相信對(duì)于學(xué)習(xí)過(guò)單片機(jī)編程的朋友來(lái)說(shuō),對(duì)于市面上其他可編程小型機(jī)器人都不會(huì)陌生,而如今的編程機(jī)器人已經(jīng)逐漸向小學(xué)生靠攏,編程過(guò)程也沒(méi)有了以往枯燥的代碼,其中大多數(shù)編程機(jī)器人愛(ài)好者最為喜歡Arduion開(kāi)發(fā)板,因?yàn)樗且豢詈?jiǎn)單的模塊,但是卻可以實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的編程動(dòng)作,因?yàn)槠浼嫒菪愿?,可以通過(guò)搭載其他模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)多種功能,所以成為很多基礎(chǔ)編程朋友的必修課,再加上現(xiàn)在的Scratch的發(fā)展,復(fù)雜的編程語(yǔ)言已經(jīng)變得更加簡(jiǎn)單,積木式模塊組合式的編程只要稍微的思考一下,即可編出較為復(fù)雜的程序,而目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的其他種類(lèi)的編程機(jī)器人,大多數(shù)也是基于對(duì)于Arduino UNO的開(kāi)發(fā),結(jié)合Scratch的使用,從而可以設(shè)計(jì)出編程較為簡(jiǎn)單的機(jī)器人,其中kittenbot就是其中的一種。
開(kāi)箱篇:
Kittenbot的外包裝采用天地蓋盒式包裝,內(nèi)則采用黑色海綿體作為保護(hù)。
我們先來(lái)看看它的主要零部件—Rosbot主板,這是整個(gè)機(jī)器人的核心部件,它和配套的銅柱和螺母放在同一個(gè)靜電袋里面封裝,整個(gè)電路板是基于Arduino UNO的開(kāi)發(fā),集成度較高,焊點(diǎn)較為飽滿。
因?yàn)榧闪似渌K,所以的它的拓展范圍較廣,基本上可以連接市面上絕大多數(shù)產(chǎn)品模塊,所以使用起來(lái)也更加方便,例如里面加入的2個(gè)雙H橋,無(wú)需其他驅(qū)動(dòng)模塊既可插入電機(jī)使用,最大可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)直流小電機(jī)或者2個(gè)4線步進(jìn)電機(jī),要知道其他Arduion主板可是要另外搭載驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的。
而且據(jù)介紹它的設(shè)計(jì)可以支持升級(jí)搭載樹(shù)莓派2、樹(shù)莓派3B+和Intel UP Board單板計(jì)算機(jī),組合使用后可以直接使用ROS機(jī)器人系統(tǒng),是升級(jí)必備產(chǎn)品。
和Arduion UNO主板類(lèi)似,Rosbot主板也同樣采用的Atmel mega 328P芯片,只不過(guò)采用的功耗更低的貼片類(lèi)型。
同時(shí)主板上也帶有常見(jiàn)的USB接口,采用的ch340G USB轉(zhuǎn)接串口芯片,所以主板可以直接通過(guò)usb數(shù)據(jù)線連接電腦使用,基本上Arduion UNO有的它都具備了,其實(shí)就是升級(jí)版的Arduion UNO主板。
而配套的還有塊ESP8266 wiff模塊,也是kittenbot根據(jù)ESP8266自己開(kāi)發(fā)升級(jí)的,也是升級(jí)版ESP8266,采用完全自主開(kāi)發(fā)的固件,具有便捷的網(wǎng)頁(yè)配置界面,可以自定義波特率、模塊名字、查找和連入路由器等等。
因?yàn)閣ifi模塊可以提供串口和UDP的透?jìng)魍ㄐ?,可以讓機(jī)器人具有無(wú)線通信功能,所以通過(guò)KittenbotApp可以讓wifi模塊一鍵接入路由器,操控更簡(jiǎn)單。
而其kittenbot里面配套有三組特別的馬達(dá),一個(gè)是TT直流電機(jī),這種馬達(dá)運(yùn)動(dòng)速度較快,但是運(yùn)動(dòng)精度不高,不能精確控制。
