ব্যালেন্সিং রোবট / 3 হুইল রোবট / স্টেম রোবট: 8 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

আমরা স্কুলে শিক্ষাগত ব্যবহারের জন্য এবং স্কুল শিক্ষাগত কর্মসূচির জন্য একটি সম্মিলিত ভারসাম্য এবং 3 চাকা রোবট তৈরি করেছি। রোবটটি একটি Arduino Uno, একটি কাস্টম shাল (সমস্ত নির্মাণের বিবরণ দেওয়া), একটি লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক (সমস্ত নির্মাণের বিবরণ দেওয়া) অথবা একটি 6xAA ব্যাটারি প্যাক, একটি MPU 6050, একটি BLE ব্লুটুথ মডিউল, একটি অতিস্বনক মডিউল (alচ্ছিক) এবং একটি হাত সরানোর জন্য একটি servo। ক্লাসরুমে ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত রয়েছে ব্যাপক শিক্ষা উপকরণ।

সংযুক্ত নথিটি হল রোবট তৈরির জন্য বাচ্চাদের দেওয়া নির্দেশাবলী যা প্রতিটি ধাপে শিক্ষামূলক শিক্ষা প্রদান করে। এটি স্কুল এবং স্কুল প্রোগ্রামের পরে প্রদত্ত নথি।

এখানে 7 টি ব্যায়াম রয়েছে যা সম্পূর্ণ ব্যালেনিং / 3 হুইল রোবট স্কেচ আপলোড করার আগে করা যেতে পারে। প্রতিটি অনুশীলন রোবটের একটি বিশেষ দিকের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যেমন অ্যাকেরোমিটার/জাইরোস্কোপ সেন্সর, ব্লুটুথ, আল্টাসনিক সেন্সর, সার্ভো ইত্যাদি ব্যবহার করে একটি স্মার্ট ফোন অ্যাপের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করা। অনুশীলনের জন্য স্কেচ আপলোড এবং সম্পন্ন করা যেতে পারে। এটি শিক্ষাগত শিক্ষার সাথে রোবট তৈরির মজার দিকে মনোনিবেশ করতে সহায়তা করে।

এটি একটি Arduino Uno ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল কারণ এটি অত্যন্ত সাধারণ এবং অনেক শিক্ষাগত পরিবেশে ব্যবহৃত হয়। আমরা usedাল ছাড়াও ব্যবহার করেছি, স্ট্যান্ডার্ড অফ দ্য শেলফ মডিউল যা সহজেই পাওয়া যায়। চেসিস 3D মুদ্রিত এবং TinkerCAD এ উপলব্ধ নকশা।

আমরা এটাও পেয়েছি যে এই রোবট বাচ্চাদের নিজেদের সৃষ্টি তৈরির কথা ভাবতে অনুপ্রাণিত করতে এবং আত্মবিশ্বাস জোগাতে সাহায্য করে এবং এটি করা কঠিন নয়।

সমস্ত স্কেচগুলি ভালভাবে মন্তব্য করা হয়েছে এবং আরও উন্নত শিক্ষার্থীরা তাদের নিজস্ব স্কেচ সংশোধন বা লিখতে পারে। রোবটটি Arduino এবং ইলেকট্রনিক্স সম্পর্কে শেখার জন্য একটি সাধারণ প্ল্যাটফর্ম গঠন করতে পারে।

রোবটটি "LOFI ব্লকস" অ্যাপ (https://lofiblocks.com/en/) এর সাথেও কাজ করে, তাই বাচ্চারা স্ক্র্যাচের মতো গ্রাফিক্যাল পরিবেশে নিজের কোড লিখতে পারে।

