„ICBob“- Bobo įkvėptas dvigalvis robotas: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Mes esame paauglių vaizduotės klubas iš Bridžvilio Delavero viešosios bibliotekos. Kurdami šaunius projektus, mokomės apie elektroniką, kompiuterinį kodavimą, 3D dizainą ir 3D spausdinimą.

Šis projektas yra mūsų pritaikymas „BoB the BiPed“ir „Arduino“pagrindu sukurtas robotas. Mes pertvarkėme korpusą, kad galėtume pasinaudoti mėgstamiausiu „Arduino“energijos šaltiniu - „Powerbot“telefono maitinimo banku. Šis nebrangus įkraunamas 5 voltų maitinimo šaltinis puikiai tinka mūsų „Arduino“projektams maitinti ir įkraunamas bet kokiu USB sieniniu įkrovikliu. Mes taip pat pritaikėme 3 pirštų pėdas nuo „Arduped“dvigalvio roboto vien todėl, kad jie atrodo NUOSTABIAI. Mes jums parodysime, kur gauti reikiamų dalių, kaip surinkti robotą ir netgi suteiksime jums lengvą „Arduino“kodą, kad jis pradėtų vaikščioti. Mes puikiai praleidome laiką kurdami vienuolika „ICBob“robotų. Skaitykite toliau, jei norite išmokti tai padaryti patys.

1 žingsnis: dalys ir įrankiai, kurių jums reikės

„ICBob“skirtas šiam dalių rinkiniui. Nors pakeitimai yra įmanomi, gali tekti keisti kūną, kad jie veiktų. Mūsų mėgstamiausias tiekėjas yra „Yourduino.com“, tačiau kai kuriuos daiktus turėsite aplankyti „Amazon“arba „Ebay“.

Produkto prieinamumo atnaujinimas- „Yourduino“nebeturi „Micro Magician“ir sako, kad „Dagu“juos nutraukia. „Dagu“svetainėje jie vis dar yra prieinami https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137, o jei jų nėra, „S4A EDU“valdiklis pakeičiamas ir veikia esant 5 voltų įtampai.

Dalys

• 1x- „MICRO Magician“valdiklis
• 4x- SG 90 servo
• 1x HC-SR04 ultragarsinis jutiklis
• 1x- „Powerbot“maitinimo bankas 2600mAh (3000 mAh „Powerbot“yra didesnio skersmens ir netiks)
• 1x- Moteris MICRO USB į DIP 5 kontaktų plokštę
• 1x- 20 cm 40 kontaktų plokščių kabelių patelių galai
• 1x- 10k rezistorius
• 4x- 2-56 x 3/8 savisriegiai varžtai (alternatyvus karštas klijai)

3D atspaudai - Stl failus galima rasti „Thingiverse thing“: 1313344

• 1x- kūnas
• 1x- apvalkalas
• 2x- kelio
• 1x- kairė koja
• 1x- dešinė pėda

Įrankiai

• kompiuteris su „Arduino IDE“
• „Arduino“prideda biblioteką „VarSpeedServo“
• „MICRO Magician Driver“(reikalinga kai kurioms operacinėms sistemoms)
• 3D spausdintuvas (arba jo dalys)
• 3D dalių valymo įrankiai
• Litavimo komplektas (tik USB adapterio kaiščiams)
• Karštas klijų pistoletas
• Mažas „Philips“atsuktuvas
• usb įkroviklis

Šioje instrukcijoje daroma prielaida, kad turite pagrindinių žinių apie „Arduino“naudojimą. Jei esate naujas „Arduino“, galite sužinoti daugiau apsilankę

„MICRO Magician“pasirinkite „Board“- „Arduino Pro“arba „Pro Mini“(3,3 V, 8 MHz) su „ATmega328“

Norėdami naudoti mūsų eskizus, jums reikės „Korman“„VarSpeedServo“bibliotekos. Daugiau apie jo biblioteką galite sužinoti čia, bet naudokitės mūsų atsisiuntimu, kuris yra suderinamas su naujesne IDE. Atsisiųskite žemiau esantį failą „VarSpeedServo.zip“ir išpakuokite jį į aplanką „arduino/libraries“.

Jei jūsų sistema neatpažįsta valdiklio, gali tekti įdiegti „MICRO Magician CP210x“tvarkyklę. Ši svetainė gali padėti įdiegti tvarkyklę

2 žingsnis: pradėkime statyti - surinkite kojas

Šiam žingsniui jums reikės 2 - 3D atspausdintų kelių ir 4 servo paketų.