還有一組馬達(dá)是步進(jìn)電機(jī),這種馬達(dá)精度較高,可以精確控制速度和距離,運(yùn)動(dòng)較慢,類(lèi)似打印機(jī)里面就采用的步進(jìn)電機(jī),所以打印才能非常準(zhǔn)確,送來(lái)的步進(jìn)電機(jī)采用靜電袋封裝,看起來(lái)非常高檔。
以上的電機(jī)基本就是機(jī)器人的腳,雖然是腳,kittenbot卻準(zhǔn)備了兩種不同電機(jī),可以讓我們使用者感受到不同種類(lèi)的區(qū)別和使用方式,使我們更加深層次的了解機(jī)器人的各種構(gòu)造。
而里面第三種電機(jī)則是9g的舵機(jī),和步進(jìn)電機(jī)一樣可以準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)速度角度,不過(guò)可供使用和調(diào)節(jié)的角度只有180度大小,主要使用在機(jī)器人的頭部,屬于機(jī)器人的脖子,可以精確控制卻無(wú)需360度的旋轉(zhuǎn),因?yàn)樗涮纵S連接器使用,所以里面用包裝袋將電機(jī)和軸連接器包裝在一起,并且配備了三種不同的連接器類(lèi)型。
里面還配套了機(jī)器人的眼睛 — 超聲波模塊,這個(gè)模塊采用鋁塑封裝,一個(gè)眼睛發(fā)射40KHz頻率聲波,而另一個(gè)眼睛則用來(lái)接收這些聲波,并通過(guò)計(jì)算聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。
而配套在kittenbot上用于連接9g舵機(jī)和超聲波傳感器橋接器也與眾不同,它具有額外的VCC / GND端口和電子模塊的輸入引腳的功能,可以接入如NeoPixel Ring,環(huán)穿過(guò)超聲波傳感器安裝上LED環(huán)形燈,它就變成了機(jī)器人的眼睛。
而為了豐富使用機(jī)器人的各種功能,里面還送了紅按鈕、藍(lán)按鈕、蜂鳴器、LED環(huán)形燈這些感應(yīng)和響應(yīng)的模塊,我們可以充分的體驗(yàn)各種模塊的樂(lè)趣,可以說(shuō)kittenbot是一款功能較為豐富的機(jī)器人。
組裝篇:
因?yàn)闄C(jī)器人功能結(jié)構(gòu)基本大同小異,所以我們先來(lái)組裝一個(gè)最為簡(jiǎn)單的機(jī)器人作為例子講解。
我們安裝先從TT直流馬達(dá)開(kāi)始,一般只要對(duì)準(zhǔn)馬達(dá)上的突起和鋁合金上面的孔,基本上就可以卡緊了,只要上M3X30的螺絲和螺母既可固定。
然后裝上47mm直徑的橡膠輪胎,輪胎上的軸連接器上的孔其實(shí)有大小之分,它對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)和TT直流電機(jī)上的軸,所以看清楚再插。
然后在前后裝上萬(wàn)向輪。
關(guān)于舵機(jī),則在鋁合金底盤(pán)上找到舵機(jī)小孔,安裝上即可。
對(duì)于超聲波連接,只要超聲波模塊和超聲波橋接器對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)插孔插入即可。
然后用舵機(jī)軸連接器裝上,最后安裝在舵機(jī)軸上,用小螺絲擰緊。
最后就到組裝主板部分,非常建議大家主板最后裝,因?yàn)闊o(wú)論前面的硬件怎么裝,都不容易損壞,先裝主板容易在其他硬件組裝過(guò)程損壞主板,所以重要的事情說(shuō)三遍。
首先將主板用配套的螺柱裝上,喜歡的可用使用里面的六角螺絲安裝。
然后對(duì)準(zhǔn)底盤(pán)上的兩條長(zhǎng)溝裝上,當(dāng)然,可以的話裝在底盤(pán)底部也是可以的,如果裝在上部,建議安裝的溝槽留一點(diǎn)空隙,可以放進(jìn)紅色扎繩帶的寬度,這樣就可以在以后捆綁電池盒,然后就是主板前面和超聲波模塊之間也留下一點(diǎn)空隙,避免舵機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程撞到主板。
最后將各個(gè)電線通過(guò)底盤(pán)中間的小口穿出,再將插口插進(jìn)相應(yīng)的位置,電池盒則直接在底盤(pán)下面用紅色扎繩帶捆緊,喜歡的也可以直接裝上WIFI模塊,具體的來(lái)一張照片,或者參考說(shuō)明書(shū)。
整個(gè)制作過(guò)程就十幾分鐘,非常簡(jiǎn)單,看起來(lái)萌萌的。
使用篇:
