده از کاغذهای رنگی زرد و سبز یه گل آفتاب‌گردان درست کردم. با کمی چسب و برش‌های دقیق، تونستم گلی بسازم که ظاهر خیلی طبیعی و جذابی داره؛ حتی خودم هم انتظار همچین نتیجه خوبی رو نداشتم! حالا باید بازوی پلاستیکی (Horn) سروو موتور رو به پشت این گل کاغذی بچسبونی و بعد اون رو محکم روی شفت موتور نصب کنی.

برای اینکه سیم‌های مدار آویزون و شلخته به نظر نرسن، از یه کش الاستیک برای دسته‌بندی و مهار کردنشون استفاده کردم. حالا همه‌چیز آماده‌ست؛ کابل USB رو وصل کن تا گل آفتاب‌گردانت زنده بشه و همراه با نور به حرکت دربیاد. اگر تو مراحل ساخت به مشکلی خوردی، حتما تو بخش نظرات ازم بپرس.

دیدن این ربات آفتاب‌گردان که دقیقا مثل نمونه طبیعیش مسیر نور رو دنبال می‌کنه، حس خیلی خوبی می‌ده. دمت گرم که تا آخر این آموزش همراه آیسی‌مدار بودی؛ امیدوارم از ساخت این کاردستی خلاقانه لذت برده باشی!