„Flex Bot“: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Naudokite šią instrukciją, kad sukurtumėte keturiais ratais varomą roboto važiuoklę, kurią valdytų JŪSŲ raumenys!

1 žingsnis: istorija

Mes esame du jaunuoliai iš Irvingtono vidurinės mokyklos, besimokantys inžinerijos principų, PLTW klasės. Mūsų mokytoja ponia Berbawy suteikė mums galimybę pasirinkti „SIDE“projektą, kuris bus rodomas „Maker Faire Bay Area“. Galiausiai radome svetainę, pavadintą „Kiemo smegenys“(https://backyardbrains.com), kuri padėjo mums plėtoti idėją naudoti raumenų lankstumą varikliui judinti. Mūsų mokytojas mums tiekė „Arduino“mikrovaldiklį, EMG raumenų jutiklį, vex įrangą, trumpiklius ir baterijas. Tada pritaikėme savo ankstesnius programavimo ir robotikos įgūdžius (išmoktus per konkurencinę robotiką ir praktikos patirtį) kurdami važiuoklę, kurią valdome naudodami raumenis! Šio projekto, kaip matėme atlikę tyrimus internete, iš tikrųjų niekas anksčiau nebuvo atlikęs, o tai reiškia, kad turėjome viską sukurti nuo nulio! Tai apėmė daug bandymų, modifikavimo ir pakartotinių bandymų, tačiau pamatyti mūsų galutinį projekto darbą buvo verta.

2 žingsnis: pagrindinis aprašymas

Mūsų projektas iš esmės yra keturių ratų ir keturių variklių robotų važiuoklė, valdoma naudojant „Arduino“mikrovaldiklį. Prie „Arduino“prijungtas EMG raumenų jutiklis, kuris perduoda raumenų įtampos duomenis į analoginį „Arduino“prievadą. Keli skaitmeniniai kaiščiai ir įžeminimo/5 voltų „Arduino“kaiščiai yra prijungti prie duonos lentos ant važiuoklės, maitinant 4 variklius ir siunčiant jiems duomenų signalus.

Apskritai, kai lankstosi, EMG jutiklio užfiksuota įtampos variacija signalizuoja skaitmeninį prievadą ir siunčia duomenis į variklio valdiklio duomenų kaištį, kuris galiausiai įjungia variklį. Be to, mes turime du mygtukus, prijungtus prie analoginių „Arduino“kaiščių. Paspaudus mygtukus, srovė siunčiama į analoginius kaiščius, o kai šie analoginiai kaiščiai registruoja srovės įvestį, varikliai sukasi skirtingomis kryptimis, kad važiuoklė galėtų judėti į priekį, atgal, į kairę arba į dešinę.

Žemiau yra pagrindiniai dalykai, kuriuos reikia nusipirkti šiam projektui:

- EMG jutiklis

- VEX 393 MOTORS

- VEX variklių valdikliai

- VEX HARDWARE KIT

- VEX RATAI

- DUOMENŲ LAPAS IR LAIDAI

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT AKUMULIATORIAI (jums reikės daug, nes šios baterijos išsikrauna per maždaug 30 minučių dėl didelio dabartinio 4 VEX variklių naudojimo):

3 žingsnis: 1 žingsnis: diskas

Norėdami sukurti šią važiuoklę, galite naudoti bet kokią techninę įrangą/variklius, nors rekomenduojama naudoti VEX aparatūrą, VEX 4 versijos variklius ir VEX variklių valdiklius. Kurdami šią važiuoklę, turite atsižvelgti į erdvę, reikalingą uždėti lentą, „Arduino“mikrovaldiklį, baterijas ir jungiklius ant važiuoklės viršaus. Be to, naudojami varikliai turi turėti PWM funkciją. Šio projekto tikslais tai iš esmės reiškia, kad variklis turi turėti teigiamą, neigiamą kaištį ir duomenų kaištį. Nuolatiniai servo varikliai arba nuolatinės srovės varikliai su variklio valdikliais turi PWM funkciją.

Be aukščiau pateiktos informacijos, šią važiuoklę galima visiškai pritaikyti pagal jūsų pageidavimus, jei ji turi keturių ratų pavarą!