Pradėkite valyti kelius. 2 servo rago skylės turi tilpti į vienpusius servo ragus. Mes juos valėme raidės L (.290) dydžio grąžtu. Viena šarnyrinė skylė turi tilpti ant pėdos. Mes valėme juos # 2 (.220) dydžio grąžtu.

Įkiškite 4 servo ragus į kelius. Pritvirtinkite ragą naudodami vieną iš didesnių varžtų, pridedamų prie servo pakuotės. Įsukite varžtą iš kelio pusės ir priveržkite į vieną iš mažų servo rago skylių. Vieną varžtą turėsite priveržti atsuktuvu kampu, tačiau tai įmanoma. Jei norite, galite prispausti varžtus, kurie išsikiša šoninėmis pjovimo replėmis.

Prieš pritvirtindami prie kelių, 4 servo velenai turi būti centre. Tai galite padaryti rankiniu būdu, švelniai judindami veleną sukdami, kad surastumėte pusę kelio. Geresnis būdas yra prijungti servo prie 12. kaiščio. Atsisiųskite žemiau esantį icbob_servo_center.zip failą. Išpakuokite savo „Arduino“katalogą. Tada paleiskite šį „Arduino“eskizą kiekvienam servui.

Pradėkite nuo klubo (viršutinio) servo surinkimo prie kelių. Nejudindami suklio, klubo servo pritvirtinkite lygiagrečiai keliui, o laidai nukreipti į kitą servo ragą (priekyje). Pritvirtinkite vienu mažu varžtu iš servo pakuotės. Pakartokite kitam keliui.

Dabar apie kulkšnies servus. Atminkite, kad turėsite dešinę ir kairę kulkšnis, todėl kojos bus veidrodiniai vienas kito vaizdai. Turėsite šiek tiek išskleisti kelį, kad surinktumėte kulkšnies servo sistemą, kad prieš ją įspausdami, nukreipkite servo sistemą taip, kaip parodyta nuotraukoje. Nepamirškite nesukti veleno. Pritvirtinkite mažu varžtu. Pakartokite su kitu keliu, kad baigtumėte dešine ir kaire koja.

3 žingsnis: statymas - pritvirtinkite kojas prie kūno

Šiam žingsniui jums reikės 2 kojų mazgų ir 3D atspausdinto pagrindo. Jums taip pat reikės (4) 2-56x3/8 savisriegių varžtų arba karštų klijų.

Kojų sąranka pritvirtinama prie pagrindo naudojant klubo servus. Pirmiausia nukreipkite 2 servo laidus per pagrindo apačią. Atkreipkite dėmesį į teises ir kairę. Kaip parodyta brėžinyje, kulkšnies viela baigiasi pusmėnulio išpjova, tačiau prieš pritvirtindami servo, turite turėti čiurnos vielą. Turite pakreipti servo sistemą taip, kad klubo viela (ten, kur ji patenka į servo sistemą) pirmiausia eitų per stačiakampę skylę (į priekį). Jis tvirtai priglunda, tačiau galinis galas turėtų tiesiog įslysti. Dabar apverskite pagrindą ir pritvirtinkite servo 2 varžtais arba, jei reikia, karšti klijai turėtų veikti. Pakartokite procedūrą kitai kojai.

4 žingsnis: statymas - pritvirtinkite kojas

Šiam žingsniui jums reikės kairės ir dešinės kojos, kad galėtumėte pridėti prie savo surinkimo. Jie yra karštai priklijuoti, todėl įjunkite klijų pistoletą.

Būtinai gerai išvalykite pėdų angas. Po valymo švelniai išbandykite servo pritvirtinimą prie kojos. Įsitikinkite, kad kelio šarnyrinė skylė telpa į pėdos sukamąjį kaištį. Geriausia naudoti ploną atsuktuvą tarp servo ir pėdos, kad atitrauktumėte koją, jei ji yra įtempta. Gavę gerą bandomąjį pritaikymą, uždėkite ant pėdos karšto klijų rutuliuko dydžio rutulį, tada prispauskite servo prie pėdos. Venkite klijų patekti šalia sukimosi zonos. Pakartokite tai kitoje pusėje, kad jūsų robotas galėtų atsistoti ant kojų.

5 žingsnis: laidų prijungimas - „Servos“ir „Power“

Šiame žingsnyje jums reikės „MICRO Magician“valdiklio, „micro USB“adapterio plokštės su antraščių kaiščiais, plokščio kabelio ir nuolatinio roboto. Šiame etape lituosite ir karštai klijuosite, todėl paruoškite šiuos įrankius.

