ARDUINO ZIRNEKĻA ROBOTS (QUADRUPED): 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Čau puiši! Šeit ir jauna apmācība, kas palīdzēs jums soli pa solim, vienlaikus veidojot šāda veida pārsteidzošus elektroniskus projektus, kas ir "kāpurķēžu robots", kas pazīstams arī kā "zirnekļa robots" vai "četrkājains robots".

Tā kā katrs ķermenis pamanīja robotikas tehnoloģiju straujo attīstību, mēs nolēmām jūs pacelt augstākā līmenī robotikas un robotu izgatavošanas jomā. pirms brīža mēs izveidojām dažus pamata elektroniskos projektus un pamata robotu, piemēram, PICTO92, kā sekotāju robotu, lai jūs mazliet iepazīstinātu ar elektroniskajām lietām un spētu izdomāt savus projektus.

Pārejot uz citu līmeni, mēs esam sākuši ar šo robotu, kas ir pamata koncepcija, taču tas kļūs nedaudz sarežģītāks, ja iedziļināsities tā programmā. Un tā kā šie sīkrīki interneta veikalā ir tik dārgi, mēs sniedzam šo soli pa solim norādījumus, lai palīdzētu jums izveidot savu Spiderbot.

Šis projekts ir tik ērts, lai to izveidotu īpaši pēc pielāgotas PCB iegādes, ko esam pasūtījuši no JLCPCB, lai uzlabotu mūsu robota izskatu, un šajā rokasgrāmatā ir pietiekami daudz dokumentu un kodu, lai jūs varētu viegli izveidot savu rāpuļprogrammu.

Mēs esam veikuši šo projektu tikai 7 dienās, tikai divas dienas, lai pabeigtu aparatūras izgatavošanu un montāžu, pēc tam piecas dienas, lai sagatavotu kodu un Android lietotni. lai caur to kontrolētu robotu. Pirms sākt, vispirms apskatīsim

Ko jūs uzzināsit no šīs apmācības:

1. Pareizo komponentu izvēle atkarībā no jūsu projekta funkcijām
2. Izveidojiet ķēdi, lai savienotu visus izvēlētos komponentus
3. Salieciet visas projekta daļas
4. Robota līdzsvara mērogošana
5. Izmantojot Android lietotni. lai izveidotu savienojumu, izmantojot Bluetooth, un sākt manipulēt ar sistēmu

1. darbība: kas ir zirnekļa robots

Kā norāda nosaukums, mūsu robots ir pamatpavēlnieks sipdera kustībām, taču tas neveiks tieši tādas pašas ķermeņa kustības, jo mēs izmantojam tikai četras kājas astoņu kāju vietā.

Nosaukts arī par četrkājaino robotu, jo tam ir četras kājas un tas veic kustības, izmantojot šīs kājas, katras kājas kustība ir saistīta ar pārējām kājām, lai identificētu robota ķermeņa stāvokli un arī kontrolētu robota ķermeņa līdzsvaru.

Roboti kājās pārvalda reljefu labāk nekā kolēģi ar riteņiem un pārvietojas dažādi un dzīvnieciski. Tomēr tas padara kāju robotus sarežģītākus un daudziem ražotājiem mazāk pieejamus. un arī ražošanas izmaksas un lielās izmaksas, kas ražotājam jāiztērē, lai izveidotu četrkājainu ķermeni, jo tas ir balstīts uz servo motoriem vai pakāpju motoriem, un abi ir dārgāki par līdzstrāvas motoriem, kurus varētu izmantot riteņu robotos.

Priekšrocības

Jūs atradīsit dabā bagātīgi četrkājainus, jo četras kājas nodrošina pasīvu stabilitāti vai spēju palikt stāvā, aktīvi nepielāgojot stāvokli. Tas pats attiecas uz robotiem. Četru kāju robots ir lētāks un vienkāršāks nekā robots ar vairākām kājām, tomēr tas joprojām var sasniegt stabilitāti.