লক্ষ্য করুন উপরের ভিডিওটিতে মার্ক 1 মডেলটি দেখানো হয়েছে, রোবটটি এখন রিমোটএক্সওয়াই ব্লুটুথ অ্যাপ ব্যবহার করে (যা অ্যান্ড্রয়েড এবং অ্যাপল উভয় ডিভাইসের জন্যই উপলব্ধ), এমপিইউ 6050 এখন রোবট ieldালের উপর অবস্থিত (স্লাইডারের নীচে নয়) রোবট - যদিও আপনি ইচ্ছা করলেও সেখানে এটি সনাক্ত করতে পারেন) এবং একটি alচ্ছিক অতিস্বনক সেন্সর রয়েছে যা ieldালটিতে প্লাগ করা যায়।

স্বীকৃতি:

(1) পিচ অ্যাঙ্গেল এবং পিআইডি নিয়ন্ত্রণ ব্রোকিংয়ের সফ্টওয়্যারের উপর ভিত্তি করে:

(2) RemoteXY অ্যাপ:

(3) LOFI ব্লক এবং LOFI রোবট অ্যাপ:

(4) jjrobots উপর ভিত্তি করে অস্ত্র:

(5) সমস্ত স্কেচ Arduino Create- এ সংরক্ষণ করা হয়:

(6) 3D ডিজাইন টিঙ্কারক্যাডে সংরক্ষিত আছে:

অস্বীকৃতি: এই উপাদানটি যথাযথভাবে প্রদান করা হয়েছে, এই উপাদানটির যথার্থতা বা অন্যথায় কোন ওয়ারেন্টি নেই। এই ডকুমেন্টে নাম দেওয়া তৃতীয় পক্ষের আইফোন এবং অ্যান্ড্রয়েড অ্যাপ ব্যবহারকারীদের নিজস্ব ঝুঁকিতে রয়েছে। রোবট লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি প্যাক ব্যবহার করতে পারে, ব্যাটারি এবং পাওয়ার প্যাক ব্যবহার ব্যবহারকারীদের নিজস্ব ঝুঁকিতে। এই উপাদান ব্যবহার করে বা রোবটের নির্মাণ বা ব্যবহার থেকে কোনও ব্যক্তি বা সংস্থার দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার জন্য লেখকরা কোনও দায়বদ্ধতা গ্রহণ করেন না।

ধাপ 1: অংশ তালিকা

স্ক্র্যাচ থেকে রোবট তৈরির জন্য, অনেকগুলি পদক্ষেপ রয়েছে এবং এটি বেশ সময় এবং যত্ন নেবে। আপনি একটি 3D প্রিন্টার প্রয়োজন হবে, এবং সোল্ডারিং এবং ইলেকটোনিক সার্কিট নির্মাণ ভাল হতে।

রোবট তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় যন্ত্রাংশ হল:

(1) 3D মুদ্রণ চ্যাসি এবং কাস্টার চাকা এক্সটেনশন

(2) Arduino Uno

(3) রোবট ieldাল তৈরি করুন

(4) MPU 6050, AT9 BLE ব্লুটুথ মডিউল, ultচ্ছিক অতিস্বনক মডিউল (সব plugাল মধ্যে প্লাগ)

(5) SG90 servo

(6) টিটি মোটর এবং চাকা

(7) পাওয়ার প্যাক তৈরি করুন (হয় 6xAA ব্যাটারি প্যাক অথবা লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক)

সংযুক্ত ফাইলটি ব্যাখ্যা করে যে কিভাবে লি ইয়ন পাওয়ার প্যাক এবং রোবট শিল্ড ছাড়া বাকি অংশগুলি পাওয়া এবং তৈরি করা যায়, যা পরবর্তী ধাপে আচ্ছাদিত।

ধাপ 2: রোবট শিল্ড

রোবট ieldালের জন্য পিসিবি নকশাটি ফ্রিজিংয়ে করা হয়, যদি আপনি নকশাটি সংশোধন করতে চান তবে ফ্রিজিং ফাইল সংযুক্ত করা হয়।

Attachedাল PCB- এর জন্য গারবার ফাইলগুলিও সংযুক্ত, আপনি এই ফাইলগুলি একটি PCB ম্যানুফ্যাচারারের কাছে তাদের sendাল তৈরির জন্য পাঠাতে পারেন।

