کارگاه ساخت / آماده سازی بدنه ربات هوش مصنوعی CarBot
CarBot به شما امکان میدهد با استفاده از گوشیهای هوشمند و ابزارهای ساده، رباتهای پیشرفته و هوشمند بسازید. این پروژه مبتنی بر هوش مصنوعی و نرمافزارهایی تهیه شده که هزینه ساخت رباتها را بهشدت کاهش میدهد و در عین حال امکانات پیشرفتهای مانند ناوبری خودکار، دنبال کردن افراد، و کنترل دقیق را فراهم میکند.
CarBot پروژهای هست که به شما این امکان را میدهد تا با استفاده از یک گوشی هوشمند و یک پلتفرم متحرک، یک ربات خودران بسازید. در این راهنما، تمامی مراحل ساخت یک ربات از ابتدا تا انتها توضیح داده میشود. همچنین گزینههایی برای خرید قطعات آماده معرفی خواهد شد.
هدف پروژه:
ایجاد یک ربات تجاری، آموزشی قابل دسترس برای آموزش و تحقیقات در زمینه رباتیک.
فراهم کردن یک پلتفرم ارزان قیمت و قابل توسعه برای آزمایش الگوریتمهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین.
با CarBot، یادگیری ساخت ربات و استفاده از فناوریهای مدرن هرگز آسانتر از این نبوده است!" انواع بدنه ربات هوش مصنوعی CarBot
دست ساز
شاسی پرینت سه بعدی- سایر موارد دست ساز
بدنه سبک RC
بدنه آماده - استفاده از اسباب فروشی
بدنه سرعتی
بدنه و شاسی آماده و نصب قطعات روی آن
بدنه کامیون RC
بدنه پرینت سه بعدی + شاسی ماشین اسباببازی
چند منظوره(MTV)
خودروی چندمنظوره (Multi Terrain Vehicle)
انواع بدنه ربات و تفاوتهای آنها در CarBot
بدنه ربات یکی از مهمترین بخشهای آن است که تأثیر مستقیم بر عملکرد و کارایی ربات دارد. در CarBot، چندین نوع بدنه قابل استفاده هستند:
الف) بدنه دست ساز
این نوع بدنه میتواند از مواد مختلف مانند مقوا، چوب، فلز، یا پلاستیک ساخته شود و طراحی آن کاملاً بسته به نیاز کاربر است.
مزایا: انعطافپذیری در طراحی، استفاده از مواد گوناگون.
معایب: نیاز به ابزارهای خاص برای برش و مونتاژ، ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد.
ب) بدنه آماده (شاسی رباتیک)
این نوع بدنه معمولاً از جنس فلز یا پلاستیک فشرده ساخته شده و در فروشگاههای اسباببازی فروشی یا فروشگاههای الکترونیکی موجود است. به بیان دیگر شما قطعات الکترونیکی و سنسورها را روی بدنه یک ماشین اسباببازی، که از بازار تهیه نمودهاید ، نصب می نمایید.
مزایا: دوام بالا، نیازی به ساخت دستی ندارد، آماده برای مونتاژ.
معایب: هزینه بیشتر نسبت به ساخت دستی، محدودیت در تغییرات طراحی.
ج) بدنه پرینت سهبعدی
این نوع بدنه از فایلهای طراحی شده CarBot استفاده میکنید و میتوانید آن را با استفاده از پرینتر سهبعدی تولید کرد.
مزایا: وزن کم، قابلیت سفارشیسازی، هزینه پایین در صورت دسترسی به پرینتر سهبعدی!!.
معایب: نیاز به پرینتر سهبعدی، امکان شکنندگی در صورت استفاده از مواد نامناسب.
د) بدنه ترکیبی:
- این نوع بدنه ترکیبی از شاسی ماشین اسباببازی و بدنه تولیدی از پرینت سه بعدی می باشد.
- مزایا: سرعت و دقت بالا در استفاده و کاربری
- معایب: هزینه نسبتا بالا و مشکلات ترکیب نمودن دو بخش متفاوت
انتخاب نوع بدنه بستگی به نیاز شما، میزان بودجه و امکانات در دسترس دارد. شما می توانید از هر نوع بدنه استفاده نمایید، تنها موردی که باید در نظر داشته باشید هماهنگی سخت افزار و نرمافزار می باشد و این کار از طریق Firmware انجام میگیرد که در آردوینو نصب میگردد. شما می توانید درخواست تهیه کد برای بخش آردوینو را از طریق فرم سفارش کد ارسال نمایید تا با شما هماهنگی های لازم صورت پذیرد.
