Flex Bot: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Izmantojiet šo pamācību, lai izveidotu četru riteņu piedziņas robota šasiju, kuru kontrolē JŪSU muskuļi!

1. darbība: stāsts

Mēs esam divi juniori no Irvingtonas vidusskolas, apgūstot inženierzinātņu principus, PLTW klasi. Mūsu skolotāja Berbawy kundze deva mums iespēju izvēlēties SIDE projektu, kas tiks parādīts Maker Faire Bay Area. Mēs beidzot atradām vietni ar nosaukumu "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), kas mums palīdzēja attīstīt ideju izmantot muskuļu elastību, lai pārvietotu motoru. Mūsu skolotājs mums piegādāja Arduino mikrokontrolleru, EMG muskuļu sensoru, vex aprīkojumu, džemperu vadus un baterijas. Pēc tam mēs izmantojām savas iepriekšējās programmēšanas un robotikas prasmes (apgūtas konkurētspējīgas robotikas un prakses laikā), lai izstrādātu šasiju, kuru mēs kontrolējam, izmantojot mūsu muskuļus! Šo projektu, kā mēs redzējām pēc izpētes tiešsaistē, iepriekš īsti nebija veicis neviens, kas nozīmē, ka mums viss bija jārada no nulles! Tas ietvēra daudz testēšanas, modificēšanas un atkārtotas pārbaudes, taču galu galā redzēt mūsu galīgo projekta darbu bija tā vērts.

2. darbība: pamata apraksts

Mūsu projekts būtībā ir četru riteņu, 4 motoru robotu šasija, kuru kontrolē, izmantojot Arduino mikrokontrolleru. Arduino ir pievienots EMG muskuļu sensors, kas pārraida muskuļu sprieguma datus uz Arduino analogo portu. Vairākas Arduino digitālās tapas un zemes/5 voltu tapas ir savienotas ar rīvdēli virs šasijas, darbinot 4 motorus un nosūtot tiem datu signālus.

Kopumā, kad cilvēks izliekas, EMG sensora reģistrētā sprieguma dispersija signalizē par digitālo portu, lai nosūtītu datus uz motora kontroliera datu tapu, kas galu galā ieslēdz motoru. Turklāt mums ir divas pogas, kas savienotas ar mūsu Arduino analogajām tapām. Nospiežot pogas, strāva tiek nosūtīta uz analogām tapām, un, kad šīs analogās tapas reģistrē pašreizējo ievadi, motori griežas dažādos virzienos, lai šasija varētu virzīties uz priekšu, atpakaļ, pa kreisi vai pa labi.

Tālāk ir norādītas nepieciešamās lietas, lai iegādātos šo projektu:

- EMG sensors

- VEX 393 MOTORS

- VEX MOTOR CONTROLLERS

- VEX Aparatūras komplekts

- VEX RITEŅI

- BREADBOARD UN VADI

- ARDUINO UNO

- 9 VOLTA BATERIJAS (jums būs nepieciešams daudz, jo šīs baterijas izlādējas apmēram 30 minūtēs, jo tiek izmantots liels daudzums pašreizējo 4 VEX motoru):

3. darbība: 1. darbība

Lai izveidotu šo šasiju, varat izmantot jebkuru aparatūru/motorus, lai gan ieteicama VEX aparatūra, VEX 4. versijas motori un VEX motora kontrolleri. Veidojot šo šasiju, jums jāņem vērā vieta, kas nepieciešama, lai novietotu maizes dēli, Arduino mikrokontrolleru, baterijas un slēdžus uz šasijas augšpuses. Turklāt izmantotajiem motoriem jābūt ar PWM iespējām. Šī projekta nolūkos tas būtībā nozīmē, ka motoram jābūt ar pozitīvu tapu, negatīvu tapu un datu tapu. Abiem nepārtrauktiem servomotoriem vai līdzstrāvas motoriem ar motora kontrolieriem ir PWM iespēja.

Papildus iepriekš minētajai informācijai šo šasiju var pilnībā pielāgot jūsu vēlmēm, ja vien tai ir četru riteņu piedziņa!