উদাহরণস্বরূপ, নিম্নলিখিত নির্মাতারা প্রায় $ 5 + ডাকের জন্য 10 x PCB বোর্ড তৈরি করতে পারেন:

www.pcbway.com/

easyeda.com/order

এছাড়াও attachedাল জন্য মেক ডকুমেন্ট সংযুক্ত করা হয়।

ধাপ 3: পাওয়ার প্যাক

আপনি রোবটের জন্য একটি 6xAA- ব্যাটারি প্যাক বা একটি লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক তৈরি করতে পারেন। উভয় জন্য নির্দেশাবলী সংযুক্ত করা হয়।

AA- ব্যাটারি প্যাকটি নির্মাণ করা অনেক সহজ। তবে প্রতিস্থাপনের প্রয়োজনের আগে ব্যাটারিগুলি প্রায় 20/30 মিনিট স্থায়ী হয়। এছাড়াও AA- ব্যাটারি প্যাকের সাথে সার্ভো ব্যবহার করা যাবে না তাই কোন মুভিং আর্ম নেই।

লি আয়ন ব্যাটারি প্যাকটি রিচার্জ করা যায় এবং রিচার্জের মধ্যে প্রায় 60 প্লাস মিনিট স্থায়ী হয় (ব্যাটারির ব্যাবহারের উপর নির্ভর করে)। যাইহোক, লি আয়ন ব্যাটারি প্যাকটি তৈরি করা আরও কঠিন এবং একটি লি আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার করে, লি আয়ন ব্যাটারিকে যত্ন সহকারে পরিচালনা করতে হবে।

লি আয়ন ব্যাটারি প্যাকটিতে একটি সুরক্ষা সার্কিট রয়েছে, যা ব্যাটারিকে চার্জের অধীনে এবং চার্জ থেকে রক্ষা করে এবং সর্বাধিক কারেন্টকে 4 এম্পস পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করে। এটি একটি লি আয়ন চার্জিং মডিউল ব্যবহার করে।

আপনি যে কোন লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক ব্যবহার করতে পারেন যার আনুমানিক.2.২ ভোল্টের আউটপুট আছে, কিন্তু আপনাকে উপযুক্ত রোবট শিল্ড প্লাগ দিয়ে একটি তার তৈরি করতে হবে।

আপনার যদি একটি ভাল বিকল্প পাওয়ার প্যাক থাকে তাহলে আমাকে জানান। যে কারণে আমি এই লি আয়ন প্যাকটি তৈরি করেছি তা হল যে এটি একটি একক লি আয়ন সেল ব্যবহার করে যার অর্থ এটি অপেক্ষাকৃত ছোট এবং যেকোন মাইক্রো ইউএসবি চার্জার বা কম্পিউটার সহ যেকোনো ইউএসবি পোর্ট থেকে চার্জ করা যায়। লি আয়ন পাওয়ার প্যাকগুলি আমি দেখেছি প্রায় 7.2 ভোল্ট 2 টি সেল ব্যবহার করে এবং একটি বিশেষ চার্জারের প্রয়োজন হয়, যা খরচ বাড়ায় এবং চার্জ করা সুবিধাজনক নয়।

আপনি যদি লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক তৈরি করতে চান (অথবা যেকোন লি আয়ন ব্যাটারি প্যাক ব্যবহার করুন) আপনার এই ধরনের ব্যাটারির নিরাপত্তা সংক্রান্ত বিষয়ে সচেতন হওয়া উচিত, যেমন

ধাপ 4: রোবট ব্যায়াম এবং স্কেচ

একবার আপনি সমস্ত যন্ত্রাংশ পেয়ে গেলে, যখন আপনি রোবটটি তৈরি করবেন তখন আপনি চাইলে প্রোগ্রামিং ব্যায়াম করতে পারেন। ব্যাখ্যা সহ এই ব্যায়ামগুলি Arduino Create- এ উপলব্ধ - নীচের লিঙ্কগুলি আপনাকে Arduino Create অনুশীলনে নিয়ে যাবে - তারপর আপনি আপনার Arduino Create লগইন এ ব্যায়ামটি খুলতে এবং সংরক্ষণ করতে পারেন।

