بازوی رباتیک هوشمند ۴ محوره با قابلیت تعقیب اجسام

تو قدم اول باید بدنه اصلی بازوی رباتیک رو بسازی. کیت‌های بدنه معمولا از قطعات برش‌خورده چوبی یا پلکسی تشکیل شدن. طبق الگو، قطعات پایه، بازو، ساعد و گیره رو به هم متصل کن و سرووموتورهای SG90 رو تو جایگاه‌های مخصوص خودشون پیچ کن تا مفاصل ربات به درستی شکل بگیرن.

برای اینکه آردوینو بتونه هر چهار موتور رو همزمان و بدون افت جریان کنترل کنه، از ماژول درایور PCA9685 استفاده می‌کنیم. سیم‌های هر چهار موتور رو طبق لیست زیر به پین‌هدرهای ماژول متصل کن و حواست باشه رنگ سیم‌ها (سیگنال، مثبت و منفی) درست جا بخوره:

• موتور گیره جلویی بازو <- اتصال به پین شماره 0 درایور
• موتور مفصل سمت راست <- اتصال به پین شماره 1 درایور
• موتور مفصل سمت چپ <- اتصال به پین شماره 2 درایور
• موتور پایه چرخان پایین <- اتصال به پین شماره 3 درایور

ارتباط بین درایور موتور و آردوینو از طریق پروتکل I2C برقرار می‌شه که به سیم‌کشی خیلی کمی نیاز داره. پین GND درایور رو به GND آردوینو، پین SCL رو به پایه A4، پین SDA رو به پایه A5 و در نهایت پین VCC درایور رو به پایه VIN آردوینو متصل کن.

حالا باید قدرت بینایی رو به رباتمون اضافه کنیم! اول سنسور اولتراسونیک رو داخل قاب مخصوصش قرار بده و بعد اون رو با چسب حرارتی روی قسمت جلویی بازو (بالای گیره) محکم بچسبون تا دقیقا روبه‌روی ربات رو اسکن کنه.

بعد از اون، دو تا سنسور مادون قرمز رو بیار و یکی رو در سمت راست قاب سنسور اولتراسونیک و اون یکی رو در سمت چپش با چسب حرارتی فیکس کن. این ترکیب به ربات می‌فهمونه که هدف در چه فاصله‌ای قرار داره و به کدوم سمت حرکت کرده.

وقتی تعداد سنسورها، موتورها و اتصالات زیاد می‌شه، استفاده از سیم‌های جامپر روی برد بورد می‌تونه حسابی شلوغ و دردسرساز بشه و با یه حرکت کوچیک بازو، ممکنه یه سیم قطع بشه. برای اینکه مدارت پایدارتر بشه، پیشنهاد می‌کنم قطعات رو روی یک برد سوراخ‌دار معمولی لحیم کنی تا اتصالات محکم بشن.

البته اگر می‌خوای پروژه رو خیلی تمیز و شرکتی جلو ببری، طراحی یک فیبر مدار چاپی (PCB) اختصاصی بهترین گزینه‌ست. با این کار تمام ماژول‌ها و آردوینو مثل یک شیلد یکپارچه روی هم سوار می‌شن.

طراحی برد اختصاصی نه‌تنها خطای سیم‌کشی رو به صفر می‌رسونه، بلکه ظاهر رباتت رو از یک پروژه ساده دانش‌آموزی به یک محصول حرفه‌ای ارتقا می‌ده.

بریم سراغ اتصال سنسورهایی که روی سر ربات نصب کردیم. برای سنسور اولتراسونیک، پین GND به GND آردوینو، پین ECHO به پایه A3، پین TRIG به پایه A2 و VCC به پایه VIN وصل می‌شه. حالا سنسور مادون قرمز سمت راست رو بیار و پین خروجی OUT رو به A1 و پایه‌های تغذیه رو به GND و VIN متصل کن.

برای سنسور مادون قرمز سمت چپ هم دقیقا همین اتصالات تغذیه رو تکرار کن و فقط پین خروجی OUT اون رو به پایه A0 آردوینو متصل کن.

سخت‌افزار ربات به طور کامل آماده شده! حالا کابل USB رو به برد آردوینو وصل کن. یادت نره قبل از کامپایل کردن، حتما کتابخانه مربوط به درایور سرووموتور رو روی نرم‌افزار Arduino IDE نصب کنی تا ارور نگیری.

تبریک می‌گم! بازوی رباتیک هوشمند تو حالا جون گرفته و آماده به کاره. کافیه ربات رو روشن کنی و یک جسم رو جلوی سنسورهاش قرار بدی؛ می‌بینی که چطور با تحلیل فاصله و جهت، مفصل‌هاش رو به حرکت درمیاره و هدف رو تعقیب می‌کنه. اگر تو مراحل سیم‌کشی یا آپلود کدها به مشکلی برخوردی، حتما تو بخش نظرات برام بنویس تا سریع راهنماییت کنم.

امیدوارم از این آموزش حسابی لذت برده باشی. ساختن چنین پروژه‌هایی مهارت‌های برنامه‌نویسی و الکترونیکت رو به شدت بالا می‌بره. پس یادت نره لینک این آموزش رو برای دوستای علاقه‌مندت بفرستی تا اون‌ها هم بتونن ربات هوشمند خودشون رو بسازن!