相信對于學習過單片機編程的朋友來說,對于市面上其他可編程小型機器人都不會陌生,而如今的編程機器人已經(jīng)逐漸向小學生靠攏,編程過程也沒有了以往枯燥的代碼,其中大多數(shù)編程機器人愛好者最為喜歡Arduion開發(fā)板,因為它是一款簡單的模塊,但是卻可以實現(xiàn)最簡單的編程動作,因為其兼容性高,可以通過搭載其他模塊來實現(xiàn)多種功能,所以成為很多基礎編程朋友的必修課,再加上現(xiàn)在的Scratch的發(fā)展,復雜的編程語言已經(jīng)變得更加簡單,積木式模塊組合式的編程只要稍微的思考一下,即可編出較為復雜的程序,而目前市場上出現(xiàn)的其他種類的編程機器人,大多數(shù)也是基于對于Arduino UNO的開發(fā),結(jié)合Scratch的使用,從而可以設計出編程較為簡單的機器人,其中kittenbot就是其中的一種。
開箱篇:
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。
我們先來看看它的主要零部件—Rosbot主板,這是整個機器人的核心部件,它和配套的銅柱和螺母放在同一個靜電袋里面封裝,整個電路板是基于Arduino UNO的開發(fā),集成度較高,焊點較為飽滿。
因為集成了其他模塊,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,所以使用起來也更加方便,例如里面加入的2個雙H橋,無需其他驅(qū)動模塊既可插入電機使用,最大可以驅(qū)動4個直流小電機或者2個4線步進電機,要知道其他Arduion主板可是要另外搭載驅(qū)動模塊來驅(qū)動電機的。
而且據(jù)介紹它的設計可以支持升級搭載樹莓派2、樹莓派3B+和Intel UP Board單板計算機,組合使用后可以直接使用ROS機器人系統(tǒng),是升級必備產(chǎn)品。
和Arduion UNO主板類似,Rosbot主板也同樣采用的Atmel mega 328P芯片,只不過采用的功耗更低的貼片類型。
同時主板上也帶有常見的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,其實就是升級版的Arduion UNO主板。
而配套的還有塊ESP8266 wiff模塊,也是kittenbot根據(jù)ESP8266自己開發(fā)升級的,也是升級版ESP8266,采用完全自主開發(fā)的固件,具有便捷的網(wǎng)頁配置界面,可以自定義波特率、模塊名字、查找和連入路由器等等。
因為wifi模塊可以提供串口和UDP的透傳通信,可以讓機器人具有無線通信功能,所以通過KittenbotApp可以讓wifi模塊一鍵接入路由器,操控更簡單。
而其kittenbot里面配套有三組特別的馬達,一個是TT直流電機,這種馬達運動速度較快,但是運動精度不高,不能精確控制。
還有一組馬達是步進電機,這種馬達精度較高,可以精確控制速度和距離,運動較慢,類似打印機里面就采用的步進電機,所以打印才能非常準確,送來的步進電機采用靜電袋封裝,看起來非常高檔。
以上的電機基本就是機器人的腳,雖然是腳,kittenbot卻準備了兩種不同電機,可以讓我們使用者感受到不同種類的區(qū)別和使用方式,使我們更加深層次的了解機器人的各種構造。
而里面第三種電機則是9g的舵機,和步進電機一樣可以準確的調(diào)節(jié)速度角度,不過可供使用和調(diào)節(jié)的角度只有180度大小,主要使用在機器人的頭部,屬于機器人的脖子,可以精確控制卻無需360度的旋轉(zhuǎn),因為它要配套軸連接器使用,所以里面用包裝袋將電機和軸連接器包裝在一起,并且配備了三種不同的連接器類型。
里面還配套了機器人的眼睛 — 超聲波模塊,這個模塊采用鋁塑封裝,一個眼睛發(fā)射40KHz頻率聲波,而另一個眼睛則用來接收這些聲波,并通過計算聲波傳播的時間來計算距離。
而配套在kittenbot上用于連接9g舵機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)穿過超聲波傳感器安裝上LED環(huán)形燈,它就變成了機器人的眼睛。
而為了豐富使用機器人的各種功能,里面還送了紅按鈕、藍按鈕、蜂鳴器、LED環(huán)形燈這些感應和響應的模塊,我們可以充分的體驗各種模塊的樂趣,可以說kittenbot是一款功能較為豐富的機器人。
組裝篇:
因為機器人功能結(jié)構基本大同小異,所以我們先來組裝一個最為簡單的機器人作為例子講解。
我們安裝先從TT直流馬達開始,一般只要對準馬達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有大小之分,它對應步進電機和TT直流電機上的軸,所以看清楚再插。
然后在前后裝上萬向輪。
關于舵機,則在鋁合金底盤上找到舵機小孔,安裝上即可。
對于超聲波連接,只要超聲波模塊和超聲波橋接器對準標識插孔插入即可。
然后用舵機軸連接器裝上,最后安裝在舵機軸上,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,因為無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程損壞主板,所以重要的事情說三遍。
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。
然后對準底盤上的兩條長溝裝上,當然,可以的話裝在底盤底部也是可以的,如果裝在上部,建議安裝的溝槽留一點空隙,可以放進紅色扎繩帶的寬度,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空隙,避免舵機旋轉(zhuǎn)過程撞到主板。
最后將各個電線通過底盤中間的小口穿出,再將插口插進相應的位置,電池盒則直接在底盤下面用紅色扎繩帶捆緊,喜歡的也可以直接裝上WIFI模塊,具體的來一張照片,或者參考說明書。
整個制作過程就十幾分鐘,非常簡單,看起來萌萌的。
使用篇:
對于wifi連接,在插入wifi模塊的主板上插上電源或者直接通過電腦插入USB接口,都可以正常啟動主板,并且插上的wifi模塊會自動發(fā)射wifi信號,支持wifi連接的設備都可以接入,接入后直接進入192.168.4.1即可進入主頁,因為發(fā)現(xiàn)固件是舊版的,所以自己升級了一下。