Šeit ir dažas papildu lietas, kas jāpatur prātā, veidojot šasiju (visas šīs lietas var redzēt arī pievienotajos šasijas attēlos!):

1) katra ass ir jāatbalsta divos punktos, lai izvairītos no saliekšanās

2) Ritenim nevajadzētu tieši pieskarties šasijas sāniem (jābūt nelielai atstarpei, ko var panākt, izmantojot starplikas), tas samazina berzi, kas bremzējot samazina riteņa ātrumu

3) Riteņa piestiprināšanai pie šasijas izmantojiet riteņu rumbas, kas atrodas riteņa otrā pusē (pretēji šasijai)

4. darbība: 2. darbība: shēma

* Ņemiet vērā, lai izveidotu shēmu šim projektam, mēs ļoti iesakām izmantot cietu/iepriekš saliektu rīvdēļa vadu, jo tas ir daudz tīrāks/vieglāk saprotams, pārbaudot ķēdi, vai tajā nav kļūdu, kas, visticamāk, notiks. Cietā stieples izmantošanas piemēru, lūdzu, skatiet šī projekta ievada attēlos. *

Šis projekts izmanto maizes dēli šādu iemeslu dēļ:

- dot spriegumu vairākiem vadāmajiem motoriem

- nosūtīt datu signālus motora motora kontrolieriem

- lai saņemtu datu signālus no pogām

- nodrošināt spriegumu EMG sensoram

- lai saņemtu datu signālus no EMG sensora

Lūdzu, skatiet TinkerCAD shēmas attēlu, kas pievienots atsaucei.

Šeit ir daži soļi, lai saprastu, kā TinkerCADcircuitry atbilst faktiskajai shēmai, kuru mēs izgatavojām/izmantojām:

Dzeltenie vadi ir "datu" vadi, kas būtībā nosūta signālus motora kontrolierim, liekot motoram griezties.

Melnie vadi apzīmē negatīvo jeb "zemējuma" vadu. Viena svarīga piezīme ir tā, ka visiem motoriem/ komponentiem jābūt savienotiem ar negatīvu zemējuma vadu, lai to kontrolētu Arduino.

Sarkanie vadi apzīmē pozitīvo vadu. Pozitīvajiem un negatīvajiem vadiem jābūt ķēdē, lai tie darbotos.

5. darbība: 3. darbība: kodēšana

Šī ir visgrūtāk saprotamā projekta daļa. Mūsu programmai ir jāizmanto Arduino IDE, kuru var lejupielādēt Arduino vietnē. Ja vēlaties, lejupielādētā IDE vietā var izmantot Arduino tiešsaistes redaktoru.

ARDUINO IDE

Kad šis IDE ir lejupielādēts/gatavs lietošanai un mūsu izveidotā programma ir lejupielādēta IDE, tad viss, kas jums jādara, ir augšupielādēt kodu Arduino, un šī projekta programmatūras aspekts ir pabeigts!

Piezīme - šī projekta koda ZIP fails ir pievienots zemāk.

Būtībā mūsu programma sprieguma vērtības nolasa nepārtrauktā ātrumā, un, ja sprieguma vērtības ir ārpus noteiktā diapazona (kas norāda uz elastību), tad uz motora motora kontrolieri tiek nosūtīts datu signāls, liekot motoram griezties. Turklāt, ja tiek nospiesta viena vai abas pogas, atsevišķi motori griežas dažādos virzienos, ļaujot robotam virzīties uz priekšu, atpakaļ un pagriezties abos virzienos.

6. solis: 4. solis: sviniet

Pēc iepriekšējo trīs darbību veikšanas (šasijas un ķēdes izveides, kā arī koda lejupielādes) esat pabeidzis! Viss, kas jums jādara, ir piestiprināt 9 voltu baterijas pie rīvdēļa sliedēm (2 9 voltu baterijas), 9 voltu akumulatoru pie Arduino mikrokontrollera, un viss ir gatavs. Uzlieciet muskuļu sensoru uz bicepsa, ieslēdziet Arduino un FLEX! Atcerieties, ka pogu nospiešana ļaus arī pārvietot šasiju pa kreisi, pa labi un atpakaļ!

Pievienots video, lai redzētu šo projektu darbībā!