ARDUINO SPIDER ROBOT (ČETVIRNO): 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Hej fantje! Tukaj je nova vadnica, ki vas bo vodila korak za korakom pri ustvarjanju tovrstnih super neverjetnih elektronskih projektov, ki je "robot goseničar", znan tudi kot "robot pajek" ali "štirikotni robot".

Ker je vsako telo opazilo hiter razvoj robotske tehnologije, smo se odločili, da vas popeljemo na višjo stopnjo robotike in izdelave robotov. pred časom smo začeli z nekaterimi osnovnimi elektronskimi projekti in osnovnim robotom, kot je PICTO92, robot za sledenje linijam, da bi se malo seznanili z elektronskimi stvarmi in našli sami svoje projekte.

Če se premaknemo na drugo raven, smo začeli s tem robotom, ki je osnovni v konceptu, vendar se bo nekoliko zapletel, če se poglobite v njegov program. In ker so ti pripomočki v spletni trgovini tako dragi, vam ponujamo ta korak za korakom navodila, ki vam bodo pomagala pri izdelavi lastnega Spiderbota.

Ta projekt je tako priročen za izdelavo, potem ko smo dobili prilagojeno tiskano vezje, ki smo ga naročili pri JLCPCB, da bi izboljšali videz našega robota, v tem priročniku pa je dovolj dokumentov in kod, ki vam omogočajo enostavno ustvarjanje pajka.

Ta projekt smo naredili v samo 7 dneh, le dva dni za dokončanje izdelave strojne opreme in sestavljanje, nato pet dni za pripravo kode in aplikacije za android. da bi z njim upravljali robota. Preden začnemo, poglejmo najprej

Kaj se boste naučili iz te vadnice:

1. Izbira pravih komponent glede na funkcionalnosti vašega projekta
2. Ustvarjanje vezja za povezavo vseh izbranih komponent
3. Sestavite vse dele projekta
4. Povečanje ravnotežja robota
5. Uporaba aplikacije za Android. povezati prek Bluetootha in začeti z upravljanjem sistema

1. korak: Kaj je "pajkov robot"

Kot ga opredeljuje ime, je naš robot osnovni prikaz gibov sipderja, vendar ne bo izvajal popolnoma enakih gibov telesa, saj uporabljamo le štiri noge namesto osmih nog.

Imenuje se tudi Quadrupedrobot, saj ima štiri noge in se s temi nogami premika, zato je gibanje vsake noge povezano z drugimi nogami, da se identificira položaj telesa robota in tudi nadzoruje ravnotežje telesa robota.

Robati z nogami bolje obvladajo teren kot kolegi na kolesih in se gibljejo na različne in živalske načine. Vendar pa to otežuje robote z nogami in je za mnoge proizvajalce manj dostopno. pa tudi stroške izdelave in visoko odvisnost, ki bi jo moral proizvajalec porabiti, da bi ustvaril štiričlansko telo, saj temelji na servo motorjih ali koračnih motorjih, oba pa sta dražja od motorjev na enosmerni tok, ki bi jih lahko uporabili pri robotskih kolesih.

Prednosti

V naravi boste našli štirinožce, saj štiri noge omogočajo pasivno stabilnost ali sposobnost, da ostanete stoje brez aktivnega prilagajanja položaja. Enako velja za robote. Štirinožni robot je cenejši in enostavnejši od robota z več nogami, a kljub temu lahko doseže stabilnost.

Korak: Glavni pogoni so servo motorji

Servomotor, kot je opredeljen v wikipediji, je rotacijski aktuator ali linearni aktuator, ki omogoča natančen nadzor kotnega ali linearnega položaja, hitrosti in pospeška. [1] Sestavljen je iz primernega motorja, ki je povezan s senzorjem za povratno informacijo o položaju. Zahteva tudi relativno dovršen krmilnik, pogosto namenski modul, zasnovan posebej za uporabo s servomotorji.

Servomotorji niso poseben razred motorjev, čeprav se izraz servomotor pogosto uporablja za označevanje motorja, primernega za uporabo v krmilnem sistemu z zaprto zanko.

Na splošno je krmilni signal kvadratni val. Skupne frekvence za krmilne signale so 44Hz, 50Hz in 400Hz. Pozitivna širina impulza je tisto, kar določa položaj servomotorja. Pozitivna širina impulza okoli 0,5 ms povzroči, da se servo rog čim bolj umakne v levo (običajno okoli 45 do 90 stopinj, odvisno od zadevnega servo). Pozitivna širina impulza okoli 2,5 ms do 3,0 ms povzroči, da se servo odkloni v desno, kolikor lahko. Širina impulza okoli 1,5 ms povzroči, da servo drži nevtralni položaj pri 0 stopinjah. Izhodna visoka napetost je na splošno nekaj med 2,5 voltov in 10 voltov (tipično 3 V). Izhodna nizkonapetost se giblje od -40mV do 0V.

3. korak: izdelava tiskanih vezij (izdelal JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), je največje podjetje za izdelavo prototipov PCB na Kitajskem in visokotehnološki proizvajalec, specializiran za hitro izdelavo prototipov PCB in proizvodnjo majhnih PCB.

