Flex Bot: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Uporabite to navodilo za izdelavo podvozja robota s štirikolesnim pogonom, ki ga nadzirajo VAŠE mišice!

1. korak: Zgodba

Midva sva dva mlajša učenca srednje šole Irvington, ki obiskujeta Principles of Engineering, razred PLTW. Naša učiteljica, gospa Berbawy, nam je dala priložnost, da izberemo SIDE projekt, ki bo prikazan na območju zaliva Maker Faire. Na koncu smo našli spletno mesto z naslovom "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), ki nam je pomagalo razviti idejo o uporabi mišične upogibnosti za premikanje motorja. Naš učitelj nam je dobavil mikrokrmilnik Arduino, mišični senzor EMG, opremo vex, mostične žice in baterije. Nato smo uporabili svoje prejšnje veščine programiranja in robotike (naučene s konkurenčno robotiko in izkušnjami pripravništva) za oblikovanje podvozja, ki ga nadziramo z mišicami! Tega projekta, kot smo videli po spletnih raziskavah, v resnici še nihče ni naredil, kar pomeni, da smo morali vse ustvariti iz nič! To je vključevalo veliko testiranja, spreminjanja in ponovnega testiranja, vendar je bilo vredno videti, kako se je naše končno delo na koncu končalo.

2. korak: Osnovni opis

Naš projekt je v bistvu 4 -kolesno, 4 -motorno podvozje robota, ki ga upravljamo z mikrokrmilnikom Arduino. Na Arduino je pritrjen mišični senzor EMG, ki prenaša podatke o mišični napetosti v analogna vrata Arduina. Več digitalnih zatičev in ozemljitvenih/5 voltnih zatičev Arduina je povezanih s ploščo na vrhu ohišja, ki napaja 4 motorje in jim pošilja podatkovne signale.

Na splošno, ko se upognemo, razlika v napetosti, ki jo zabeleži senzor EMG, signalizira digitalna vrata za pošiljanje podatkov na podatkovni zatič krmilnika motorja, ki na koncu vklopi motor. Poleg tega imamo dva gumba, povezana z analognimi zatiči našega Arduina. Ko pritisnete gumbe, se tok pošlje na analogne nožice, in ko ti analogni zatiči registrirajo trenutni vhod, se motorji obrnejo v različne smeri, da se ohišju omogoči premik naprej, nazaj, levo ali desno.

Spodaj je nekaj bistvenega pomena za ta projekt:

- EMG senzor

- VEX 393 MOTORJI

- KRMILNIKI MOTORJA VEX

- VEX HARDWARE KOMPLET

- VEX KOLESA

- MREŽNA PLOŠČA IN ŽICE

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT BATERIJ (potrebovali boste veliko, saj se te baterije zaradi velike količine trenutnih 4 VEX motorjev izpraznijo v približno 30 minutah):

3. korak: 1. korak: pogon

Če želite ustvariti to ohišje, lahko uporabite katero koli strojno opremo/motorje, čeprav se priporoča strojna oprema VEX, motorji VEX različice 4 in krmilniki motorjev VEX. Pri gradnji tega ohišja morate upoštevati prostor, ki je potreben za namestitev plošče, mikrokrmilnika Arduino, baterij in stikal na vrh ohišja. Poleg tega morajo imeti uporabljeni motorji možnost PWM. Za namene tega projekta to v bistvu pomeni, da mora imeti motor pozitiven, negativen in podatkovni zatič.

Poleg zgornjih informacij je to podvozje mogoče popolnoma prilagoditi vašim željam, če ima štirikolesni pogon!

Pri gradnji ohišja morate upoštevati še nekaj dodatnih stvari (vse te stvari lahko vidite tudi na priloženih slikah ohišja!):

1) vsaka os mora biti podprta na dveh točkah, da se izognemo upogibanju

2) Kolo se ne sme neposredno dotikati strani podvozja (majhna vrzel mora biti dosežena z distančniki), kar zmanjšuje trenje, ki upočasni hitrost kolesa pri obračanju

3) Za pritrditev kolesa na podvozje uporabite pesto osi na drugi strani kolesa (obrnjeno stran od podvozja)

4. korak: 2. korak: Vezje

* Upoštevajte, da za izdelavo vezja za ta projekt VELIKO priporočamo uporabo trdne/vnaprej upognjene žice, ker je veliko čistejša/lažje razumljiva med preverjanjem vezja zaradi napak, kar se bo najverjetneje zgodilo. Za primer uporabe trdne žice si oglejte uvodne slike tega projekta. *

Ta projekt uporablja osnovo iz naslednjih razlogov:

- dati napetost več krmiljenim motorjem

- za pošiljanje podatkovnih signalov krmilnikom motorja motorja

- za sprejem podatkovnih signalov iz gumbov

- za napajanje senzorja EMG

- za sprejem podatkovnih signalov od senzorja EMG

Za referenco si oglejte priloženo sliko vezja TinkerCAD.

Tukaj je nekaj korakov za razumevanje, kako TinkerCADcircuitry ustreza dejanskemu vezju, ki smo ga izdelali/uporabili:

Rumene žice predstavljajo "podatkovne" žice, ki v bistvu pošiljajo signale krmilniku motorja, ki sprožijo obračanje motorja.

Črne žice predstavljajo negativno ali "ozemljitveno" žico. Pomembna opomba je, da morajo biti vsi motorji/ komponente povezani z negativno ozemljitveno žico, da jih lahko krmili Arduino.

Rdeče žice predstavljajo pozitivno žico. Pozitivna in negativna žica morata biti v tokokrogu, da deluje.

5. korak: 3. korak: Kodiranje

To je najtežje razumeti del projekta. Naš program zahteva uporabo Arduino IDE, ki ga lahko prenesete s spletnega mesta Arduino. Če je bolje, lahko namesto prenesenega IDE uporabite spletni urejevalnik Arduino.

ARDUINO IDE

Ko je ta IDE naložen/pripravljen za uporabo in program, ki smo ga naredili, naložen v IDE, morate le naložiti kodo v Arduino in programski vidik tega projekta je končan!

Opomba - spodaj je priložena ZIP datoteka za kodo tega projekta.

V bistvu naš program bere vrednosti napetosti z neprekinjeno hitrostjo, in če so vrednosti napetosti izven določenega območja (kar označuje upogib), se v krmilnik motorja motorja pošlje podatkovni signal, ki pozove, da se motor obrne. Poleg tega, če pritisnete enega ali oba gumba, se posamezni motorji obrnejo v različne smeri, kar robotu omogoča premikanje naprej, nazaj in obračanje v obe smeri.

Korak 6: Korak 4: Praznujte

Ko opravite prejšnje tri korake (izdelava ohišja in vezja ter prenos kode), ste končali! Zdaj morate le pritrditi 9 -voltne baterije na tirnice (2 9 -voltne baterije), 9 -voltno baterijo na mikrokrmilnik Arduino in že ste pripravljeni. Senzor za mišice položite na biceps, vklopite Arduino in FLEX! Ne pozabite, da lahko s pritiskom na gumbe premikate ohišje levo, desno in nazaj!

V prilogi je videoposnetek, na katerem si lahko ogledate ta projekt v akciji!