對(duì)于wifi連接,在插入wifi模塊的主板上插上電源或者直接通過(guò)電腦插入U(xiǎn)SB接口,都可以正常啟動(dòng)主板,并且插上的wifi模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)射wifi信號(hào),支持wifi連接的設(shè)備都可以接入,接入后直接進(jìn)入192.168.4.1即可進(jìn)入主頁(yè),因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)固件是舊版的,所以自己升級(jí)了一下。
先將主板上的靠近USB接口的Tx、Rx接口跳線帽拔出,然后用杜邦線接到對(duì)應(yīng)的wifi模塊腳上(看清了接,Tx接Tx腳,Rx、接Rx腳),然后在排針上接上電源,也就是黑色和紅色部分,不要接黃色,同樣對(duì)應(yīng)著腳來(lái)接,黑色排針是接地的。
將ESP8266上面的開(kāi)關(guān)撥到特殊開(kāi)啟狀態(tài)位置,也就是下圖撥動(dòng)開(kāi)關(guān)到左邊。
在更新之前先到官網(wǎng)論壇下載ch340驅(qū)動(dòng)和ESP8266固件更新軟件,然后先安裝驅(qū)動(dòng),再通過(guò)USB數(shù)據(jù)線連接上主板和電腦,等驅(qū)動(dòng)自己安裝成功,然后再開(kāi)啟更新軟件更新。
這時(shí)候進(jìn)去就可以看到全新界面形式,比之前的界面詳細(xì)了很多,可惜的是界面采用的英文。
重新裝上WIFI模塊,將wifi模塊開(kāi)關(guān)打回普通模式,然后接上電源,就可以給機(jī)器人編程了,對(duì)于編程機(jī)器人部分,無(wú)論是USB數(shù)據(jù)線接入還是無(wú)線接入都可以,最方便的還是直接無(wú)線接入。
對(duì)于無(wú)線接入,目前此款機(jī)器人比較有趣的一點(diǎn)是可以支持手機(jī)App連接,在里面可以設(shè)置機(jī)器人對(duì)路由器的連接,并且可以支持最簡(jiǎn)單的遙控連接控制,非常有意思。
當(dāng)然主體的使用還是電腦為主,要編程先到kittenbot論壇下載kittenBlock軟件(再三告誡,必須去kittenbot論壇下載,主頁(yè)里面的軟件只支持英文,而且版本較為老舊,功能簡(jiǎn)單。),進(jìn)去軟件里面先將語(yǔ)言設(shè)置為中文,并且更新成最新版本,因?yàn)槭腔赟cratch3.0軟件開(kāi)發(fā)的,所以里面的功能采用積木式圖形模塊編程,并且可以和里面的精靈進(jìn)行互動(dòng)編程,非常簡(jiǎn)單有趣。
可以看到里面的界面左邊是控制模塊,中間是編程區(qū)域,右邊則是舞臺(tái)精靈和arduion IDE部分。
這款軟件目前最新版本升級(jí)可支持多種不同種類(lèi)的機(jī)器人編程,左上角頁(yè)面上可以看到,現(xiàn)在市面上的BMbot也可以使用此款軟件。
在使用操作前先將機(jī)器人和軟件連接起來(lái),因?yàn)槲也捎玫氖菬o(wú)線連接,所以機(jī)器人接上電源后,可以先用手機(jī)或者電腦連接機(jī)器人的wifi,輸入192.168.4.1進(jìn)入機(jī)器人頁(yè)面,在wifi station頁(yè)面里面設(shè)置連接上家庭的路由器即可,或者最簡(jiǎn)單的,使用電腦直接連接上機(jī)器人wifi即可直接操作。
先在左上角連接處找到帶有IP地址的wifi模塊端口,然后點(diǎn)擊連接,當(dāng)然用USB的話就看一下com端口,插拔一下USB數(shù)據(jù)線,消失的那個(gè)就是了。
然后在點(diǎn)擊右邊Arduino的選項(xiàng),切換里面頁(yè)面到Arduino IDE界面,一般連接成功都會(huì)在右下角的黑色框內(nèi)提示固件版本號(hào),沒(méi)有出現(xiàn)則可以在右下角輸入框內(nèi)輸入M0查看一下,再?zèng)]有出現(xiàn)版本號(hào)就得檢測(cè)是不是不沒(méi)有連接好或者驅(qū)動(dòng)沒(méi)有裝好,檢查多次(不過(guò)有時(shí)候已經(jīng)連接正常,只要在里面重新下載固件更新就可以正常顯示)。
如果連接成功就點(diǎn)擊恢復(fù)出廠固件,再點(diǎn)擊上傳,將主板固件升級(jí)到最新,目前主板固件是V2.1版本。
