Arduino bilan ishlaydigan rasmli robot: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:22

Fusion 360 loyihalari »

Hech o'ylab ko'rganmisiz, agar robot hayratlanarli rasmlar va san'at asarlarini yaratishi mumkinmi? Ushbu loyihada men buni Arduino bilan ishlaydigan rasmli robot yordamida amalga oshirishga harakat qilaman. Maqsad - robot o'z -o'zidan rasm chizishi va badiiy asarni takrorlash uchun qo'llanma sifatida mos yozuvlar rasmini ishlatishi. Men SAPR va raqamli ishlab chiqarishning kuchidan foydalanib, mustahkam shassi yaratdim, uning ustiga men bo'yoq cho'tkasini 7 ta bo'yoq idishiga botirib, tuvalga chizish mumkin bo'lgan qo'lni o'rnatdim.

Robot qadam dvigatellari va servo dvigatellar kabi umumiy qismlardan foydalangan holda yaratilgan va u har qanday bo'yoq bilan ishlashga mo'ljallangan.

O'zingizning Arduino Powered Painting Robot -ni yaratish uchun davom eting va agar siz loyihani yoqtirgan bo'lsangiz va o'zingizning versiyangizni yaratishga qaror qilsangiz, "Paint Challenge" da ushbu loyihaga ovoz bering.

1 -qadam: Dizaynga umumiy nuqtai

Bo'yoq robotining dizayni Roomba tozalash robotining tuzilishidan ilhomlangan. U ikkita asosiy tizimdan iborat:

• G'ildirak va passiv planerlarga biriktirilgan ikki pog'onali dvigatellardan iborat haydash tizimi. Bu robotga tuval bo'ylab istalgan yo'nalishda harakat qilish imkonini beradi.
• Cho'tkasi tizimi cho'tkani bo'yoq idishlari ustiga qo'yadigan uchinchi pog'onali dvigateldan va bo'yoq cho'tkasini bo'yoqqa tushiradigan servo dvigateldan iborat.

Robot bir vaqtning o'zida 7 xil rangga ega bo'lishi mumkin. Dizayn dastlab Autodesk Fusion 360-da ishlab chiqarilgan. Qismlar keyinchalik lazerli kesish yoki 3D-chop etish uchun tegishli formatlarga eksport qilindi.

Robot shassisining dizayni bir nechta o'rnatish nuqtalari va modulli qismlarni hisobga olgan holda kengaytirilishi mumkin. Bu bir xil shassisni boshqa dasturlar uchun ishlatishga imkon beradi. Shu nuqtai nazardan, shassi bo'yoq yordamida ajoyib san'at asarlarini yasash uchun ishlatiladi.

2 -qadam: kerakli materiallar

Bu erda o'zingizning Arduino Powered Painting robotini yasash uchun zarur bo'lgan barcha komponentlar va qismlar ro'yxati keltirilgan. Barcha qismlar odatda mavjud bo'lishi va mahalliy apparat do'konlarida yoki Internetda topish oson bo'lishi kerak.

ELEKTRONIKA:

• Arduino Uno x 1
• Towerpro MG995 servo dvigateli x 1
• NEMA17 qadam dvigateli x 3
• CNC qalqoni V3 x 1
• 11,1 V LiPo batareyasi x 1

QURILMA:

• M4 yong'oq va murvat
• M3 yong'oq va murvat
• G'ildiraklar (diametri x 7 sm)
• 3D -printerli filament (agar sizda 3D -printer bo'lmasa, mahalliy ish joyida 3D -printer bo'lishi kerak yoki bosma Internetda juda arzonga tushishi mumkin)
• Akril plitalar (3 mm)
• Bo'yoqlar
• Bo'yoq cho'tkasi

QUROLLAR:

• 3D printer
• Lazerli kesuvchi

Asboblarni hisobga olmaganda, loyihaning umumiy qiymati taxminan 60 dollarni tashkil qiladi.

