[Arduino]來台掃地機器人

Arduino開發板可以幫我們進行許多過去課程的創新

有時候我們更可以透過現有的活動進行修改,讓學生進行設計與製作。

這裡我們將使用市面上很常見的Arduino遙控車進行重新設計,讓學生在情境中製作出自己的掃地機器人。

教學情境:

教室或房間不時會有些雜亂的紙團或是垃圾掉在地板上,動手來做一台遙控掃地機器人,透過手機遙控進行競賽看誰能最快能讓房間變得乾淨,快動手來做一台吧!

需要材料:

Arduino Uno 控制板*1、L298N 馬達驅動板*1、Arduino Sensor Shield V5.0 感測器擴展板*1、馬達*4、藍芽接收器*1、輪子*2、銅製萬象輪*1、300*300*5mm的壓克力板或是密集板*2、6號電池*2、電池盒*2、三軸邊刷*2

製作開始囉:

  • 先進行車體外觀的設計,可繪製紙模使用線鋸機切割或是在電腦上設計然後用雷射切割的方式進行製作。建議車體使用較輕的材料,如密集板或是壓克力皆可,然後將車體重心置於後方,讓前方邊刷的部分懸空。

P_20150105_180937 P_20150105_204434

  • 連接Arduino控制板與Arduino Sensor Shield V5.0 感測器擴展板。注意不要折到接腳。

P_20150104_122055_HDR

  • 連接藍芽接收器HC-05至擴展版上(可依照自己程式編輯內容選擇藍芽接收器)
    藍芽接收器上TXD接擴展版RXD、接收器上RXD接擴展板TXD腳位。VCC則接到V腳位、GND接到G腳位。

P_20150104_121802_HDR P_20150104_121816_HDR P_20150104_121725_HDR

  • 為了同時提供Arduino板與L298N馬達驅動板電源,請將電線接至2.1mm電源插頭並焊接上。
    注意電源插頭的接法是「內正外負」,因此內部接紅色電線,外部接黑色或藍色。

P_20150101_205703

  • 將電源連接上馬達驅動板,在電源接點上會有5V、GND和VMS三個接點,由於本機器需要供電量9V,因此須將地線接到GND、火線接到VMS接點上。
    之後將馬達上的電線接至左右Motora的接點,如果正負錯誤可在程式中修正。

P_20150104_120848

  • 將杜邦接頭接上馬達驅動板上IN1~IN4的接腳,另一頭連接於擴充板上6、8、9、10四個接腳。

P_20150104_120910

  • 將零件與Arduino板以及馬達驅動板鎖在車體上,可使用小型手持鑽頭將所需要的孔位鑽出。

P_20150104_163906 P_20150104_120848

  •        安裝萬向輪,在下方先墊上幾片墊片,後續可透過槓桿的方式調整車體容許的掃除物件大小。
    注意要盡量將輪子鎖至車體中間,以免車體行徑間歪斜。

P_20150104_120541 P_20150104_120557

  • 由於電池在上並無相關孔位,因此須以手持電鑽將相關孔位鑽出。
    注意左右需對稱,同樣是防止車體操作時發生歪斜的狀況。
    其中一個電池座用於Arduino板與馬達驅動板之供電,另一個將作為前方邊刷之供電

P_20150104_165412

  • 將馬達安裝置前方孔位,並使用銅柱將馬達牢牢鎖在車體上

P_20150104_170552 P_20150104_170536

  • 將馬達齒輪用三秒膠黏上邊刷,需靜待約10分鐘,讓3秒膠凝固

P_20141230_115132

  • 將邊刷電線焊接至馬達上,可將焊接的位置以電器膠保護
  • 使用銅柱鎖住車體與支撐桿件,並在雜物盒上以另一支撐桿進行支撐,如此則可調整雜物盒距離地面之位置。後續可依據車體離地高度進行調整。

P_20150102_162732_HDR P_20150104_120124 P_20150104_120118

  • 然後將程式輸入進Arduino板,在手機上裝上合適的程式後就可以開始玩囉。

P_20150104_175637_HDR

對於本活動的想法與提醒:

  1. 由於本活動是給生活科技課程進行,因此教師可以不用著墨太多餘程式撰寫的部分,我們可以提供基礎、讓車體可運作的程式碼給學生,讓他們在現有的條件下進行結構與機構的設計。但如果資訊科技教師有進行其他程式教學,或是學生自己將程式進行更好的設計,是非常值得讚許的。
  2. 在這邊我們以藍芽接收器為接收訊號的模組是因為他能持續的供給訊號,因此在車子的運作上會較為連貫。但一開始可以提供給學生紅外線模組,紅外線模組的訊號只有傳輸出去才會反應,因此會看起來愚笨許多,然後再提供藍芽模組供學生進行相關資料的找尋。
  3. 機具建議可採簡易手電動機具即可,可減少相關教室建置成本,學生也能於課後自行製作,如右下圖的手電鑽可搭配鑽頭、小砂磨器及小鋸片,而整體成本不到千元,經濟又實惠。

相片 2015-1-1 下午10 54 24

藍芽Code

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s