ARDUINO SPIDER ROBOT (KETVIRTINIS): 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Sveiki vaikinai! Čia yra nauja pamoka, kuri padės jums žingsnis po žingsnio kurti tokius nuostabius elektroninius projektus: „robotas vikšrinis“, dar žinomas kaip „voras robotas“arba „keturkojis robotas“.

Kadangi kiekvienas kūnas pastebėjo greitą robotikos technologijų raidą, nusprendėme jus pakelti į aukštesnį robotikos ir robotų gamybos lygį. prieš kurį laiką pradėjome kurti pagrindinius elektroninius projektus ir pagrindinį robotą, pvz., „PICTO92“, linijos sekimo robotą, kad šiek tiek supažindintume su elektroniniais dalykais ir galėtume patys sugalvoti savo projektus.

Pereidami į kitą lygį, pradėjome nuo šio roboto, kuris yra pagrindinis koncepcijoje, tačiau jis taps šiek tiek sudėtingesnis, jei įsigilinsite į jo programą. Kadangi internetinėje parduotuvėje šios programėlės yra tokios brangios, mes pateikiame šias žingsnis po žingsnio instrukcijas, kurios padės jums sukurti savo „Spiderbot“.

Šį projektą labai patogu padaryti specialiai gavus individualų PCB, kurį užsisakėme iš JLCPCB, kad pagerintume roboto išvaizdą, taip pat šiame vadove yra pakankamai dokumentų ir kodų, kad galėtumėte lengvai sukurti savo tikrintuvą.

Mes sukūrėme šį projektą tik per 7 dienas, tik dvi dienas baigėme aparatūros gamybą ir surinkimą, tada penkias dienas paruošėme kodą ir „Android“programą. norėdamas per jį valdyti robotą. Prieš pradėdami, pirmiausia pažiūrėkime

Ką sužinosite iš šios pamokos:

1. Tinkamų komponentų pasirinkimas, atsižvelgiant į jūsų projekto funkcijas
2. Sukurkite grandinę, kad prijungtumėte visus pasirinktus komponentus
3. Surinkite visas projekto dalis
4. Roboto balanso keitimas
5. Naudojant „Android“programą. prisijungti per „Bluetooth“ir pradėti manipuliuoti sistema

1 žingsnis: kas yra „voras robotas“

Kaip apibūdina jo pavadinimas, mūsų robotas yra pagrindinis gurkšnio judesių vaizdas, tačiau jis neatliks tų pačių kūno judesių, nes mes naudojame tik keturias, o ne aštuonias kojas.

Pavadintas taip pat keturkoju, nes turi keturias kojas ir atlieka judesius šiomis kojomis, kiekvienos kojos judesys yra susijęs su kitomis kojomis, kad būtų galima nustatyti roboto kūno padėtį ir kontroliuoti roboto kūno pusiausvyrą.

Robotai kojomis geriau valdo vietovę nei jų ratai ir juda įvairiai ir gyvuliškai. Tačiau dėl to robotai su kojomis tampa sudėtingesni ir daugeliui kūrėjų yra mažiau prieinami. taip pat gamybos sąnaudos ir didelės išlaidos, kurias gamintojas turėtų išleisti, kad sukurtų keturkojį visą kūną, nes jis yra paremtas servo arba žingsniniais varikliais ir abu yra brangesni nei nuolatinės srovės varikliai, kuriuos būtų galima naudoti ratiniuose robotuose.

Privalumai

Keturkojų gausiai rasite gamtoje, nes keturios kojos leidžia pasyviai stabilizuotis arba gali likti stovėti aktyviai nereguliuojant padėties. Tas pats pasakytina ir apie robotus. Keturkojis robotas yra pigesnis ir paprastesnis nei robotas su daugiau kojų, tačiau jis vis tiek gali pasiekti stabilumą.