3 -qadam: Raqamli ishlab chiqarilgan qismlar

Ushbu loyiha uchun zarur bo'lgan qismlarning ko'pchiligi talablarga muvofiq tayyorlangan, shuning uchun men raqamli ishlab chiqarilgan qismlarning kuchidan foydalanishga qaror qildim. Ehtiyot qismlar dastlab Fusion 360-da qurilgan, so'ngra qismlarni lazer yordamida kesish yoki 3D bosib chiqarish uchun SAPR modellari ishlatilgan. Bosmalar 40% to'ldirish, 2 perimetr, 0,4 mm nozul va qatlam balandligi 0,1 mm bo'lgan PLA yordamida qilingan. Ba'zi qismlar qo'llab -quvvatlashni talab qiladi, chunki ular murakkab shaklga ega, ammo tayanchlarga osongina kirish mumkin va ularni ba'zi kesgichlar yordamida olib tashlash mumkin. Filament uchun siz xohlagan rangni tanlashingiz mumkin. Lazer bilan kesilgan qismlar 3 mm shaffof akrildan kesilgan.

Quyida siz dizayn fayllari bilan birga qismlarning to'liq ro'yxatini topishingiz mumkin.

Eslatma: Bu erdan qismlar quyidagi ro'yxatdagi ismlar yordamida ko'rsatiladi.

3D bosma qismlar:

• Bosqichli qavs x 2
• Qatlam oralig'i x 4
• Qo'l ulagichi x 1
• Passiv planer x 2
• Bo'yoq sxemasidan ushlagich x 2
• Bo'yoq sxemasidan x 2

Lazer bilan kesilgan qismlar:

• Pastki panel x 1
• Yuqori panel x 1
• Qo'l cho'tkasi x 1

Hammasi bo'lib 13 ta 3D bosma qismlar va 3 ta lazer bilan kesilgan qismlar mavjud. Barcha qismlarni ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan vaqt taxminan 12 soat.

4 -qadam: Shassis va haydovchi tizimini yaratish (pastki qavat)

Barcha qismlar tayyor bo'lgach, siz bo'yash robotining pastki qatlamini yig'ishni boshlashingiz mumkin. Bu qatlam haydovchi tizimi uchun javobgardir, shuningdek, elektronikani saqlaydi. Ta'minlangan vintlar yordamida 2 qadamli dvigatelni ikki qadamli qavsga o'rnatishni boshlang. Keyin, 8 x M4 yong'oq va murvat yordamida, ikki qavsli qavsni pastki plastinkaga mahkamlang. Bosqichlar o'rnatilgandan so'ng, siz ikkita g'ildirakni step motorlarining o'qlariga ulashingiz mumkin. Bundan tashqari, Arduino -ni M3 yong'oqlari va murvatlari yordamida o'rnatishingiz mumkin, bu esa Arduino -ga osongina kirishni ta'minlaydi. Arduino himoyalanganidan so'ng, CNC qalqonini Arduino -ga o'rnating. Robotning old va orqa qismida ikkita teshik bor. Passiv planerlarni teshiklardan o'tkazing va ularni joyiga yopishtiring. Bu qismlar robot tanasining tuval yuzasi bo'ylab tarashiga to'sqinlik qiladi.

Bundan tashqari, M4 yong'oqlari va murvatlari yordamida ikkita orqa qatlam oralig'ini o'rnatishingiz mumkin.

Eslatma: Oldin ikkitasini biriktirmang, chunki oxir -oqibat ularni olib tashlashingiz kerak bo'ladi.

5 -qadam: Bo'yoq ushlagichini o'rnatish (yuqori qavat)

Drayv tizimi qurilgandan so'ng, siz cho'tkani harakatlantiruvchi va cho'tkani har xil bo'yoq idishlariga botiradigan bo'yash qo'lini ushlab turadigan yuqori qavatni yig'ishni boshlashingiz mumkin. Palet tutqichining ikkita bo'lagini biriktirishdan boshlang. Qismning ichki qismidagi uyasi oldingi qatlam qatlamining ikkita bo'lagi bilan tekislanadi. Birlashtirilgan qism yuqori va pastki qatlamlarga ikkita yong'oq va murvat bilan biriktiriladi. Parcha yuqori paneldagi to'rtta qo'shimcha murvat bilan o'rnatiladi.

