Strela від Амперки або простий Bluetooth-бот своїми руками

Нещодавно ми отримали подарунок для нашої майстерні від одного з провідних виробників навчальних наборів з електроніки Амперки. У цій статті ми розповімо про їхнє готове рішення, яке дозволяє швидко зібрати робота під управлінням Andro > . Ось як виглядає наш робот:

Хочеться зробити невеликий огляд комплектуючих, наданий Амперкою

ПлатформаStrela- це Arduino-сумісна плата, повністю підготовлена для будівництва роботів. Вона розроблена компанією Амперка і поєднує в собі практично все, що може знадобитися для швидкого будівництва робота. Приїхала вона нам ось у такій коробочці:

Strela у заводській упаковці

Взагалі Амперка уважно ставиться до упаковки. Всі їх продукти акуратно упаковані у спеціально розроблені коробки. Орієнтуються вони насамперед на досить юну аудиторію і, я думаю, хлопцям приємно отримувати свої покупки в такому вигляді, а не загорнуті в пухирчасту плівку.

Задня сторона коробочки

У коробці сама плата:

При першому погляді я здивувався, що в коробочці нічого, крім плати, немає. Пізніше, почавши працювати з платою, я не раз повертався до цієї думки, але так і не зміг придумати, що ще могло бути в цій коробочці. На цій платі вже встановлено справді багато всього!

Strela, вид зверху

Strela, вид знизу

Ось основні характеристики плати:

Харчування
Вхідна напруга: 7-24В. Від цієї ж напруги живиться драйвер двигуна
Вбудований стабілізатор імпульсний на 5В, 3А. Сама плата споживає дуже мало, тобто все це можна використовувати для живлення елементів, що підключаються (датчиків, сервоприводів і т.д.)
Лінійнийстабілізатор на 3,3В для живлення модулів зв'язку
Живлення від USB. На Стрелі встановлено компаратор, який при відключенні основного живлення автоматично перемикається на живлення від порту USB. Навантажувальна здатність по 5-вольтовому каналу при цьому впаде до 500мА, а силові виходи на двигуни перестануть працювати
Периферія, встановлена на платі
П'єзовипромінювач без вбудованого генератора. Може використовуватись для відтворення довільної мелодії
Перемикач RESET. Тобто саме перемикач. Він, власне, служить вимикачем плати. Тобто можна відключити плату, якщо поставити зовнішній тумблер на живлення, а можна просто "вимкнути" мікроконтролер перемикачем RESET
Чотири користувацькі кнопки без фіксації
Чотири користувацькі світлодіоди, які можуть бути включені і виключені з програми
Десять індикаторних світлодіодів для індикації стану двигунів, живлення та ліній передачі
Рознімання для підключення зовнішніх елементів
Дві клемні колодки для підключення двох моторів постійного струму по 2А або одного потужного на 4А або одного крокового двигуна
12 стандартних триконтактних PLS-роз'ємів (GND, 5V, SIG). До них можна підключати різноманітні датчики, сервоприводи тощо. Вісім з них можуть працювати, як аналогові входи та 4 як PWM-виходи
Роз'єм для встановлення модулів зв'язку. Вся необхідна обв'язка вже є на платі - залишається тільки встановити потрібний модуль формату XBee
Роз'єм для підключення ІЧ-приймача для керування з пульта по оптичному каналу
Роз'єм для підключення рідкокристалічних дисплеїв
Інтерфейси TWI/I2C, SPI, UART

Докладніше технічні характеристикивикладені у вікі. На сьогоднішній день роботобудівники найчастіше використовують модульний принцип. Тобто їм доводиться купувати окремо практично всі ці функції, а потім поєднувати їх разом. Strela фактично включає декілька пристроїв, які зазвичай купують окремо - Arduino, шилд з драйвером двигунів, перетворювач напруги і breadboard для прототипування. Важко перерахувати переваги та недоліки цієї плати. Я назвав би це апаратними особливостями:

Плата відносно велика - 100х80мм. Але з іншого боку, може для юних користувачів це навіть полегшить роботу з нею.
Відсутність сумісності із стандартними шилдами для Arduino. Хоча для роботобудівників-початківців її можливостей вистачить дуже надовго
Біла маска. Особисто мені не подобається через те, що не видно доріжок на платі, але я розумію, що такий вибір зроблений на користь естетики.
Продумана схемотехніка. Деякі рішення не мають запасу міцності, але загалом все продумано дуже добротно та зручно для використання. Відчувається великий досвід розробників та розуміння очікувань користувачів
Кріпильні отвори на платі повторюють розташування отворів на Arduino Uno плюс є додаткові чотири отвори
Докладна документація з величезною кількістю прикладів
Бібліотека для роботи із платою. Про неї ми пізніше поговоримо окремо

Основна цільова аудиторія платформи – це гуртки технічної творчості для молоді, але нам здається, що й у проекті зі складною програмною частиною та необхідністю підключення нескладної периферії ця плата дуже спростить розробку. На ній можна зробити як простого bluetooth-бота, так і робота телеприсутності або гексапода.

Шасі для робота

Turtle у розібраному вигляді

Вона досить велика і підходить до Стреле з погляду потужності двигунів та кількості елементів живлення у вбудованому утримувачі батарей. На ній вже є кріплення для популярних сенсорів та датчиків.

Bluetooth-модуль, датчики та індикатор

Крім контролера та платформи нам подарували ще багато приємних дрібниць:

Bluetooth-модуль, датчики та індикатор

Складання bluetooth-бота

Для швидкої перевірки можливостей системи ми вирішили зібрати робота, керованого через bluetooth. За основу ми взяли приклад із вікі по Стрілі. Для цього буде достатньо самої платформи Strela, як контролера, модуля зв'язку, колісної платформи та акумулятора. Ми вирішили не використовувати батарейний відсік. Натомість ми підключили LiPo-акумулятор на 11,1В, 3А/год. Додатково ми підключили індикатор. Ось що у нас вийшло в результаті:

Робот, керований по bluetooth, у зборі

Як бачите, вся збірка зводиться до того, щоб зібрати шасі, прикрутити та з'єднати плати та підключити десяток дротів. На цьому вся збірка закінчується і починається програмування.

Програмування робота

Strela – досить зручна платформа для застосування у різних робототехнічних проектах. У нас народилося багато ідей щодо її використання. Найближчим часом ми хочемо передрукувати раму для нього, встановити датчик лінії та зробити робота, що рухається по лінії, з можливістю ручного керування через bluetooth. Діти вже почали працювати над ним: