Robot SONIC

ultimo aggiornamento 8 agosto 2018


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Indice

Descrizione

D.A.M. BROS ROBOTICS, è un'associazione  fondata dai tre fratelli D'Ambrosi: Mauro, Marco e Donato, il gruppo è nato dalla passione per la tecnologia. Il loro obbiettivo è quello di sviluppare nuove soluzioni di automazione, robotica di servizio ed elettronica indossabile, con particolare attenzione al sostegno per le persone con disabilità.
Tra le loro attività troviamo anche la realizzazione di Corsi e Workshop per la divulgazione della robotica.  Proprio per la realizzazione dei corsi, la D.A.M. BROS, ha creato due piccoli robot della serie assemblabile, realizzati in kit di sviluppo.
Sono disponibili vari modelli di robot, i loro nomi sono SONIC e RED EYES, RED ANT , il loro nome deriva dal tipo di sensori di cui sono dotati, un modulo ad ultrasuoni  per SONIC tre moduli ad infrarossi (IR FC-51) con uscita digitale per RED EYES, tre moduli infrarossi per il line following per RED ANT, che permettono ai robot di orientarsi in un ambiente con ostacoli, permettendogli poi di trovare la strada libera.  In via di elaborazione il robot TOUCH dotato di microswitch.
Tutti sono equipaggiati con una scheda Arduino Nano ed alimentati da una Powerbank.

 Robot SONIC

 Robot RED EYES

 Robot RED ANT ROBOT TOUCH

Robot SONIC

Vediamo ora il robot SONIC, il suo corpo è stampato in 3D, dotato di due servomotori a rotazione continua e due ruote con pneumatici in gomma piena che gli permettono di andare in giro con rapidità e silenziosità, il sensore di cui è dotato è di tipo sonar modello HC-SR04.

 

Scheda dei componenti del KIT SONIC

Descrizione

Quantità

Telaio base (92x64mm)

1

Supporto servo motore

2

Ruote ø47 mm

2

Supporto sensore sonar

1

Supporto posteriore robot

1

Servomotori a rotazione continua FS90R

2

Vite M3 x15 con dado

2

Vite M3 x12 con dado

9

Mini Prototype Breadboard 171 punti

1

Cavi per collegamenti maschio/Maschio L=80mm
(2 rossi, 2 verdi, 1 giallo, 1 bianco)

6

Cavo per collegamenti maschio/femmina 4 poli l=180 mm

1

Fascette stringi cavi L=130

2

Cavo di alimentazione USB L=250 mm

1

Sensore Sonar HC-SR04

1

RobotDyn® Nano V3 ATmega 328 CH340 MicroUSB Compatibile Arduino NANO

1

Powerbank - Uscita 5V 1A - 2600 mAh

1

 

Servomotore a rotazione continua FS90R

L'FS90R è un micro servo realizzato da FEETECH RC Model Co.,Ltd. (Vedere link) appositamente per la rotazione continua, offrendo un modo economico e semplice per far muovere piccoli robot.
A 6 V, ha una velocità di rotazione massima di circa 130 giri / min (senza carico) e può produrre fino a 1,5 kg-cm di coppia. Il servo può essere controllato utilizzando una connessione diretta a una singola linea di I/O del microcontrollore senza alcuna elettronica aggiuntiva, che lo rende un ottimo attuatore miniaturizzato per progetti di robotica per principianti; basta inserire un paio di ruote e il tuo robot è pronto a rotolare!
Il servo di rotazione continua FS90R converte gli impulsi di posizione servo RC standard in velocità di rotazione continua. Il punto di riposo predefinito è 1,5 ms, ma può essere regolato utilizzando un piccolo cacciavite per ruotare il potenziometro di regolazione del punto medio.
Le larghezze dell'impulso sopra il punto di riposo determinano una rotazione in senso antiorario, con aumento della velocità all'aumentare della larghezza dell'impulso; le larghezze dell'impulso sotto il punto di riposo determinano una rotazione in senso orario, con una velocità crescente al diminuire della larghezza dell'impulso.

Caratteristiche del servo

Caratteristica

Valore

Tipo

FS90R

Misure (LxWxH)

23.2x12.5x22

Peso

9 g

Velocità (sec/60°)

0,12 (4,8 V, 0,1 (6V)

Coppia kg/cm

1.3(4.8V) - 1.5(6V)

Velocità massima di rotazione a 6V
senza carico

130 rpm

Tensione operativa

4.8V~6V

Lunghezza cavo

20 cm

Il servo ha un cavo da 250 mm terminato con un connettore di tipo JR , il codice dei coli dei cavi è

Colore cavo Funzione
Marrone Terra (GND, terminale negativo della batteria)
Rosso Alimentazione del servo (Vservo, terminale positivo della batteria)
Arancione Linea di segnale del servocomando

Sensore ad ultrasuoni HC-SR04

Il sensore ad ultrasuoni HC-SR04, ha un campo di misura che si estende da due centimetri a quatto metri e la precisione arriva a 1 cm. Il modulo comprende il trasmettitore a ultrasuoni, il ricevitore e il circuito di controllo.

