Используем Arduino для создания автономного холодильника, который следует за хозяином, подключается к смартфону через Bluetooth и использует GPS для навигации.
Компоненты
Для создания нашего автономного холодильника-робота, который следует за хозяином, нам понадобится достаточно большой список компонентов и деталей.
- Кулер (или холодильник)
- МДФ 60-80 мм
- Дерево, 2,5х5 см
- Дерево, 2,5х7,5 см
- Колеса 15 см - 2 шт.
- Шарнирный затвор
- Мотор-редуктор 12 В постоянного тока (DC) - 2 шт.
- Ступица вала, 4 мм
- Arduino Uno
- Батарея 2200mAh LiPo
- Портативное зарядное устройство USB
- Моторный привод L298n
- Макетная плата
- Модуль GPS Parallax PAM-7Q
- Компас Adafruit HMC5833l
- Модуль Bluetooth HC-05
- М3 гайки и болты - 4 шт.
- Гайки, болты и шайбы M5 - 2 шт.
- 4х1" гайки и болты - 8 шт.
- 6х1" деревянные шурупы - 6шт.
- 10 гайки, болты и шайбы - 6 шт.
- 1/2" шайба - 2 шт.
- Гвозди 1" - 30 шт.
- Перемычки
- Кабель USB-A к Micro-USB
Из программного обеспечения нам нужны:
Из ручного инструмента нам пригодятся:
- Паяльник
- Пила
- Электрическая дрель
- Лобзик
- Молоток
В этом проекте мы используем Arduino Uno для создания автономного кулера, который следует за владельцем. Робот-кулер подключается к смартфону через Bluetooth и использует GPS для навигации. Вся электроника будет содержаться в основании, чтобы можно было перевозить и другие предметы.
Конечно, самый простой вариант такого холодильника - это веревка с тележкой, но нам интересно сделать проект, который не будет использовать механическую тягу.
Создаем основание
Мы создали два видео о процессе сборки для этого проекта. В этом первом видео Дэвис объясняет, как построить базу.
Для создания основания мы использовали большой кусок МДФ и пару досок, которые служили в качестве боковых стенок. Крепление досок на концах МДФ помогло создать коробку, которая удерживала холодильник на месте во время движения основания.
Мы измерили МДФ примерно на 2-3 см больше с каждой стороны, чем размеры дна холодильника. В этом случае холодильник был размером 44,5x30 см, поэтому мы сделали МДФ примерно 49,5 на 34 см. Дополнительное пространство позволило прибить доски размером к верхней части МДФ. В этом хорошо помог лобзик, с помощью которого получилось всё вырезать.
Доски были вырезаны на ту же длину, что и глубина основания, но мы сделали их примерно на 5 см короче по ширине, чтобы они могли выровняться по краям МДФ. Доски были прикреплены к МДФ несколькими небольшими гвоздями.
Для размещения электроники мы сделали небольшую коробку, используя тот же процесс, что и с основанием (хотя и используя несколько досок другого размера). Размеры мы установили на глаз, но получилось около 28 на 23 см. Электронная коробка была прибита гвоздями ко дну нашей платформы после того, как мы вырезали отверстие в МДФ с помощью лобзика.
Наконец, мы добавили компоненты для системы привода. Колеса использовали пару 3D-печатных кронштейнов (3D-части приведены ниже) для установки наших 12-вольтовых двигателей с высоким крутящим моментом. 3D печатный разъем был прикреплен к металлической втулке для установки колеса на валы двигателей.
На задней стороне платформы было использовано простое поворотное колесо. Оно было прикреплено с помощью другого кронштейна с 3D-печатью.
Электроника
Во втором видео Аарон добавляет электронику в основание кулера.
Электроника была установлена в вырезе коробки под платформой. Мы использовали Arduino Uno и 5В батарею для питания датчиков, Bluetooth и логики управления. LiPo аккумулятор был использован для питания двигателей.
Схема соединения нашего устройства:
Для большей дальности действия в передней части платформы был установлен Bluetooth-модуль HC-05. Остальные компоненты, включая моторный привод L298N, PAM-7Q GPS и компас HMC6883L, были смонтированы внутри и подключены к Arduino через макетную плату.
Компас работает с I2C, поэтому мы подключили контакты SLC и SDA к A5 и A4 соответственно. Остальные контакты были подключены через цифровые входы/выходы. Для получения дополнительной информации о том, как мы подключили провода, смотрите схему, представленную в разделе схему выше.
Питание двигателей осуществлялось за счет просверливания отверстий в платформе и прикрепления к ним платы привода двигателя L298N. LiPo был подключен в качестве основного источника питания, и мы связали землю вместе с источником питания Arduino для логики управления.
На следующем изображении показано, как все выглядело после подключения в электронном блоке.
Моторизованная крышка
Моторизованная крышка не была включена ни в одно из наших видео выше, поэтому добавили некоторые дополнительные инструкции о том, как сделать такую крышку.
У нашей крышки кулера была пара вырезов, которые держали крышку на защелке, когда она закрывалась. Наш сервопривод не был достаточно мощным, чтобы поднять крышку, когда она была закрыта, поэтому мы использовали небольшой инструмент-гравер Dremel, чтобы отшлифовать выемки.
Мы использовали сервопривод MG996R с высоким крутящим моментом для крышки. В 3D напечатали откидной рычаг для подключения серво к верхней части холодильника. Для того, чтобы зафиксировать его на месте мы использовали клей. Сервопривод был установлен на боковой стороне кулера на 3M двустороннюю наружную монтажную ленту.
На задней стороне холодильника было просверлено отверстие для подачи проводов на сервопровод. Мы использовали пару удлинительных проводов, чтобы подсоединить питание, заземление и сигнальный провод на контакт 3 Arduino.
Код для проекта
Код проекта вы можете скачать на GitHub или ниже в .zip архиве:
Приложение Blynk
Вот конфигурация, которую мы использовали для нашего приложения Blynk:
Как только все настроено должным образом, проверьте и загрузите код в Arduino. Если вы находитесь на улице, то GPS потребуется несколько секунд, чтобы получить спутниковый шлюз. Как только он сделает это, он начнет мигать.
Убедитесь, что ваше устройство Android в паре с модулем HC-05 Bluetooth. Если он запросит пароль, он должен быть по умолчанию 1234. Откройте Blynk и нажмите play!
Итоговый результат
Весь код для этого проекта предоставляется с открытым исходным кодом на нашей странице Github. Дополнительные инструкции по его использованию смотрите в README.md.