Animatronika asoslari - Servo dvigatel: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Umumjahon do'konining derazasida quvnoq bayram namoyishi bo'ladimi yoki Xellouinda qo'rqinchli masxara bo'ladimi, hech narsa jonlantirilgan qo'g'irchoqdek e'tiborni tortmaydi.

Bu elektron boshqariladigan animatsiyalarni ba'zan "animatronika" deb ham atashadi va bu ko'rsatma sizga bitta servo dvigatel bilan boshqariladigan eng asosiy turini yasashni o'rgatadi.

Biz Arduino mikrokontrolleridan miyamiz sifatida foydalanamiz va biz potentsiometr va servo ichida qanday ishlashini ko'ramiz, shuningdek, sizga uch xil boshqaruv usulini yaratishni o'rgatamiz:

1 - doimiy ravishda takrorlanadigan harakat

2 - masofadan boshqariladigan harakat

3 - qo'zg'aluvchan harakat (yorug'lik sensori yordamida)

1 -qadam: qismlar ro'yxati

Sizga mikrokontroller kerak bo'ladi (birinchi rasmda https://adafru.it saytidagi Arduino, ularning byudjet qismlari to'plami 30 dollar turadi) va servo dvigatel (ikkinchi rasmda minoraning kichik versiyasi ko'rsatilgan) bir nechta ulagich qismlari bilan bir qatorda, xuddi shu do'konda $ 12). Agar siz bir nechta servo dvigatellarni ishlatayotgan bo'lsangiz, sizga kichik kondansatör yoki kuchliroq kuchlanish manbai kerak bo'ladi (Arduino uchun 9V devor zaryadlovchisi ishlaydi)

Mikrokontroller - bu bitta chipdagi butun kompyuter. Shubhasiz, sizning uy kompyuteringiz kabi kuchli emas, u juda oddiy operativ xotira, disk drayveri, klaviatura yoki sichqonchaga ega emas, lekin u narsalarni boshqarishda juda zo'r (shuning uchun nom). Kir yuvish mashinalari va yonilg'i quyish moslamalari kabi ko'plab kundalik buyumlar ichida siz ushbu chiplardan birini topasiz.

"Arduino" mikrokontrollerlar markasi, shuningdek, uni tashqi dunyo bilan bog'laydigan boshqa sxemalarni qo'shib, qulay taxtaga joylashtiradi.

E'tibor bering, "byudjet qismlari to'plamida" potentsiometr deb nomlangan bir nechta simlar, rezistorlar, LED yoritgichlar va ko'k tugmalar mavjud. Keyingi bosqichda potentsiometrlar haqida batafsil.

Nihoyat, sizga servo dvigatel kerak bo'ladi va u harakatlanayotgan qo'g'irchog'ingizga ulash uchun vintli ulagichlar bilan birga keladi. Biz bu darsda X shaklidagi ulagichdan foydalanamiz.

2 -qadam: Potentsiometrni ko'rib chiqish

Potansiyometr - bu asosan dimmer tugmasi yoki elektron terminologiyada - o'zgaruvchan rezistorlar juftligi. Tugmani burish orqali siz bitta rezistorni kattaroq, ikkinchisini esa kichikroq qilasiz.

Ko'pincha biz kuchlanishni nazorat qilish uchun potentsiometrdan (ba'zan "qozon" deb ham ataladi) foydalanamiz, yuqorida ko'rsatilgan sxema yordamida.

Chapdagi rasmda haqiqiy qozon ko'rsatilgan, yuqori va pastki simlar +5 va Ground kuchlanishiga ulangan, va o'rta sim kerakli kuchlanishni chiqaradi. O'rta diagrammada qozon uchun belgi ko'rsatilgan va oxirgi diagrammada ekvivalenti ko'rsatilgan.

Rasmlar Wikimedia.org saytidan olingan

3 -qadam: Servo dvigatelini ko'rib chiqish

Servo dvigatel to'rtta asosiy qismdan iborat.