اجزاء کلی مورد نیاز برای ساخت رباتCarBot
برای ساخت ربات CarBot، به اجزای زیر نیاز دارید:
گوشی هوشمند: یک گوشی اندرویدی با حداقل پردازنده ۴ هستهای و سیستمعامل اندروید ۷ یا بالاتر.
شاسی ربات: یک شاسی چهارچرخ ساده یا پرینت سهبعدی شده مطابق با طرحهای CarBot.
موتورها: چهار موتور DC با گیربکس و انکودر برای حرکت دقیق.
درایور موتور: مانند L298N یا مدلهای مشابه برای کنترل سرعت و جهت موتورها.
میکروکنترلر: یک برد آردوینو (مثلاً Arduino Nano) برای مدیریت موتورها.
باتری: یک باتری لیتیوم-یون با خروجی ۵ ولت و ۲ آمپر یا بالاتر.
مبدل ولتاژ(آداپتور): مبدل AC-DC برای تأمین ولتاژ مناسب برای موتورها و گوشی.
سنسورها (اختیاری): سنسورهای اولتراسونیک، کیلومتر شمار، ژیروسکوپ (Gyroscope) و شتابسنج (Accelerometer) برای تشخیص موقعیت و حرکت مورد استفاده قرار می گیرد. این سنسورها برای افزایش دقت ناوبری کاربرد دارند.
اتصالات و کابلها: برای اتصال قطعات به یکدیگر.
نکته: در هر مدل با توجه به انتخاب بدنه، و تجهیزات جانبی دیگر، باید از کد آردوینوی متناسب با بدنه و تجهیزات استفاده نمایید. اگر تمایل دارید از یک بدنه خاص استفاده کنید باید کد مورد نیاز برای شما آماده شود. برای این کار از صفحه سفارش کد، میتوانید این کار را انجام دهید
لیست قطعات الکترونیکی اصلی ربات برای ربات سبک و دستساز
درایور موتور
موتور TT
فاصله سنج آلتراسونیک
سرعت سنج/کیلومترشمار
oled نمایشگر
مقاومت و LED
خودروهای RC و دلیل نامگذاری آنها
خودروهای RC (Radio-Controlled Cars) وسایل نقلیه کوچکی هستند که بهصورت بیسیم (رادیویی) کنترل میشوند. این خودروها معمولاً در دو دسته آماتور (Hobby Grade) و اسباببازی (Toy Grade) قرار میگیرند و برای مسابقات، تفریح، و حتی پروژههای تحقیقاتی استفاده میشوند.
دلیل نامگذاری “RC”
اصطلاح RC مخفف “Radio-Controlled” به معنای کنترلشونده از راه دور با امواج رادیویی است. در گذشته، این خودروها از کنترلهای سیمی (Wired Control) استفاده میکردند، اما بعدها با پیشرفت فناوری، سیستمهای کنترل بیسیم (رادیویی) جایگزین شدند. به همین دلیل، این نوع خودروها “RC Cars” نام گرفتند.
انواع خودروهای RC بر اساس منبع قدرت
الکتریکی (Electric RC Cars)
- از موتورهای DC یا Brushless و باتریهای LiPo یا NiMH استفاده میکنند.
- نسبت به مدلهای سوختی کمصدا، کمهزینه و نگهداری آسانتر دارند.
- مناسب برای مبتدیان و محیطهای داخلی.
سوختی (Nitro/Gas RC Cars)
- از موتورهای سوختی (نیترو متان یا بنزین) بهره میبرند.
- قدرت و سرعت بالاتر دارند اما نیاز به نگهداری و تنظیم دقیق دارند.
- بیشتر در مسابقات حرفهای استفاده میشوند.
دستهبندی خودروهای RC بر اساس نوع طراحی
- On-Road: مخصوص سطوح صاف مانند آسفالت (مناسب برای مسابقات سرعت).
- Off-Road: دارای سیستم تعلیق پیشرفته برای حرکت در زمینهای ناهموار (مانند تراک و باگی).
- Crawler: برای عبور از موانع سنگی و صخرهای، با موتورهای قوی و چرخهای بزرگ.
خودروهای RC Truck مانند مدلی که در CarBot استفاده شده، به دلیل ساختار مقاوم، موتورهای قوی و چرخهای بزرگ در محیطهای خشن کاربرد زیادی دارند.