„Powerbot“maitinimo banke yra trumpas USB į mikro USB kabelis. Norėdami įkrauti akumuliatorių, „micro USB“yra prijungtas prie akumuliatoriaus įkrovimo lizdo, o USB - prie sieninio įkroviklio. Šį kabelį pakartotinai naudosite ICBob maitinimui. Baterija išvedama per USB, todėl mes jungiamės per „micro USB“adapterio plokštę, kad gautume robotą.

Pirmiausia reikia surinkti adapterį. Tolesnius veiksmus žiūrėkite nuotraukoje. Robotui maitinti naudosite tik 2 išorinius kaiščius (gnd ir V+). Atsargiai pastumkite 2 išorinius kaiščius antraštėje, kad trumpoji pusė išsikištų apie 3/16 colio. Žnyplėmis sulenkite 2 ilgus kaiščius maždaug 60 laipsnių kampu. Prieš litavimą sulenkite, nes lentos yra trapios. Įdėkite antraštę, kaip parodyta, ir lituokite visus kaiščius ant nugaros, kad jie būtų stipresni. Prijunkite visus nenaudojamus kaiščius kuo trumpiau tiek priekyje, tiek gale. Prieš klijuodami adapterį prie cilindro, prijunkite „micro USB“kabelį, kad gautumėte pakankamai laisvos vietos. Ant adapterio užpakalinės dalies uždėkite didelį karšto klijų rutulį, tada padėkite jį ant statinės nurodytos padėties. Laikykite, kol sukietės.

Tada prie valdiklio pritvirtinkite 4 servo jungtis. Mums patinka „MICRO Magician“, nes jame yra 3 kontaktų jungtys, leidžiančios lengvai prijungti servo laidus. Tamsesnės spalvos viela (ruda?) Eina link lentos krašto. Įtraukti „Arduino“eskizai naudoja šiuos kaiščius.

• Dešinysis klubas (RH) - 9 kaištis
• Dešinė kulkšnis (RA) - 10 kaištis
• Kairysis klubas (LH) - kaištis 11
• Kairioji kulkšnis (LA) - kaištis 12

Norėdami prijungti maitinimą prie plokštės, ištraukite porą laidų iš plokščio kabelio. Daugiau šio plokščio kabelio naudosite sonaro laidams. Prijunkite vieną poros galą prie „micro USB“adapterio. Smeigtukas, esantis arčiau roboto priekio, yra įžemintas, o kitas V+. Kitas galas pritvirtinamas prie valdiklio šalia jungiklio. V+ laidas prijungiamas prie kaiščio, pažymėto dokumentacijoje „Battery IN“. Prijunkite įžeminimo laidą prie „gnd“kaiščio, šiek tiek virš „Battery IN“kaiščio.

SVARBU! - Virš D1 kaiščių rinkinio yra trumpiklis „V+ select“. Šis megztinis turi būti ant vidinio kaiščių rinkinio, kitaip servos neveiks.

Galiausiai išvalykite pagrindo valdiklio angą taip, kad valdiklis gerai priglustų. Galite prijungti akumuliatorių ir įjungti valdiklį, kad įsitikintumėte, jog jis įsijungia.

6 žingsnis: programavimas - namų kalibravimo kodas

Keletas žodžių apie mūsų programavimo pasirinkimą

Kurdami šio projekto prototipą, mes panaudojome pamoką „Kaip išmokyti savo BoB Biped perkelti“į „Make Make Robots“. „Bob Poser“programinė įranga buvo šauni ir mums buvo smagu su ja žaisti. Problema buvo ta, kad daugiau nei 600 kodo eilučių navigacijos eskize gerokai viršijo paauglių žinių lygį. Kad šis projektas jiems taptų mokymosi patirtimi, nusprendėme iš „Poser“kodo surinkti keletą idėjų ir tada pradėti nuo tuščio puslapio. Paaugliai jau naudojosi „VarSpeedServo“biblioteka, mokydamiesi apie „Arduino“laboratorijų servus. Mes nusprendėme išsiaiškinti, ar „VarSpeedServo“gali atlikti servo laiko ir greičio pareigas, kad galėtume tiesiog susikoncentruoti į pozicijas. Gautas kodas puikiai veikia, o visas „walk_avoid_turn“eskizas turi mažiau nei 100 kodo eilučių. Vienintelės naujos sąvokos, kurių paaugliams reikėjo sužinoti, buvo 2 matmenų masyvai ir tai, kaip prieiti prie tų duomenų naudojant kodą. Mėgautis!