রোবটে স্কেচ আপলোড করার জন্য নিশ্চিত করুন যে আপনার ফোনটি ব্লুটুথ দ্বারা রোবটের সাথে সংযুক্ত নয় - একটি ব্লুটুথ সংযোগ আপলোড হতে বাধা দেয়। যদিও সাধারণত প্রয়োজন হয় না, ব্লুটুথ মডিউলের জন্য পিন 123456।

ব্যায়াম 3, 5 এবং 7 "LOFI রোবট" স্মার্ট ফোন অ্যাপ ব্যবহার করে (বা "BLE জয়স্টিক" অ্যাপ - যদিও এই অ্যাপটি সবসময় অ্যাপল ডিভাইসের সাথে কাজ করে না)।

Exercies 8 (সম্পূর্ণ রোবট স্কেচ) রোবট নিয়ন্ত্রণ করতে "RemoteXY" স্মার্ট ফোন অ্যাপ ব্যবহার করে।

LOFI ব্লক স্কেচ "LOFI ব্লক" অ্যাপ ব্যবহার করে। (নোট করুন এই অ্যাপল অ্যাপল ডিভাইসে সবচেয়ে ভালো কাজ করে)।

যখন আপনি Arduino Create- এ একটি ব্যায়াম লোড করেন, Arduino স্কেচ ছাড়াও, অন্যান্য ট্যাব রয়েছে যা ব্যায়াম সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে।

ব্যায়াম 1: আরডুইনো বুনিয়াদি - রোবট কন্ট্রোল শিল্ডে লাল এবং সবুজ এলইডিগুলিকে ব্লিংক করুন। আপনি নির্মাণের ধাপ (3) পরে এই ব্যায়ামটি করতে পারেন।

create.arduino.cc/editor/murcha/77bd0da8-1…

ব্যায়াম 2: গাইরো সেন্সর - গ্রিও এবং অ্যাকসিলরোমিটারের সাথে পরিচিত হওয়া। আপনি নির্মাণের ধাপ (4) পরে এই ব্যায়ামটি করতে পারেন। আপনাকে "সিরিয়াল মনিটর" ব্যবহার করতে হবে, যেখানে বড রেট 115200 সেট করা আছে।

create.arduino.cc/editor/murcha/46c50801-7…

ব্যায়াম 3: ব্লুটুথ লিঙ্ক - একটি ব্লুটুথ লিঙ্ক স্থাপন করুন, রোবট কন্ট্রোল শিল্ডে এলইডি চালু এবং বন্ধ করতে একটি স্মার্ট ফোন অ্যাপ ব্যবহার করুন। আপনি নির্মাণের ধাপ (5) পরে এই ব্যায়ামটি করতে পারেন।

create.arduino.cc/editor/murcha/236d8c63-a…

ব্যায়াম 4: অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সর (alচ্ছিক) - অতিস্বনক সেন্সরের সাথে পরিচিত হওয়া। আপনি নির্মাণের ধাপ (5) পরে এই ব্যায়ামটি করতে পারেন। আপনাকে "সিরিয়াল মনিটর" ব্যবহার করতে হবে, যেখানে বড রেট 115200 সেট করা আছে।

create.arduino.cc/editor/murcha/96e51fb2-6…

অনুশীলন 5: সার্ভো-মেকানিজম-সার্ভো মেকানিজমের সাথে পরিচিত হওয়া এবং হাত সরানো, সার্ভো আর্মের কোণ নিয়ন্ত্রণ করতে একটি স্মার্ট ফোন অ্যাপ ব্যবহার করুন। আপনি নির্মাণের ধাপ (8) পরে এই ব্যায়ামটি করতে পারেন। আপনাকে "সিরিয়াল মনিটর" ব্যবহার করতে হবে, যেখানে বড রেট 115200 সেট করা আছে।