2. solis: Servo motori ir galvenie izpildmehānismi

Servomotors, kā definēts Vikipēdijā, ir rotējošs izpildmehānisms vai lineārs izpildmehānisms, kas ļauj precīzi kontrolēt leņķisko vai lineāro stāvokli, ātrumu un paātrinājumu. [1] Tas sastāv no piemērota motora, kas savienots ar sensoru, lai atgrieztos pozīcijā. Tam ir nepieciešams arī samērā sarežģīts kontrolieris, bieži vien īpašs modulis, kas īpaši paredzēts lietošanai ar servomotoriem.

Servomotori nav īpaša motora klase, lai gan termins servomotors bieži tiek lietots, lai apzīmētu motoru, kas piemērots izmantošanai slēgtā cikla vadības sistēmā.

Vispārīgi runājot, vadības signāls ir kvadrātveida viļņu impulsa vilciens. Kopējās vadības signālu frekvences ir 44Hz, 50Hz un 400Hz. Pozitīvais impulsa platums nosaka servo stāvokli. Pozitīvs impulsa platums ir aptuveni 0,5 ms, tāpēc servo signāla rags pēc iespējas vairāk novirzīsies pa kreisi (parasti aptuveni 45 līdz 90 grādi atkarībā no attiecīgā servo). Pozitīvs impulsa platums no aptuveni 2,5 ms līdz 3,0 ms izraisīs servo novirzīšanos pa labi, cik vien iespējams. Pulsa platums aptuveni 1,5 ms izraisīs servo neitrālo pozīciju 0 grādos. Izejas augstspriegums parasti ir no 2,5 līdz 10 voltiem (parasti 3V). Izejas zemspriegums svārstās no -40mV līdz 0V.

3. darbība: PCB izgatavošana (ražo JLCPCB)

Par JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ir lielākais PCB prototipu uzņēmums Ķīnā un augsto tehnoloģiju ražotājs, kas specializējas ātru PCB prototipu un mazu partiju PCB ražošanā.

Ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PCB ražošanā JLCPCB ir vairāk nekā 200 000 klientu mājās un ārzemēs, un vairāk nekā 8 000 tiešsaistes pasūtījumu PCB prototipēšanai un nelielam PCB ražošanas apjomam dienā. Gada ražošanas jauda ir 200 000 kv.m. dažādiem viena slāņa, divu slāņu vai daudzslāņu PCB. JLC ir profesionāls PCB ražotājs, kas piedāvā liela mēroga, akas aprīkojumu, stingru pārvaldību un izcilu kvalitāti.

Atpakaļ pie mūsu projekta

Lai ražotu PCB, esmu salīdzinājis daudzu PCB ražotāju cenu un izvēlējos JLCPCB par labākajiem PCB piegādātājiem un lētākajiem PCB piegādātājiem, lai pasūtītu šo shēmu. Viss, kas man jādara, ir daži vienkārši klikšķi, lai augšupielādētu Gerber failu un iestatītu dažus parametrus, piemēram, PCB biezuma krāsu un daudzumu, tad esmu samaksājis tikai 2 dolārus, lai iegūtu PCB tikai pēc piecām dienām.

Tā kā tas parāda saistītās shēmas attēlu, es esmu izmantojis Arduino Nano, lai kontrolētu visu sistēmu, kā arī esmu izstrādājis robota zirnekļa formu, lai padarītu šo projektu daudz labāku.

Circuit (PDF) failu varat iegūt šeit. Kā redzat attēlos iepriekš, PCB ir ļoti labi izgatavota, un man ir tāda pati PCB zirnekļa forma, kādu mēs esam izstrādājuši, un visas etiķetes un logotipi ir pieejami, lai palīdzētu man lodēšanas laikā.

Jūs varat arī lejupielādēt šīs shēmas Gerber failu no šejienes, ja vēlaties pasūtīt to pašu shēmas dizainu.