Bo'yoq palletlari har bir tomon uchun ikkita yong'oq va murvat yordamida bo'yoq pallet ushlagichining pastki qismiga biriktiriladi.

Yuqori panelni joyiga siljiting va yana ikkita yong'oq va boltdan foydalanib, orqa panel qatlamlarini yuqori panelga mahkamlang. Aylanadigan step motorini yuqori murvat yordamida, yuqori o'qi yuqoriga qaragan murvat yordamida o'rnatiladi. Shu bilan robotning shassisi qurilgan va biz bo'yash qo'lini yig'ishni boshlashimiz mumkin.

6 -qadam: Bo'yoq qo'llari va cho'tkalarni yig'ish

Bo'yoq qo'lini qurish uchun dastani ulagichini 4 ta yong'oq va murvat yordamida lazerli kesilgan cho'tka qo'liga ulashdan boshlang. Keyin, servo dvigatelni boshqa uchiga yana 4 ta yong'oq va murvat yordamida ulang. Servo dvigatelning o'qi qo'l ulagichining qarama -qarshi uchida joylashganligiga ishonch hosil qiling. Qo'l konnektorini yuqori bosqichli motor o'qiga suring.

Servo uzun shoxidan foydalaning va bo'yoq cho'tkasini rezina bantlar yoki fermuar yordamida mahkamlang. Men kauchuk bantlardan foydalanishni tavsiya qilaman, chunki bu cho'tka yig'ilishiga tizimning yaxshi ishlashi uchun zarur bo'lgan ba'zi muvofiqlikni beradi. Cho'tkaning mahkamlanganligiga ishonch hosil qiling, shox servoga ulangandan so'ng, cho'tka pol yoki qog'oz yuzasi bo'ylab zo'rg'a siljiydi.

Shu bilan, bo'yash robotining uskunasi tugallandi va siz simlar va dasturlashni boshlashingiz mumkin.

7 -qadam: elektronika va sxemalar

Loyihaning elektronikasi juda oddiy, u quyidagi jadvalda keltirilgan.

• Chap g'ildirakli qadam X o'qining CNC qalqoni portiga
• O'ng g'ildirakli qadam CNC qalqoni Y o'qi portiga
• CNC qalqoni Z o'qi portiga aylanadigan qadam
• CNC qalqoni ustidagi milni ishga tushirish piniga servo vosita signali
• Servo dvigatel 5V dan +5V gacha CNC ekranida
• Servo dvigatel GND - GND CNC qalqoni

Shu bilan ushbu loyihaning sxemasi tugadi. Robotni yoqish va o'chirish uchun batareyani ketma -ket o'tish tugmasi bilan CNC qalqoni quvvat terminallariga ulash mumkin.

8 -qadam: Nazariya haqida bir oz

Nuqtani 2D tarmoqqa joylashtirish haqida gap ketganda, buni amalga oshirishning eng keng tarqalgan va oddiy usuli bu nuqtaning kartezian koordinatalarini berishdir. Bu, odatda, (x, y) katakchani ko'rsatish orqali amalga oshiriladi, bu erda x - x koordinatasi yoki x o'qidagi nuqtaning proektsiyasi orasidagi masofa va y - nuqtaning y koordinatasi yoki proektsiya orasidagi masofa. y o'qidagi nuqtaning boshiga. Shunday qilib, har qanday murakkab tasvir yoki shaklni nuqtalar ketma -ketligi yordamida ta'riflash mumkin, masalan, "nuqtalarga qo'shilganda" tasvir hosil bo'ladi. Bu nuqtaning kelib chiqishiga nisbatan pozitsiyasini tasvirlashning qulay usuli. Biroq, bu loyiha uchun boshqa tizim ishlatilgan.