Z več kot 10 -letnimi izkušnjami v proizvodnji PCB ima JLCPCB več kot 200.000 strank doma in v tujini, z več kot 8.000 spletnimi naročili izdelave prototipov PCB in proizvodnjo majhnih količin PCB na dan. Letna proizvodna zmogljivost je 200 000 kvadratnih metrov. za različne 1-slojne, 2-slojne ali večplastne PCB-je. JLC je profesionalni proizvajalec PCB -jev, ki ga odlikuje obsežna oprema za vrtine, strogo upravljanje in vrhunska kakovost.

Nazaj na naš projekt

Za izdelavo tiskanega vezja sem primerjal ceno številnih proizvajalcev tiskanih vezij in izbral JLCPCB najboljše dobavitelje PCB in najcenejše ponudnike tiskanih vezij, ki so naročili to vezje. Vse, kar moram storiti, je nekaj preprostih klikov, da naložim datoteko gerber in nastavim nekatere parametre, na primer barvo in količino debeline tiskanega vezja, potem sem plačal le 2 dolarja, da dobim tiskano vezje šele po petih dneh.

Ker prikazuje sliko sorodne sheme, sem za nadzor celotnega sistema uporabil Arduino Nano, oblikoval sem tudi obliko robotskega pajka, da bi bil ta projekt veliko boljši.

Datoteko Circuit (PDF) lahko dobite tukaj. Kot lahko vidite na zgornjih slikah, je tiskano vezje zelo dobro izdelano in imam isto obliko pajka PCB, ki smo jo oblikovali, in vse nalepke in logotipi so tu, da me vodijo med koraki spajkanja.

Od tod lahko prenesete tudi datoteko Gerber za to vezje, če želite naročiti isto zasnovo vezja.

4. korak: Sestavine

Zdaj pa preglejmo potrebne komponente, ki jih potrebujemo za ta projekt, zato, kot sem rekel, uporabljam Arduino Nano za zagon vseh 12 servo motorjev robotskih štirih nog. Projekt vključuje tudi zaslon OLED za prikaz obrazov Cozmo in modul bluetooth za upravljanje robota prek aplikacije za android.

Za ustvarjanje tovrstnih projektov bomo potrebovali:

• - PCB, ki smo ga naročili pri JLCPCB
• - 12 servo motorjev, kot se spomnite 3 servomotorjev za vsako nogo:
• - En Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - En zaslon OLED:
• - 5 mm RGB LED diode:
• - Nekatere povezave glave:
• - In telo robota, ki ga morate natisniti s 3D -tiskalnikom

5. korak: Sestavljanje robota

Zdaj imamo pripravljeno tiskano vezje in vse komponente zelo dobro spajkane, nato moramo sestaviti ohišje robota, postopek je tako enostaven, zato sledite korakom, ki sem jih prikazal, najprej moramo pripraviti vsako nogo na stran in narediti za en vodnik potrebujemo dva servo motorja za sklepe ter tiskane dele Coxa, Femur in Tibia s tem majhnim pritrdilnim delom.

O robotskih delih telesa lahko prenesete datoteke STL tukaj.

Začenši s prvim servomotorjem, ga postavite v vtičnico in ga držite z vijaki, nato pa zavrtite servo sekiro na 180 °, ne da bi privili vijak za pritrdilne elemente, in se pomaknite na naslednji del, ki je stegnenica, da ga povežete z golenico z uporabo prve sekire za servo spoj in pritrdilnega dela. Zadnji korak za dokončanje noge je namestitev drugega sklepa, mislim na drugi servo, ki drži tretji del noge, ki je kos Coxa.

Zdaj ponovite isto za vse noge, da pripravite štiri noge. Nato vzemite zgornje ohišje in vstavite preostale servomotorje v vtičnice, nato pa vsako nogo priključite na ustrezen servo. Obstaja le še zadnji natisnjeni del, ki je spodnje ohišje robota, kamor bomo postavili vezje

6. korak: aplikacija za Android

Če govorimo o androidu up, ki vam to omogoča

povežite se z robotom prek Bluetootha in premikajte naprej in nazaj ter obračajte levo in desno, prav tako pa lahko v realnem času nadzirate barvo svetlobe robota tako, da izberete želeno barvo s tega barvnega kolesa.

Aplikacijo za Android lahko brezplačno prenesete s te povezave tukaj: tukaj

7. korak: Arduino koda in preverjanje preskusa

Zdaj imamo robota že skoraj pripravljenega za zagon, vendar moramo najprej nastaviti kote spojev, zato naložite nastavitveno kodo, ki vam omogoča, da postavite vsak servo v pravilen položaj tako, da servomotorje pritrdite pod 90 stopinj, ne pozabite priključiti 7V DC baterija za zagon robota.

Nato moramo naložiti glavni program za upravljanje robota z aplikacijo za Android. Oba programa lahko prenesete s teh povezav:

- Skaliranje servo kode: povezava za prenos- Glavni program robotskega pajka: povezava za prenos

Po nalaganju kode sem povezal zaslon OLED, da bi prikazal nasmehe robotov Cozmo, ki sem jih naredil v glavni kodi.

Kot lahko vidite na zgornjih slikah, robot sledi vsem navodilom, poslanim iz mojega pametnega telefona, in še nekaj drugih izboljšav, ki jih je treba izvesti, da bi naredil veliko več masla.