1. Oldinga va orqaga, odatda yuqori tezlikda va torkda aylana oladigan vosita.

2. Hozirgi vaqtda servo dvigatel qaysi burchakda ekanligini aniqlaydigan joylashuvni aniqlash tizimi

3. Dvigatelning ko'p aylanishlarini qabul qilib, uni kichik burchakli harakatga keltira oladigan tishli tizim.

4. Haqiqiy burchak va kerakli sozlash nuqtasi burchagi orasidagi xatoni tuzatadigan boshqaruv sxemasi.

Birinchi rasmda 1 va 2 -qismlar ko'rsatilgan. E'tibor bering, 2 -qism potentsiometr.

3 -qism ikkinchi rasmda ko'rsatilgan.

Uchinchi rasmda 4 -qism ko'rsatilgan.

4 -qadam: takroriy harakat

Bu erda biz "Bender" qo'g'irchog'ining boshini quvvat USB kabelidan ulangan ekan, chapga va o'ngga, oldinga va orqaga buramiz. Bu kun bo'yi harakatda bo'lishni xohlaydigan qiziqarli bayram namoyishi uchun juda yaxshi.

Arduino integratsiyalashgan rivojlanish muhiti (IDE) bilan birga keladi, bu sizning shaxsiy kompyuteringizga ilova berilishini aytadi, bu sizga ko'rsatma beradi (Arduino IDE belgisi yonma -yon 8 -rasm). Agar siz kompyuterni uzib qo'ysangiz ham, bu ko'rsatmalar taxtada saqlanib qoladi va siz Arduino -ga quvvatni qayta ulaganingizda ular yana ishlay boshlaydi. Bunday holda, biz IDE misollarida "Servo" toifasida topishingiz mumkin bo'lgan "Sozlash" deb nomlangan dasturdan foydalanamiz.

Keyin siz servo stabilizatsiyalangan 5 voltli kondansatkichga (qizil Servo sim Arduino +5 ga, jigarrang Servo sim Arduino GND) va boshqaruv signaliga (sariq Servo sim Arduino chiqish piniga 9) ulanasiz. Qo'g'irchoq boshi ixtiyoriy;-)

Tafsilotlar:

Agar yuqorida aytilganlar biroz chalkash bo'lsa, batafsil ko'rsatmalar quyidagicha:

A bosqichi - Arduino dasturlash

• Arduino IDE -ni oching (ish stolida 8 -rasm belgisi bo'lishi kerak)
• "Asboblar" ostida "Kengash" "Arduino/Genuino Uno" ga o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling.
• USB kabel yordamida Arduino uskunasini kompyuterga ulang
• "Asboblar" ostidagi "Port" sozlamalari Arduino uchun ham tuzilganligiga ishonch hosil qiling.
• "Fayllar" ostida "Sozlash" deb nomlangan "Misol" ni tanlang (uni "Servos" ostida topishingiz mumkin)
• Ushbu faylni ishlatishdan yoki tahrir qilishdan oldin, boshqa fayl nomini "Saqlash" ni bosing (ismingiz yoki xohlaganingiz bo'lishi mumkin). Bu kompyuterdan foydalangan keyingi talaba uchun fayl o'zgarishsiz qoladi.
• Arduino -ga chizish eskizini yuklash uchun o'q tugmasidan foydalaning (yoki "eskiz" ostida "yuklash" -ni tanlang).

B bosqichi - Servo dvigatelni ulanish

Bu bo'limda biz https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso da tasvirlangan sxemalarning xilma-xilligini quramiz …. Servo qizil va jigarrang simlarini Ardiuno +5 va GND ga ulaymiz, navbati bilan Biz, shuningdek, kuchlanish bo'yicha tekislovchi kondansatör joylashtiramiz va nihoyat, servoning sariq simini Arduino chiqish piniga 9 ulaymiz.