4. solis: Sastāvdaļas

Tagad pārskatīsim nepieciešamos komponentus, kas mums nepieciešami šim projektam, tāpēc, kā jau teicu, es izmantoju Arduino Nano, lai darbinātu visus robota četru kāju 12 servodzinējus. Projekts ietver arī OLED displeju, lai parādītu Cozmo sejas, un Bluetooth moduli, lai kontrolētu robotu, izmantojot Android lietotni.

Lai izveidotu šāda veida projektus, mums būs nepieciešams:

• - PCB, ko esam pasūtījuši no JLCPCB
• - 12 servomotori, kā jūs atceraties, 3 servo katrai kājai:
• - Viens Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth modulis:
• - Viens OLED displeja ekrāns:
• - 5 mm RGB gaismas diodes:
• - Daži galvenes savienotāji:
• - Un robota ķermenis nodrošina mieru, kas nepieciešams, lai tos izdrukātu, izmantojot 3D printeri

5. solis: robotu salikšana

Tagad mums ir sagatavots PCB un visas detaļas ir ļoti labi pielodētas, pēc tam mums ir jāsamontē robota korpuss, procedūra ir tik vienkārša, tāpēc vienkārši izpildiet manis norādītās darbības, vispirms mums ir jāsagatavo katra kāja uz sāniem un jāizveido vienam ledam mums ir nepieciešami divi servomotori savienojumiem un Coxa, augšstilba un stilba kaula drukātās detaļas ar šo mazo stiprinājuma daļu.

Par robota ķermeņa daļām varat lejupielādēt tā STL failus šeit.

Sākot ar pirmo servo, ievietojiet to kontaktligzdā un turiet to ar skrūvēm, pēc tam pagrieziet servo cirvi līdz 180 °, nenovietojot stiprinājuma skrūvi, un pārejiet uz nākamo augšstilba daļu, lai to savienotu ar stilba kaulu izmantojot pirmo servo savienojuma cirvi un stiprinājuma detaļu. Pēdējais posms kājas pabeigšanai ir otrās locītavas ievietošana. Es domāju otro servo, lai noturētu kājas trešo daļu, kas ir Coxa gabals.

Tagad atkārtojiet to pašu visām kājām, lai četras kājas būtu gatavas. Pēc tam paņemiet augšējo šasiju un ievietojiet pārējos servos tajos kontaktligzdas un pēc tam pievienojiet katru kāju atbilstošajam servo. Ir tikai viena pēdējā drukātā daļa, kas ir apakšējā robota šasija, kurā mēs ievietosim savu shēmas plati

6. darbība: Android lietotne

Runājot par android up tas ļauj jums

izveidojiet savienojumu ar savu robotu, izmantojot Bluetooth, un veiciet kustības uz priekšu un atpakaļ un pagriezienus pa kreisi pa labi, tas ļauj arī reālā laikā kontrolēt robota gaišo krāsu, izvēloties vajadzīgo krāsu no šī krāsu riteņa.

Jūs varat bez maksas lejupielādēt Android lietotni no šīs saites: šeit

7. solis: Arduino kods un testa validācija

Tagad robots ir gandrīz gatavs darbam, bet mums vispirms ir jāiestata locītavu leņķi, tāpēc augšupielādējiet iestatīšanas kodu, kas ļauj katru servo novietot pareizajā pozīcijā, piestiprinot servos 90 grādos, neaizmirstiet pieslēgt 7V Līdzstrāvas akumulators, lai darbinātu robotu.

Tālāk mums jāaugšupielādē galvenā programma, lai kontrolētu robotu, izmantojot android lietotni. Abas programmas varat lejupielādēt no šīm saitēm:

- Servo koda mērogošana: lejupielādes saite- Zirnekļa robota galvenā programma: lejupielādes saite

Pēc koda augšupielādes esmu pievienojis OLED displeju, lai parādītu Cozmo robotu smaidus, ko esmu izdarījis galvenajā kodā.

Kā redzat puišus iepriekš redzamajos attēlos, robots izpilda visus norādījumus, kas nosūtīti no mana viedtālruņa, un vēl dažus citus uzlabojumus, kas jāveic, lai padarītu to daudz sviesta.