Namų kalibravimas

Surinkę servo velenus, juos sucentravote. Dabar pamatysite, kiek priartėjote, ir tiksliai sureguliuokite jų namų pozicijas. Įsitikinkite, kad įdiegta „VarSpeedServo“biblioteka nuo 1 veiksmo. Atsisiųskite žemiau esantį icbob_home_calibration.zip failą ir išpakuokite jį į savo „Arduino“katalogą. Atidarykite eskizą „Arduino IDE“. Įjunkite „MICRO Magician“naudodami akumuliatorių. Prijunkite kompiuterį prie plokštės ir įkelkite kodą. Tikėtina, kad servo namų padėtis nebus tobula. Raskite sekantį kodo skyrių. Toliau koreguokite ir įkelkite, kol viskas bus gerai.

//…………………………………………………….

// Pradėkite nuo 4 valandų matricos, nustatytos į 90 laipsnių. tada sureguliuokite // šiuos nustatymus, kad keliai būtų tiesūs į priekį, o pėdos būtų plokščios int hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // masyvas, skirtas išlaikyti pagrindinę padėtį kiekvienam servo RH, RA, LH, LA // …………………………………………………….

Jei kuris nors iš jūsų skaičių yra mažesnis nei 50 arba didesnis nei 130, turite atsitraukti ir išardyti kojas ir priartinti verpstes arčiau centro.

Kai turėsite gerą namų padėtį, užsirašykite skaičius. Šių skaičių jums reikės likusiems eskizams.

7 žingsnis: programavimas - perkelkite generatoriaus kodą

Dabar, kad jūsų robotas judėtų. Atsisiųskite žemiau esantį icbob_move_generator.zip failą ir išpakuokite jį į savo „Arduino“katalogą. Atidarykite eskizą „Arduino IDE“. Raskite kitą kodo skyrių. Į eskizą įtraukite pagrindines pozicijas, kurias užfiksavote savo robotui.

// nustatykite masyvo hm narius į savo roboto pradines pozicijas

// juos galima rasti naudojant icbob_home_calibration eskizą const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // masyvas, skirtas išlaikyti pagrindinę padėtį kiekvienam servo RH, RA, LH, LA

Šiame kodo skyriuje įvedamos perkėlimo sekos. Kiekvienoje eilutėje yra 4 servo (RH, RA, LH, LA) pozicijos, palyginti su pradine padėtimi.

// mv masyvo duomenys. Kiekviena eilutė yra „rėmas“arba 4 servų padėtis

// Kelios eilutės sukuria judesių grupę, kurią galima sujungti ciklais // sukurti vaikščiojimo, posūkio, šokio ar kitus judesius const int mvct = 6; // Padarykite, kad šis skaičius būtų lygus masyvo eilučių skaičiui. -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Tai yra kodas, kuris mv masyvo duomenis paverčia servo lėtais judesiais

void loop () // kilpa kartojasi amžinai

{// Ar perkelti seką (int x = 0; x <mvct; x ++) {// ciklas per RH.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp); // eilutės „kadrai“masyve RA.slowmove (hm [1] + mv [x] [1], svsp); LH.slowmove (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA.slowmove (hm [3] + mv [x] [3], svsp); vėlavimas (kadrų delsimas); }}

Įkelti į robotą. Botas 2 sekundes pereis į pradinę padėtį, tada pradės judėti pirmyn. Tai geriausiai veikia, jei stalas nėra per daug slidus.

Kai pavargsite jį matyti, galite išbandyti savo judesius. Norėdami pervadinti eskizą, naudokite „išsaugoti kaip“. Tada žaiskite skaičiais ir pažiūrėkite, ką galite padaryti. Laikykite skaičius nuo +50 iki -50, kitaip galite įtempti servus. Prisiminkite, jei pridėsite ar atimsite eilutes, kad pakeistumėte, turite pakeisti mvct reikšmę. Pasilinksmink!

8 žingsnis: laidai - HC -SR04 sonaro jutiklis (akys)

Šiam žingsniui jums reikės „icbob_shell“3D spausdinimo, ultragarso jutiklio HC-SR04, plokščio kabelio ir vieno 10 kΩ rezistoriaus. Tai turėtų baigti mūsų sąrašo dalis. Taip!

Pirmiausia išvalykite korpuso jutiklio angas, kad jos būtų vidutiniškai sandarios. Atliekant bandymą, nespauskite per daug jutiklio. Nuimkite nuo korpuso laidams.

Tada nuimkite 4 sruogas nuo plokščio kabelio. Prijunkite 4 laidus prie HC-SR04 jutiklio kaiščių.