• O'chirish paytida Arduino -ni USB portidan uzing.
• Biz Arduino kartasidan 5V va Ground -dan foydalanamiz, shuning uchun ularni qizil va yashil simlar yordamida o'z taxtangizga olib keling.
• Quvvat USB portidan biroz tebranishi mumkin (oqim unchalik katta emas va servo dvigatel Arduino platasining past oqim tufayli qayta tiklanishiga olib kelishi mumkin), biz bu kuchlanish bo'ylab kondansatkich qo'yamiz va sim "minus - "Zamin tomonda.
• Endi Servo simini qizil (+5) va jigarrang (Ground) simlarini taxtaga ulang.
• Yakuniy elektr aloqasi nazorat signalidir. SWEEP dasturi boshqaruv signalini yuborish uchun Arduino -ning 9 -pinidan foydalanadi, shuning uchun uni Servo dvigatelning sariq (boshqaruv) simiga ulang.
• QO'ShIMChA - Siz sinab ko'rishdan oldin siz tanlagan Animatron boshini va uning asosini servo dvigatelning yuqori qismiga qo'yishingiz mumkin. Iltimos, muloyim bo'ling, chunki moslik mukammal emas va plastik qismlar sinadi.
• Siz USB quvvatini Arduino -ga ishlatishingiz kerak va SWEEP dasturi ishga tushishi kerak, bu esa servo dvigatelni oldinga va orqaga siljishiga olib keladi.

C bosqichi - SWEEP dasturini o'zgartirish

• Bu faylni ishlatishdan yoki tahrir qilishdan oldin, iltimos, boshqa fayl nomini "Saqlash" ni tanlang (sizning ismingiz yoki xohlaganingiz bo'lishi mumkin). Ehtimol, siz buni A bosqichida qilgansiz. Quyidagi qismlarning har biri uchun o'z kuzatuvlaringizni va kodga kiritilgan har qanday o'zgarishlarni yozib oling.
• Sekundomer yordamida yo'l bo'ylab va orqaga supurish uchun qancha vaqt ketishini o'lchang _
• Siz dasturiy ta'minotga o'zgartirish kiritasiz (ba'zan "kod" yoki "eskiz" deb nomlanadi)
• "Kechiktirish" qiymatini 15 dan boshqa kattaroq raqamga o'zgartiring (hisoblarning qulayligi uchun 15 dan dumaloq ko'paytmani tanlang). Qaysi qiymatdan foydalandingiz? _. Sizningcha, yangi SWEEP vaqti qanday bo'ladi? _. Yangi SWEEP vaqtini o'lchang va har qanday nomuvofiqlikni qayd qiling _.
• Kechikishlarni 15 ga o'zgartiring va endi pozitsiyalar burchaklarini 180 dan 90 gacha o'zgartiring (bu ikkala qiymat ham). Servo dvigatelning yangi harakat diapazoni qanday (90 daraja, yoki ko'pmi yoki kamroqmi?) _.
• Harakatlar diapazonini 90 gradusgacha qoldirib, "Kechiktirish" ni 15 dan past songa tushiring. Servo tartibsiz harakat qila boshlaguncha yoki butun harakat diapazonini tugatmaguncha, qanchalik kichik songa o'tish mumkin? _

Ushbu qadamlarni bajarganingizdan so'ng, siz barcha o'lchovlar va amaliyotga ega bo'lasiz, siz servo dvigateldan har xil takrorlanadigan animatronik harakatlarni, har tomondan kichik burchakdan 180 gradusgacha boshqarishga tayyor bo'lishingiz kerak. har xil tezlikda siz boshqarasiz.

5 -qadam: Masofadan boshqariladigan harakat

Xuddi shu harakatni kun bo'yi takrorlashning o'rniga, biz bu qadamda "C3PO" animatronik qo'g'irchog'imizning pozitsiyasini masofadan boshqaramiz, chapga va o'ngga va oradagi har qanday pozitsiyaga. Inson nazoratni amalga oshirayotgani uchun biz buni "ochiq tsikl" boshqaruvi deb ataymiz.

Ochiq pastadir boshqaruvi yordamida siz servo dvigatelning aniq holatini boshqarasiz. Siz burishingiz uchun bizga tugma kerak bo'ladi va buning uchun biz ko'k potensiometrdan foydalanamiz.