Caratteristiche

Tensione di alimentazione

5V

Frequenza ultrasuoni

40 kHz

Distanza massima di lettura

400 cm

Distanza minima di lettura

2 cm

Risoluzione

1 cm

Angolo di misura:

< 30°

Dimensioni

43x20x15 millimetri

RobotDyn® Nano V3 ATmega 328

Scheda di controllo RobotDyn® Nano V3 ATmega 328 costruito sul microcontrollore ATmega328 (16MHz), la scheda utilizza un chip CH340G come convertitore UART-USB. con una frequenza di funzionamento a 12MHz.
La scheda può essere alimentato tramite la micro porta USB (fino a 500mA), oppure con alimentazione esterna 6-12V regolamentata all'uscita VIN, o una fonte di alimentazione esterna 5V ad sul pin +5V, l'alimentazione viene selezionata automaticamente.
Per altre informazioni più dettagliate della scheda vedere la pagina a lei dedicata

Modello

 NANO-V3-ATmega 328 / CH340

Tipo USB

 Micro-USB

Convertitore USB-TTL

 CH340G

Microcontroller

 AT mega 328

Power Out

 5V-800mA 3.3V-180mA

Power In

 (pin VIN) 6-12V

Power to USB

 5V (massimo 500mA)

CH340G  USB to serial chip

Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

Processore ATmega328 8-bit Microcontroller with 32K Bytes In-System Programmable Flash

Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

Installazione del driver CH340G

Come spiegato la scheda utilizza come convertitore USB-seriale il chip CH340G  invece che il più diffuso chip di FTDI, siccome Windows non supporta nativamente questo chip, il modulo non viene riconosciuto.

Per questo motivo è necessario scaricare il driver dal sito ufficiale del fornitore (sfortunatamente è in cinese).Una volta eseguito l’unzip del pacchetto, è possibile procedere con l’aggiornamento del driver per la periferica:

Per cui si dovrà lanciare il programma SETUP.EXE

Dopo l'apertura della finestra si effettuerà l'installazione dei driver, che avverrà in automatico premendo INSTALL
A fine procedura sarà mostra la seguente finestra

A questo punto collegando il modulo, questo sarà riconosciuto e Windows configurerà correttamente la nuova porta COM

Il successo sarà anche rappresentato dal successo della programmazione di uno sketch di prova come "Blink" in cui il led L  inizierà a lampeggiare

Per che avesse sistemi operativi diversi (Linux, Mac e Android) sul sito sono disponibili i relativi driver

Fasi di montaggio

Vista dei componenti necessari per il montaggio del robot SONIC

Si inzia con il montaggiodel pianale e dal piede di appoggio mediante una delle viti e un dato M3

Ecco il piede fissato al pianale

Si recuperano ora i due servo, i relativi supporti e le viti

Si iniazia fissando il primo servo

Vericare che il foro sia stato allargato al valore necessario per la vite M3

Si inizia inserendo una vite M3x12

Si utilizzano due dadi M3

Ci si aiuta con un paio di pinze per serrade il dado, non forzare, si rischia la rottura del supporto servo

Si monta anche il secondo servo, ricordando che devono essere montati in modo simmetrico

Ecco come dovrebbero apparire

Si procede a monatre i servomotori al telaio

Prima su un lato

Si utilizzeranno due viti M3x12 e due dadi M3

Ecco il montaggio avvenuto

Si passa alm montaggio del secondo servo

Ecco i due eservo montati

Si paserà al fissaggio delle due ruote

Montaggio della ruota sul mozzo del servo

Serraggio della ruota con la piccola vite autofilettante, non serrere troppo per non rompere il mozzo o la ruota

Fissaggio della seconda ruota

Recupero della bread board e della scheda Arduino Nano

Inserimento della scheda Arduino Nano sulla bread Board

Si passa ora al fissaggio della bread baoard sul telaio

Dopo aver asportato la pellicola protettiva dal supporo adesivo della bread board la si fissa come in figura

Scheda montata

Si recuperano i cavi collegati per l'effettuazione dei collegamenti

Si inseriscono i cavi rossi dei alimentazione positiva

Si inseriscono i cavi verdi, GND

Si inseriscono i cavi di segnale , giallo e bianco

Si procede al collegamento con la scheda Arduino Nano utilizzando la Bread board, iniziando col l'alimentazione

Secondo cavo alimentazione

Cavo di massa

Secodo cavo di massa GND

Collegamento cavi di segnale

Fissaggio dei cavi nella parte inferiore utilizzano una fascetta

Recupero della Power Bank

Caratterisctiche della Poawer Bank utilizzata

Fissaggio della Power Bank sul telaio

Vista di assieme del montaggio

Recupero dei particolari per il fissaggio del sensore

Staffa di vissaggio con relative viti M3x15 e suoi dadi

Montaggio della staffa

Inserimento del sensore, con connettore verso l'alto

Predisposizione per il collegamento del sensore

Recuper del cavo per collegamento sensore

Collegamento del cavo lato sensore

Collegamento sensore lato Arduino Nano

Colleamento del cavo USB per alimmentazione robot

Montaggio completato

Schema dei collegamenti

 

Lo schema dei collegamenti è riportato nello schema sotto stante

Programmazione

Con il kit del robot sono forniti dei semplici programmi che sono utilizzati per testare il robot e le sue parti e per un primo utilizzo in modo autonomo, questi programmi sono:

 

 

Elenco revisioni

08/08/2018

Inserito filmato realizzato

25/06/2018

Emissione preliminare