create.arduino.cc/editor/murcha/ffcfe01e-c…

অনুশীলন 6: মোটর চালান - মোটরগুলির সাথে পরিচিত হওয়া, ড্রাইভ মোটরগুলি সামনে এবং পিছনে চালান। ব্যাটারি প্যাকটি চালু করতে হবে। আপনাকে "সিরিয়াল মনিটর" ব্যবহার করতে হবে, যেখানে বড রেট 115200 সেট করা আছে।

create.arduino.cc/editor/murcha/617cf6fc-1…

ব্যায়াম 7: বেসিক কার - একটি সাধারণ থ্রি -হুইল গাড়ি তৈরি করুন (3 য় চাকা সংযুক্তি সহ রোবট), আমরা গাড়ি নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি স্মার্ট ফোন অ্যাপ ব্যবহার করি। এছাড়াও আপনার হাত অনুসরণ করতে অতিস্বনক সেন্সর ব্যবহার করে। আপনি উপরের মতো নির্মাণের একই সময়ে এটি করতে পারেন। ব্যাটারি চালু করতে হবে এবং wheel য় চাকার সংযুক্তি োকান।

create.arduino.cc/editor/murcha/8556c057-a…

ব্যায়াম 8: পূর্ণ ব্যালেন্সিং রোবট - সম্পূর্ণ ব্যালেন্সিং / থ্রি হুইল রোবটের কোড। রোবট নিয়ন্ত্রণ করতে স্মার্ট ফোন অ্যাপ “RemoteXY” ব্যবহার করুন।

create.arduino.cc/editor/murcha/c0c055b6-d…

LOFI Blocks Sketch - "LOFI Blocks" অ্যাপ ব্যবহার করতে এই স্কেচটি রোবটে আপলোড করুন। আপনি তারপর "LOFI ব্লকস" অ্যাপ ব্যবহার করে রোবট প্রোগ্রাম করতে পারেন যা স্ক্র্যাচের মত প্রোগ্রামিং ব্লক ব্যবহার করে।

create.arduino.cc/editor/murcha/b2e6d9ce-2…

ব্যায়াম 9: লাইন ট্রেসিং রোবট। দুটি লাইন ট্রেসিং সেন্সর যোগ করা এবং রোবটের সাথে লাইন ট্রেসিং সেন্সর সংযুক্ত করতে অতিস্বনক প্লাগ ব্যবহার করা সম্ভব। দ্রষ্টব্য, সেন্সরগুলি ডিজিটাল পিন D2 এবং D8 এর সাথে সংযুক্ত।

create.arduino.cc/editor/murcha/093021f1-1…

অনুশীলন 10: ব্লুটুথ নিয়ন্ত্রণ। রোবট এলইডি এবং সার্ভো-মেকানিজম নিয়ন্ত্রণ করতে ব্লুটুথ এবং একটি ফোন অ্যাপ (রিমোটএক্সওয়াই) ব্যবহার করা। এই অনুশীলনে শিক্ষার্থীরা ব্লুটুথ সম্পর্কে জানতে পারে, কীভাবে বাস্তব বিশ্বের জিনিসগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে একটি ফোন অ্যাপ ব্যবহার করতে হয় এবং এলইডি এবং সার্ভো-মেকানিজম সম্পর্কে জানতে পারে।

create.arduino.cc/editor/murcha/c0d17e13-9…

ধাপ 5: রোবট গণিত এবং প্রোগ্রাম কাঠামোর ভারসাম্য

সংযুক্ত ফাইলটি রোবটের ভারসাম্যপূর্ণ অংশের গণিত এবং সফ্টওয়্যার কাঠামোর একটি ওভারভিউ দেয়।

ভারসাম্যপূর্ণ রোবটের পিছনের গণিতগুলি আপনি যা ভাবতে পারেন তার চেয়ে সহজ এবং আরও আকর্ষণীয়।