• Bizga non panelida +5 va 0 (Ground) voltli boshqa joy kerak bo'ladi. Bu o'tish simlarini non panelidagi qatorlarni ajratish uchun ishlating va ularni bir -biridan bir qatorda qilib qo'ying, biz potentsiometrning tashqi pimlarini bir zumda qo'shamiz.
• Endi potentsiometrni qo'shing. Potansiyometr pimlarini non taxtasiga itarishdan oldin, ularning uchtasi to'g'ri teshiklar bilan o'ralganligiga ishonch hosil qiling, so'ngra pimlarni egilmasligi uchun tekis pastga suring. Potentsiometrning markaziy pimi Arduino -dagi analog kirish noliga (A0) ulanadi. Buning uchun qo'shimcha sim qo'shiladi.
• Potentsiometrdan kuchlanishni o'qish va servo dvigatelni boshqarish uchun biz "KNOB" dasturidan foydalanamiz, shuningdek, Fayl -> Misollar -> Servo bo'limida joylashgan. Dasturni ishga tushiring, tugmani burang va kuzatganlaringizni yozib oling.

Tabiiyki, siz juda uzun simlarni ishlatishingiz mumkin, shunda boshqaruv tugmasi animatronik qo'g'irchoqdan boshqa xonada bo'lishi mumkin, yoki siz ozgina masofada bo'lishingiz mumkin (masalan, siz film suratga olayotganingizda kameradan tashqarida).

6 -qadam: harakatlanuvchi harakat (sensor yordamida)

Ba'zan siz qo'g'irchoqni birdaniga qimirlatib qo'yishni xohlaysiz - ayniqsa, Xellouin bayramining qo'rqinchli o'yinlari uchun yoki undan ham ko'proq e'tiborni tortish uchun. Bu bosqichda biz qo'g'irchog'imizni "Pasxa oroli boshi" ni tez aylantirib, yoniga o'tadigan va yorug'lik sensori ustiga soya soladigan odamga aylantiramiz.

Servo dvigatelning sensorlar nazorati holatida biz servo dvigatelning aniq holatini boshqaradigan yorug'lik sensoridan foydalanamiz. Sensorga quyuqroq soya solinadi (va, ehtimol, odam qo'g'irchoqqa qanchalik yaqin bo'lsa), qo'g'irchoq boshini shunchalik tez va uzoq buradi.

• Biz potansiyometrni olib tashlaymiz va uni ikkita rezistorning ekvivalent sxemasi bilan almashtiramiz. Bunday holda, ikkita rezistordan biri (R2) yorug'lik sensori bo'ladi.
• Bizga bo'sh joy berish uchun biz +5V (chapda) va 0V Ground (o'ngda) lamperlarini tarqatamiz, shunda biz markazga analog kirishga olib boruvchi o'tish kabeli bilan bir qatorda ulangan 10K Ohm qarshilik va yorug'lik sezgichini qo'shamiz. Arduino kartasida nol (A0).
• Yorug'lik sezgichini yashirish uchun qo'lingizning soyasidan foydalaning va yorug'lik sezgichini iloji boricha kamroq yorug'lik olishining boshqa usullaridan foydalaning. Siz to'liq 180 graduslik harakat diapazoniga erisha olasizmi?

Xuddi masofadan boshqarish versiyasida bo'lgani kabi, siz foto rezistorni animatronik qo'g'irchog'ingizdan juda uzoqroq masofada joylashtirishingiz mumkin va siz rezistorning qiymatlarini yoki qo'g'irchoq reaktsiyalarini o'zgartirish uchun dasturiy ta'minotni o'zgartirishingiz mumkin.

7 -qadam: Endi siz sinab ko'ring

Endi siz bitta servo dvigatel yordamida yaratishingiz mumkin bo'lgan animatronik harakatning uchta asosiy turini o'zlashtirdingiz.

- takroriy harakat

- Masofadan boshqariladigan harakat

- Datchiklar yordamida harakatlanish

Siz buni turli darajadagi qo'g'irchoqlar, harakatlar, boshqaruv elementlari va tabiiyki, faqat siz yaratadigan san'atdan foydalanib, keyingi bosqichga ko'tarishingiz mumkin!