„MICRO Magician“viduje veikia 3,3 volto įtampą, o kaiščiai gali priimti tik 3,3 voltų signalą. Problema ta, kad HC-SR04 veikia esant 5 voltų įtampai. Jis gali naudoti 3,3 voltų įvestį kaip „trigerio“signalą, tačiau kai jis siunčia „aido“signalą, jis yra 5 voltai ir, jei bus tiesiogiai prijungtas, jis sugadins valdiklio įvestį. Norėdami apsaugoti įvestį, ant „aido“laido turime uždėti 10 k omų srovės ribojimo rezistorių.

ATNAUJINIMAS: Nors mes neturėjome jokių problemų tik su 10K rezistoriumi, komentaruose buvo pažymėta, kad geriausia praktika rodo, kad čia turėtų būti naudojama įtampos skirstytuvo grandinė. Be 10K rezistoriaus, tarp „aido“ir „žemės“turėtų būti 15K rezistorius.

Nupjaukite rezistoriaus laidus iki.5 colių. Rezistorius patenka į plokščiojo kabelio „aido“laidą. Ant jungties užlašiname lašą super klijų, kad jis liktų vietoje.

Eskizas naudoja 13 kaištį trigeriui ir 3 kaištį aidui. „Gnd“, „vcc“, „trig“naudokite valdiklio 13 kaiščio grupę tokia tvarka, kad dirbtumėte nuo krašto link centro. Norėdami tai padaryti, čia turėsite pereiti kai kuriuos laidus. „Echo“laidas su rezistoriumi įkišamas į 3 kaiščio lizdą.

Jei norite patikrinti jutiklį prieš pereidami prie kito žingsnio, galite naudoti pirmąjį eskizą šiame puslapyje https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance, kad jį išbandytumėte. Jums reikės prijungtos baterijos. Serijos monitoriuje galite matyti atstumo rodmenis. Įsitikinkite, kad eskize „trigger_pin“nustatėte į 13, o „echo_pin“- į 3.

Geriausias būdas montuoti jutiklį į apvalkalą yra tada, kai smeigtukai nukreipti į viršų, o laidai sulankstyti ir nutiesti tarp jutiklio „akių“ir korpuso.

9 veiksmas: programavimas - „Walk_Avoid_Turn Code“

Viską sujungti. Visos dalys yra surinktos. Esame pasiruošę įkelti visą kodą, uždėti apvalkalą ir žiūrėti, kaip jis daro savo.

Jūs žinote rutiną. Atsisiųskite žemiau esantį icbob_walk_avoid_turn.zip failą ir išpakuokite jį į savo „Arduino“katalogą. Atidarykite eskizą „Arduino IDE“. Raskite kitą kodo skyrių. Į eskizą įtraukite pagrindines pozicijas, kurias užfiksavote savo robotui.

// nustatykite hm masyvo narius į savo roboto pradines pozicijas

// juos galima rasti naudojant icbob_home_calibration eskizą const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // masyvas, skirtas išlaikyti pagrindinę padėtį kiekvienam servo RH, RA, LH, LA

Šis eskizas prideda antrojo judesio masyvą ir antrą lėto judėjimo kodo rinkinį „posūkiui“.

// persiųsti masyvo duomenis

const int fwdmvct = 6; // Padarykite šį skaičių lygų masyvo eilučių skaičiui const int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20}, // žingsniai į priekį {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // pasukti masyvo duomenis const int trnmvct = 5; // Padarykite, kad šis skaičius būtų lygus masyvo eilučių skaičiui., 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

Pridėjome sonaro kliūčių aptikimo kodą ir teiginį „jei“, jei norite nuspręsti, ar einame tiesiai, ar sukame.

Galutinis surinkimas ir paleidimas

Palikite akumuliatorių atjungtą ir įkelkite eskizą. Atjunkite programavimo laidą. Įsitikinkite, kad valdiklio maitinimo jungiklis yra įjungimo padėtyje žemyn. Atsargiai stumkite apvalkalą ant pagrindo, o USB maitinimo laidas įkišamas per viršutinę angą. Įdėkite bateriją. Prijunkite jį. Jūsų ICBob turėtų pradėti judėti ir suktis, kad išvengtumėte arčiau nei 7 colių kliūčių.

10 žingsnis: Apvyniojimas

Tikimės, kad jums bus taip smagu kurti savo ICBob, kaip ir mums. Praneškite mums, jei turite klausimų ar pastabų. Jei pastatysite vieną, praneškite mums čia ar čia „Thingiverse“.