2 žingsnis: Servo varikliai yra pagrindinės pavaros

Servovariklis, kaip apibrėžta Vikipedijoje, yra sukama pavara arba linijinė pavara, leidžianti tiksliai valdyti kampinę ar tiesinę padėtį, greitį ir pagreitį. [1] Jį sudaro tinkamas variklis, sujungtas su jutikliu, kad būtų galima grįžti prie padėties. Tam taip pat reikalingas gana sudėtingas valdiklis, dažnai tam skirtas modulis, specialiai sukurtas naudoti su servovarikliais.

Servomotoriai nėra specifinė variklių klasė, nors terminas „servomotor“dažnai vartojamas varikliui, tinkamam naudoti uždarojo ciklo valdymo sistemoje, apibūdinti.

Paprastai valdymo signalas yra kvadratinių bangų impulsinis traukinys. Įprasti valdymo signalų dažniai yra 44 Hz, 50 Hz ir 400 Hz. Teigiamas impulsų plotis lemia servo padėtį. Jei teigiamas impulsų plotis yra apie 0,5 ms, servo ragas kiek įmanoma nukrypsta į kairę (paprastai apie 45–90 laipsnių, priklausomai nuo aptarnaujamo servo). Teigiamas impulsų plotis nuo maždaug 2,5 ms iki 3,0 ms sukels servo tiekimą, kiek jis gali. Kai impulsų plotis yra apie 1,5 ms, servo sistema išlaikys neutralią padėtį 0 laipsnių kampu. Išėjimo aukštoji įtampa paprastai yra nuo 2,5 iki 10 voltų (įprasta 3 V įtampa). Išėjimo žemos įtampos diapazonas yra nuo -40 mV iki 0 V.

3 žingsnis: PCB gamyba (pagamino JLCPCB)

Apie JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) yra didžiausia PCB prototipų įmonė Kinijoje ir aukštųjų technologijų gamintojas, kuris specializuojasi greito PCB prototipo ir mažos partijos PCB gamybos srityje.

Turėdamas daugiau nei 10 metų PCB gamybos patirtį, JLCPCB turi daugiau nei 200 000 klientų namie ir užsienyje, per 8 000 užsakymų PCB prototipų kūrimui ir nedideliam kiekiui PCB per dieną. Metinis gamybos pajėgumas yra 200 000 kv.m. įvairiems 1 sluoksnio, 2 sluoksnių arba daugiasluoksniams PCB. JLC yra profesionalus PCB gamintojas, pasižymintis didelio masto, šulinių įranga, griežtu valdymu ir aukščiausios kokybės.

Grįžkime prie mūsų projekto

Norėdami pagaminti PCB, palyginau daugelio PCB gamintojų kainą ir pasirinkau JLCPCB geriausius PCB tiekėjus ir pigiausius PCB tiekėjus, kad užsisakytų šią grandinę. Viskas, ką man reikia padaryti, tai atlikti kelis paprastus paspaudimus, norint įkelti Gerber failą ir nustatyti kai kuriuos parametrus, pvz., PCB storio spalvą ir kiekį, tada sumokėjau tik 2 dolerius, kad gaučiau PCB tik po penkių dienų.

Kadangi tai rodo susijusios schemos vaizdą, aš naudoju „Arduino Nano“visai sistemai valdyti, taip pat sukūriau roboto voro formą, kad šis projektas būtų daug geresnis.

„Circuit“(PDF) failą galite gauti čia. Kaip matote paveikslėliuose aukščiau, PCB yra labai gerai pagaminta, ir aš turiu tą pačią PCB voratinklio formą, kurią mes sukūrėme, ir visos etiketės bei logotipai yra skirti man litavimo metu.

Taip pat galite atsisiųsti šios grandinės „Gerber“failą iš čia tuo atveju, jei norite pateikti užsakymą dėl tos pačios grandinės konstrukcijos.

4 žingsnis: Ingredientai

Dabar apžvelkime reikalingus komponentus, kurių mums reikia šiam projektui, todėl, kaip jau sakiau, naudoju „Arduino Nano“, kad paleisčiau visus 12 roboto keturių kojų servo variklį. Į projektą taip pat įeina OLED ekranas, rodantis „Cozmo“veidus, ir „Bluetooth“modulis, skirtas valdyti robotą per „Android“programą.