আরও উন্নত স্কুলের শিক্ষার্থীদের জন্য ভারসাম্যপূর্ণ রোবট গণিতগুলিকে হাই স্কুলে যে গণিত এবং পদার্থবিজ্ঞান অধ্যয়ন করছে তার সাথে যুক্ত করা সম্ভব।

গণিতে রোবট ব্যবহার করে দেখানো যায় কিভাবে বাস্তব জগতে ত্রিকোণমিতি, পার্থক্য এবং সংহতকরণ প্রয়োগ করা হয়। কোডটি দেখায় কিভাবে কম্পিউটার দ্বারা সংখ্যাসূচকভাবে বৈষম্য এবং ইন্টিগ্রেশন গণনা করা হয়, এবং আমরা দেখেছি যে শিক্ষার্থীরা এই ধারণাগুলির একটি গভীর উপলব্ধি পায়।

ফিজিসিসে অ্যাকসিলরোমিটার এবং জাইরোস্কোপগুলি গতির আইনের অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে, এবং অ্যাকসিলরোমিটার পরিমাপ কেন শোরগোল করে এবং কীভাবে বাস্তব জগতের সীমাবদ্ধতাগুলি প্রশমিত করা যায় সে সম্পর্কে একটি বাস্তব উপলব্ধি প্রদান করে।

এই বোঝাপড়া আরও আলোচনার দিকে নিয়ে যেতে পারে উদাহরণস্বরূপ, পিআইডি নিয়ন্ত্রণ এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমগুলির একটি স্বজ্ঞাত বোঝাপড়া।

প্রাথমিক থেকে শুরু করে উচ্চ বিদ্যালয় পর্যায়ের শিক্ষার্থীদের স্কুলের পাঠ্যসূচিতে অথবা স্কুল -পরবর্তী প্রোগ্রামের সাথে মিলিয়ে এই রোবটের ভবন নির্মাণ করা সম্ভব।

ধাপ 6: ভিডিও স্ট্রিমিং ক্যামেরা আনুষঙ্গিক

আমরা একটি রাস্পবেরি পিআই ভিত্তিক ভিডিও ক্যামেরা তৈরি করেছি যা রোবটের সাথে কাস্টার হুইল এক্সটেনশনের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে। একটি ব্রাউজারে স্ট্রিমিং ভিডিও স্ট্রিম প্রেরণ করার জন্য ওয়াইফাই ব্যবহার করে।

এটি রোবটকে একটি পৃথক বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবহার করে এবং এটি একটি স্বতন্ত্র মডিউল।

ফাইলটি মেকের বিবরণ সরবরাহ করে।

একটি বিকল্প হিসাবে, অন্যান্য স্বতন্ত্র ভিডিও স্ট্রিমিং ক্যামেরা যেমন Quelima SQ13 কেস্টার হুইল এক্সটেনশনের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে, যেমন:

ধাপ 7: টিটি মোটরের পরিবর্তে এন 20 মোটর ব্যবহার করা

টিটি মোটরের পরিবর্তে N20 মোটর ব্যবহার করা সম্ভব।

রোবটটি মসৃণভাবে চালায় এবং N20 মোটরের সাহায্যে অনেক দ্রুত চলে।

আমি যে N20 মোটর ব্যবহার করেছি তা হল 3V, 250rpm N20 মোটর, যেমন

www.aliexpress.com/item/N20-DC-GEAR-MOTOR-…

N20 মোটরগুলি ততটা শক্তিশালী নয় এবং দীর্ঘ সময় ধরে চলে না, সম্ভবত 5-10 ঘন্টা ব্যবহার করে।

N20 মোটরটির জন্য আপনাকে N20 মোটর মাউন্ট করার জন্য 3D প্রিন্ট করতে হবে এবং N20 মোটরের অক্ষীয় শ্যাফটকে ফিট করার জন্য একটি টিটি মোটর চাকা সক্ষম করতে একটি চাকা ertোকানো আছে।

TinkerCAD গ্যালারিতে "balrobot" অনুসন্ধান করে N20 মোটর মাউন্ট পাওয়া যাবে।