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應的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,同樣對應著腳來接,黑色排針是接地的。
將ESP8266上面的開關撥到特殊開啟狀態(tài)位置,也就是下圖撥動開關到左邊。
在更新之前先到官網(wǎng)論壇下載ch340驅(qū)動和ESP8266固件更新軟件,然后先安裝驅(qū)動,再通過USB數(shù)據(jù)線連接上主板和電腦,等驅(qū)動自己安裝成功,然后再開啟更新軟件更新。
這時候進去就可以看到全新界面形式,比之前的界面詳細了很多,可惜的是界面采用的英文。
重新裝上WIFI模塊,將wifi模塊開關打回普通模式,然后接上電源,就可以給機器人編程了,對于編程機器人部分,無論是USB數(shù)據(jù)線接入還是無線接入都可以,最方便的還是直接無線接入。
對于無線接入,目前此款機器人比較有趣的一點是可以支持手機App連接,在里面可以設置機器人對路由器的連接,并且可以支持最簡單的遙控連接控制,非常有意思。
當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,主頁里面的軟件只支持英文,而且版本較為老舊,功能簡單。),進去軟件里面先將語言設置為中文,并且更新成最新版本,因為是基于Scratch3.0軟件開發(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行互動編程,非常簡單有趣。
可以看到里面的界面左邊是控制模塊,中間是編程區(qū)域,右邊則是舞臺精靈和arduion IDE部分。
這款軟件目前最新版本升級可支持多種不同種類的機器人編程,左上角頁面上可以看到,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器人和軟件連接起來,因為我采用的是無線連接,所以機器人接上電源后,可以先用手機或者電腦連接機器人的wifi,輸入192.168.4.1進入機器人頁面,在wifi station頁面里面設置連接上家庭的路由器即可,或者最簡單的,使用電腦直接連接上機器人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,然后點擊連接,當然用USB的話就看一下com端口,插拔一下USB數(shù)據(jù)線,消失的那個就是了。
然后在點擊右邊Arduino的選項,切換里面頁面到Arduino IDE界面,一般連接成功都會在右下角的黑色框內(nèi)提示固件版本號,沒有出現(xiàn)則可以在右下角輸入框內(nèi)輸入M0查看一下,再沒有出現(xiàn)版本號就得檢測是不是不沒有連接好或者驅(qū)動沒有裝好,檢查多次(不過有時候已經(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)。
如果連接成功就點擊恢復出廠固件,再點擊上傳,將主板固件升級到最新,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軟件編程機器人使用一樣,只要編程過程中將里面的模塊引腳標示清楚,邏輯順序正確,基本上經(jīng)過軟件編譯上傳后,機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。
不過還是得提示一下使用問題,比如這款機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程中,我發(fā)現(xiàn)對于舵機的使用,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題吧,只要調(diào)節(jié)角度設置小于零,無論負多少都會直接跑到舵機右邊的盡頭,只有0到180度選擇,它才會老老實實的工作,還有就是直流馬達的安裝,螺絲不能擰的太緊,否則里面的傳動齒輪會容易卡住。
基本上這款機器人套裝已經(jīng)將市面上絕大多數(shù)的常見配件模塊都囊括了,而且編程軟件里面也基本上都有針對特定模塊開發(fā)出來的組件,所以編程過程沒有了以往的復雜的數(shù)據(jù)設置,加上主板集成度高,添加模塊過程簡單便捷,這樣的使用設計更加方便初學者了解機器人構造,并對各種硬件類產(chǎn)品也可以有更深層次的了解,所以這樣一款看似簡單,但是功能復雜的產(chǎn)品,還是非常適合初學者使用的。
總結(jié):
優(yōu)點:配套齊全,基本上市面上常用小型機器人的模塊都有了,而且設計結(jié)構精巧簡單,編程也較為簡單方便,適合初學者學習使用,而且機器人搭載上wifi模塊可以直接實現(xiàn)無線燒錄,大大方便了使用連接方式,因為主板集成度高,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,可擴展力較強。
缺點:使用說明書較為簡單,對于部分硬件使用無參照可尋,可供使用危險提示不多,初學者對于某些接口認識不足容易出錯,電池的掛載設計有問題,沒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,有時候會突然間消失信號,需要重啟幾次才有,編程過程,發(fā)現(xiàn)點擊開啟全局事件運行的時候,經(jīng)常會出現(xiàn)點擊暫停按鈕無效的情況,而編程中如果沒有加入對直流電機的使用,但是開啟全局測試的時候經(jīng)常會出現(xiàn)直流電機自己開啟的情況,再有就是可供參考的編程文件較少。
建議:電池盒掛載設計希望可以方便一點裝取電池,希望是安裝比較穩(wěn)定的方式,可以的話建議設計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時間穩(wěn)定輸出信號,解決kittenblock里面編程和機器的執(zhí)行問題,使得操控更準確和簡單。
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