مشخصات باطری مورد نیاز در هر رده
حداکثر ولتاژ باتری قابل استفاده در هر مدل بستگی به نوع ماژول درایور موتور دارد. در جدول زیر، ما مقایسهای از حداکثر ولتاژ باتری قابل استفاده برای هر مدل OpenBot ارائه میدهیم:
| مدل | نوع درایور موتور | حداکثر ولتاژ پشتیبانی شده | نوع باتری پیشنهادی |
|---|---|---|---|
| Lite | L298N یا مشابه | 12V (بهینه 7.4V) | 2× 18650 (7.4V) یا باتری لیتیوم یون |
| DIY | L298N یا مشابه | 12V (بهینه 7.4V) | 2× 18650 (7.4V) یا باتری لیتیوم یون |
| RTR | نسخه بهینهشده L298N | 12V (بهینه 7.4V-9V) | باتری لیتیوم پلیمر (LiPo) 7.4V یا 9V |
| RC Truck | ESC (Electronic Speed Controller) | 11.1V – 14.8V | باتری استاندارد RC (LiPo 7.4V, 11.1V, 14.8V) |
| MTV | ESC پیشرفته | 14.8V – 24V | باتریهای قویتر (LiPo 14.8V یا 24V بسته به موتور) |
توضیحات مهم:
-
L298N (مدلهای سبک ، دست ساز، و آماده اجرا ):
- معمولاً با 7.4V (دو عدد 18650) یا باتری 9V بهترین عملکرد را دارد.
- میتواند تا 12V کار کند، ولی ولتاژ بالاتر باعث گرمای زیاد و کاهش راندمان میشود.
-
ESC در مدلهای کامیون RC و چندمنظوره:
- ESC مخصوص خودروهای RC میتواند ولتاژهای بالاتر (حداکثر تا 24V) را مدیریت کند.
- از باتریهای LiPo با ظرفیت بالا (11.1V، 14.8V و بیشتر) استفاده میکند که قدرت بیشتری برای حرکت در سطوح سخت فراهم میکنند.
جمعبندی
- مدلهای ساده (Lite و DIY) حداکثر با 7.4V تا 12V کار میکنند.
- مدلهای پیشرفتهتر (RC Truck و MTV) از باتریهای قویتر (تا 24V) استفاده میکنند.
- اگر به قدرت بیشتر و کنترل بهینه نیاز دارید، مدلهای RC Truck و MTV گزینههای بهتری هستند.
مقایسه مدلهای مختلف OpenBot از نظر نوع برد آردوینو، نوع موتور و درایور موتور، جدول زیر تهیه شده است:
| مدل CarBot | برد آردوینو | نوع موتور | درایور موتور |
|---|---|---|---|
| سبک | Arduino Nano | موتور DC کوچک | L298N |
| دست ساز(DIY) | Arduino Uno | موتور DC گیربکسدار | PCB سفارشی – یا L298N |
| آماده اجرا (ارسالی) | Arduino Mega | موتور DC با کیفیت بالا | درایور موتور سفارشی |
| کامیون RC | Arduino Nano | موتور استاندارد RC | ESC (کنترل سرعت الکترونیکی) |
| چند منظوره(MTV) | Arduino Due | موتور قدرتمند آفرود | ESC پیشرفته |
توضیحات:
-
برد آردوینو: در هر مدل، برد آردوینو متفاوتی استفاده شده است که بسته به نیازهای پردازشی و تعداد پینهای ورودی/خروجی انتخاب شده است.
- Arduino Nano: کوچک و مناسب برای پروژههای کمحجم.
- Arduino Uno: محبوب و مناسب برای پروژههای متوسط.
- Arduino Mega: دارای پینهای بیشتر برای پروژههای پیچیدهتر.
- Arduino Due: قدرت پردازشی بالاتر برای پروژههای پیشرفته.
-
نوع موتور: بسته به مدل، از موتورهای مختلفی استفاده شده است:
- موتور DC کوچک: برای مدلهای ساده و آموزشی.
- موتور DC گیربکسدار: برای افزایش گشتاور در پروژههای DIY.
- موتور استاندارد RC: برای مدلهای مبتنی بر خودروهای کنترلی.
- موتور قدرتمند آفرود: برای حرکت در زمینهای ناهموار در مدل MTV.
-
درایور موتور: بسته به نوع موتور و نیازهای کنترلی، درایورهای مختلفی استفاده شده است:
- L298N: درایور موتور دو کاناله برای کنترل موتورهای DC.
- درایور موتور سفارشی: برای بهینهسازی کنترل در مدل ‘آماده اجرا’.
- ESC: برای کنترل سرعت موتورهای براشلس در مدلهای RC Truck و MTV.
نکته: انتخاب برد آردوینو، نوع موتور و درایور موتور بستگی به نیازهای پروژه، بودجه و سطح تجربه کاربر دارد.