Norėdami sukurti tokius projektus, mums reikės:

• - PCB, kurią užsakėme iš JLCPCB
• - 12 servo variklių, kaip jūs prisimenate, 3 servos kiekvienai kojai:
• - Vienas „Arduino Nano“:
• - „Bluetooth“modulis HC-06:
• - Vienas OLED ekranas:
• - 5 mm RGB šviesos diodai:
• - Kai kurie antraščių jungikliai:
• - Ir roboto kūnas taiko, kad jums reikia juos atspausdinti naudojant 3D spausdintuvą

5 žingsnis: Roboto surinkimas

Dabar mes turime paruoštą PCB ir visi komponentai yra labai gerai prilituoti, o po to mums reikia surinkti roboto korpusą, procedūra yra tokia paprasta, todėl tiesiog atlikite nurodytus veiksmus, pirmiausia turime paruošti kiekvieną koją į šoną ir padaryti vienam ledui mums reikia dviejų servo variklių, skirtų jungtims, ir „Coxa“, šlaunikaulio ir blauzdikaulio dalių su šia maža tvirtinimo dalimi.

Apie roboto kūno dalis galite atsisiųsti jo STL failus iš čia.

Pradėdami nuo pirmojo servo, įdėkite jį į lizdą ir laikykite jį varžtais, po to pasukite servo kirvį iki 180 °, neįdėdami tvirtinimo varžto, ir pereikite prie kitos šlaunikaulio dalies, kad prijungtumėte ją prie blauzdikaulio naudojant pirmąjį servo sujungimo kirvį ir tvirtinimo detalę. Paskutinis kojos užbaigimo žingsnis yra antrojo sąnario uždėjimas. Turiu omenyje antrą servo, skirtą laikyti trečiąją kojos dalį, kuri yra „Coxa“gabalas.

Dabar pakartokite tą patį visoms kojoms, kad paruoštumėte keturias kojas. Po to paimkite viršutinę važiuoklę ir įdėkite likusius servo įtaisus į lizdus, tada prijunkite kiekvieną koją prie atitinkamo servo. Yra tik paskutinė išspausdinta dalis, kuri yra apatinė roboto važiuoklė, kurioje įdėsime savo plokštę

6 veiksmas: „Android“programa

Kalbėjimas apie „Android“leidžia tai padaryti

Prisijunkite prie savo roboto per „Bluetooth“ir atlikite judesius pirmyn ir atgal bei posūkius į kairę ir į dešinę, taip pat galite valdyti roboto šviesos spalvą realiu laiku, pasirinkdami norimą spalvą iš šio spalvų rato.

„Android“programą galite nemokamai atsisiųsti iš šios nuorodos: čia

7 žingsnis: „Arduino“kodas ir bandymo patvirtinimas

Dabar robotas yra beveik paruoštas darbui, tačiau pirmiausia turime nustatyti sąnarių kampus, todėl įkelkite sąrankos kodą, kuris leidžia jums pastatyti kiekvieną servo tinkamoje padėtyje, pritvirtinant servo 90 laipsnių kampu, nepamirškite prijungti 7V Nuolatinės srovės baterija, skirta robotui paleisti.

Toliau turime įkelti pagrindinę programą, skirtą robotui valdyti naudojant „Android“programą. Abi programas galite atsisiųsti iš šių nuorodų:

- Servo kodo mastelio keitimas: atsisiuntimo nuoroda- Pagrindinė voratinklio programa: atsisiuntimo nuoroda

Įkėlęs kodą, prijungiau OLED ekraną, kad galėčiau parodyti „Cozmo“roboto šypsenas, kurias padariau pagrindiniame kode.

Kaip matote aukščiau esančiose nuotraukose esančius vaikinus, robotas vykdo visas iš mano išmaniojo telefono atsiųstas instrukcijas ir dar keletą kitų patobulinimų, kuriuos reikia atlikti, kad būtų daug sviesto.