Štai keletas papildomų dalykų, kuriuos reikia atsiminti kuriant važiuoklę (visa tai taip pat galima pamatyti pridėtose važiuoklės nuotraukose!):

1) kiekviena ašis turi būti paremta dviem taškais, kad būtų išvengta lenkimo

2) Ratas neturėtų tiesiogiai liestis su važiuoklės šonu (turi būti nedidelis tarpas, kurį galima pasiekti naudojant tarpiklius), tai sumažina trintį, dėl kurios sukant ratas sulėtėja

3) Norėdami pritvirtinti ratą prie važiuoklės, naudokite ašies stebulę, esančią kitoje rato pusėje (nukreipta nuo važiuoklės).

4 žingsnis: 2 žingsnis: grandinė

* Atkreipkite dėmesį, kad kuriant šio projekto grandinę, mes labai rekomenduojame naudoti kietą/išlenktą duonos plokštės vielą, nes ji yra daug švaresnė/lengviau suprantama tikrinant grandinę, ar nėra klaidų, kurios greičiausiai atsitiks. Kieto vielos naudojimo pavyzdį rasite įvadinėse šio projekto nuotraukose. *

Šis projektas naudoja duonos lentą dėl šių priežasčių:

- suteikti įtampą keliems valdomiems varikliams

- siųsti duomenų signalus variklio variklio valdikliams

- priimti duomenų signalus iš mygtukų

- tiekti įtampą EMG jutikliui

- gauti duomenų signalus iš EMG jutiklio

Žiūrėkite pridėtą TinkerCAD grandinės paveikslėlį.

Štai keletas žingsnių, kad suprastumėte, kaip TinkerCADcircuitry atitinka faktines mūsų sukurtas/naudojamas grandines:

Geltoni laidai reiškia „duomenų“laidus, kurie iš esmės siunčia signalus į variklio valdiklį, paskatindami variklį suktis.

Juodi laidai reiškia neigiamą arba „įžemintą“laidą. Viena svarbi pastaba yra tai, kad visi varikliai/ komponentai turi būti prijungti prie neigiamo įžeminimo laido, kad juos valdytų „Arduino“.

Raudoni laidai reiškia teigiamą laidą. Teigiami ir neigiami laidai turi būti grandinėje, kad jis veiktų.

5 žingsnis: 3 žingsnis: kodavimas

Tai sunkiausiai suprantama projekto dalis. Mūsų programai reikia naudoti „Arduino IDE“, kurią galima atsisiųsti iš „Arduino“svetainės. Jei pageidaujama, vietoj atsisiųsto IDE galima naudoti „Arduino“internetinį redaktorių.

ARDUINO IDE

Kai šis IDE bus atsisiųstas/paruoštas naudoti, o mūsų sukurta programa bus atsisiųsta į IDE, jums tereiks įkelti kodą į „Arduino“ir šio projekto programinė įranga bus baigta!

Pastaba - šio projekto kodo ZIP failas pridedamas žemiau.

Iš esmės mūsų programa nuskaito įtampos vertes nuolatiniu greičiu, o jei įtampos vertės yra už tam tikro diapazono ribų (tai rodo lankstumą), tada į variklio variklio valdiklį siunčiamas duomenų signalas, raginantis variklį suktis. Be to, jei paspaudžiamas vienas arba abu mygtukai, atskiri varikliai sukasi skirtingomis kryptimis, leisdami robotui judėti pirmyn, atgal ir pasukti į abi puses.

6 žingsnis: 4 žingsnis: švęskite

Atlikę tris ankstesnius veiksmus (sukurdami važiuoklę ir grandinę, taip pat atsisiųsdami kodą), baigsite! Viskas, ką jums reikia padaryti, dabar prijunkite 9 voltų baterijas prie duonos lentos bėgių (2 9 voltų baterijos), 9 voltų bateriją prie „Arduino“mikrovaldiklio ir būsite pasiruošę. Uždėkite raumenų jutiklį ant bicepso, įjunkite „Arduino“ir FLEX! Atminkite, kad paspaudę mygtukus, važiuoklę galėsite perkelti į kairę, į dešinę ir atgal!

Pridedamas vaizdo įrašas, kuriame galite pamatyti, kaip šis projektas veikia!