前面都搞定了就可以編程操作了,這部分基本上和其他采用的Scratch軟件編程機(jī)器人使用一樣,只要編程過(guò)程中將里面的模塊引腳標(biāo)示清楚,邏輯順序正確,基本上經(jīng)過(guò)軟件編譯上傳后,機(jī)器人就可以離線操作了,這些都網(wǎng)上可以搜出一堆,所以就不介紹了。
不過(guò)還是得提示一下使用問(wèn)題,比如這款機(jī)器人最好是選擇使用18650鋰離子電池,畢竟比較耗電,像我直接使用的充電寶,當(dāng)然得選擇的是充電寶輸出電流接口至少得2A那種的,而且在各大論壇里面的編程操作過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)對(duì)于舵機(jī)的使用,調(diào)節(jié)角度只能是0到180度之間,并不能和官網(wǎng)介紹與及其他論壇大神的編程一致,也許是更新固件后的問(wèn)題吧,只要調(diào)節(jié)角度設(shè)置小于零,無(wú)論負(fù)多少都會(huì)直接跑到舵機(jī)右邊的盡頭,只有0到180度選擇,它才會(huì)老老實(shí)實(shí)的工作,還有就是直流馬達(dá)的安裝,螺絲不能擰的太緊,否則里面的傳動(dòng)齒輪會(huì)容易卡住。
基本上這款機(jī)器人套裝已經(jīng)將市面上絕大多數(shù)的常見(jiàn)配件模塊都囊括了,而且編程軟件里面也基本上都有針對(duì)特定模塊開(kāi)發(fā)出來(lái)的組件,所以編程過(guò)程沒(méi)有了以往的復(fù)雜的數(shù)據(jù)設(shè)置,加上主板集成度高,添加模塊過(guò)程簡(jiǎn)單便捷,這樣的使用設(shè)計(jì)更加方便初學(xué)者了解機(jī)器人構(gòu)造,并對(duì)各種硬件類(lèi)產(chǎn)品也可以有更深層次的了解,所以這樣一款看似簡(jiǎn)單,但是功能復(fù)雜的產(chǎn)品,還是非常適合初學(xué)者使用的。
總結(jié):
優(yōu)點(diǎn):配套齊全,基本上市面上常用小型機(jī)器人的模塊都有了,而且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)精巧簡(jiǎn)單,編程也較為簡(jiǎn)單方便,適合初學(xué)者學(xué)習(xí)使用,而且機(jī)器人搭載上wifi模塊可以直接實(shí)現(xiàn)無(wú)線燒錄,大大方便了使用連接方式,因?yàn)橹靼寮啥雀?,接口豐富,所以可以適配市面上絕大多數(shù)模塊,使用豐富度高,可擴(kuò)展力較強(qiáng)。
缺點(diǎn):使用說(shuō)明書(shū)較為簡(jiǎn)單,對(duì)于部分硬件使用無(wú)參照可尋,可供使用危險(xiǎn)提示不多,初學(xué)者對(duì)于某些接口認(rèn)識(shí)不足容易出錯(cuò),電池的掛載設(shè)計(jì)有問(wèn)題,沒(méi)有固定的方便形式掛載,wifi模塊不知道是不是更新固件后的原因,有時(shí)候會(huì)突然間消失信號(hào),需要重啟幾次才有,編程過(guò)程,發(fā)現(xiàn)點(diǎn)擊開(kāi)啟全局事件運(yùn)行的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)擊暫停按鈕無(wú)效的情況,而編程中如果沒(méi)有加入對(duì)直流電機(jī)的使用,但是開(kāi)啟全局測(cè)試的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)直流電機(jī)自己開(kāi)啟的情況,再有就是可供參考的編程文件較少。
建議:電池盒掛載設(shè)計(jì)希望可以方便一點(diǎn)裝取電池,希望是安裝比較穩(wěn)定的方式,可以的話建議設(shè)計(jì)成可以安裝充電寶的插座或者統(tǒng)一安裝可充電聚合物電池,wifi模塊希望做到可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出信號(hào),解決kittenblock里面編程和機(jī)器的執(zhí)行問(wèn)題,使得操控更準(zhǔn)確和簡(jiǎn)單。
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