2D tarmoqdagi nuqta qutb koordinatalari yordamida ham tasvirlanishi mumkin. Bu usulda nuqta pozitsiyasi boshqa tupul yordamida tasvirlanadi, odatda (teta, r) deb belgilanadi, bu erda teta - x o'qi va yarim chiziq orasidagi burchak, bu boshlang'ich va nuqtani bog'laydi va r - bu orasidagi masofa. kelib chiqishi va nuqtasi.

Biridan ikkinchisiga o'tish formulasini biriktirilgan rasmda topish mumkin. Formulalarni to'liq tushunish shart emas, lekin ularni bilish yordam beradi.

9 -qadam: Arduino dasturlash

Dastur ob'ektga yo'naltirilgan texnika yordamida yaratilgan bo'lib, dasturni ishlatishni soddalashtiradi. Parametrlari tuvalning kengligi va balandligi bo'lgan robot ob'ektini yaratish bilan boshlang (ularni o'lchagich yoki o'lchash tasmasi yordamida santimetrda o'lchang va paintRobot.ino skriptining 4 -satridagi qiymatlarni almashtiring). Ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash texnikasi keyingi rivojlanish uchun imkoniyat yaratadi.

Keyin sizga 3 ta oddiy funksiya taqdim etiladi:

1. gotoXY kartezyen koordinatasini oladi va robotni shu holatiga o'tkazadi. (Masalan, robot.gotoXY (100, 150))
2. brushControl mantiqiy qiymatni oladi: false cho'tkani tuvaldan ko'taradi, haqiqiy esa cho'tkani tuvalga qo'yadi. (Masalan, robot.brushControl (rost))
3. pickPaint -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4 tamsayılarni oladi, bu robotni bo'yoq cho'tkasini mos keladigan bo'yoq idishiga botirishga majbur qiladi. (Masalan, robot.pickPaint (3))

Quyida ilova qilingan dastur robotni tasodifiy pozitsiyalarga o'tkazadi va tasodifiy ranglarni tanlaydi, natijada chiroyli va betakror san'at asarini yaratadi. Garchi bu robotni xohlagan narsangizni chizish uchun osongina o'zgartirsa bo'ladi.

Eslatma: Kod yuklangandan so'ng, cho'tkaga ulangan servo shoxni joyini o'zgartirish kerak bo'ladi. Qachonki p

10 -qadam: Paint qo'shish

Uskunalar, elektronika va dasturlash ishlari tugallangach, siz nihoyat individual bo'yoq idishlariga bir necha bo'yoqlarni qo'shishingiz mumkin. Rasmni silliq qilish uchun bo'yoqni ozgina suyultirishni tavsiya qilaman.

Paletaning eng chetidagi konteynerga oddiy suv qo'shing. Robot bu suvni ranglarni almashtirishdan oldin cho'tkani tozalash uchun ishlatadi.

Rasmni boshlash uchun robotni tuvalning pastki chap burchagiga qo'ying, uni pastki chetiga qaratib qo'ying va robotni ishga tushiring va o'tirib, san'at asari asta -sekin hayotga qaytishini tomosha qiling.

11 -qadam: Yakuniy natijalar

Amaldagi dastur yordamida robot tuvalda tasodifiy harakatlarni amalga oshiradi, bu noyob va chiroyli rasmlarni yaratadi. Garchi ba'zi o'zgartirishlar kiritilsa -da, robot mos yozuvli tasvir yordamida aniq rasmlarni bajarishi mumkin. Hozirgi tizim rivojlanishni amalga oshirish uchun mustahkam asos yaratadi. Robotning shassisi, shuningdek, modulli tarzda ishlab chiqilgan bo'lib, bir nechta standartlashtirilgan o'rnatish nuqtalari bilan jihozlangan, shuning uchun robot sizning ehtiyojingizga mos ravishda o'zgartirilishi mumkin.

Umid qilamanki, sizga bu ko'rsatma yoqdi va bu sizga o'z rasm robotini yaratishga ilhom berdi.

Agar sizga loyiha yoqqan bo'lsa, "Paint Challenge" da ovoz berish orqali uni qo'llab -quvvatlang.

Baxtli qilish!

Paint tanlovida bosh mukofot