OWI robot qo'lini boshqarish uchun qo'lingizni silkiting Iplar biriktirilmagan: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

G'oya:

Instructables.com saytida (2015 yil 13 may holatiga ko'ra) OWI Robotik Arm -ni o'zgartirish yoki boshqarish bo'yicha kamida 4 ta boshqa loyihalar mavjud. Buning ajablanarli joyi yo'q, chunki bu o'ynash uchun ajoyib va arzon robot to'plami. Bu loyiha ruhiy jihatdan o'xshash (ya'ni Arduino bilan Robotik qo'lni boshqarish), lekin yondashuvi boshqacha. [video]

Gap shundaki, Robotik qo'lni imo -ishoralar yordamida simsiz boshqarish. Bundan tashqari, men Robotik Arm modifikatsiyasini minimal darajada ushlab turishga harakat qildim, shuning uchun uni hali ham asl boshqaruvchi bilan ishlatish mumkin edi.

Oddiy tovushlar.

Bu uch qismli loyiha bilan yakunlandi:

1. LED va 5 dvigatelni boshqarish uchun etarlicha datchiklar o'rnatilgan qo'lqop
2. Qo'lqopdan boshqarish buyruqlarini qabul qilish va uni Arm -kontrol qurilmasiga simsiz yuborish uchun Arduino Nano asosidagi uzatuvchi qurilma.
3. OWI Robotik Arm-ga ulangan Arduino Uno-ga asoslangan simsiz qabul qilgich va motorni boshqarish moslamasi

XUSUSIYATLARI

1. Hamma 5 daraja erkinlik (DOF) va LEDni qo'llab -quvvatlash
2. Katta qizil tugma - shikastlanishni oldini olish uchun dvigatellarni qo'lda darhol to'xtatish
3. Portativ modulli dizayn

Mobil foydalanuvchilar uchun: bu loyihaning "reklama videosi" bu erda YouTube -da.

1 -qadam: qismlar

Qo'lqop:

Qo'lqopni boshqarish moslamasini yaratish uchun sizga quyidagilar kerak bo'ladi.

1. Isotoner Smartouch Tech Stretch Stitched Qo'lqop (yoki shunga o'xshash) - Amazon.com saytida
2. Spectra Symboflex Sensor 2.2 " - Amazon.com saytida
3. GY -521 6DOF MPU6050 3 o'qli giroskop + akselerometr moduli - Fasttech.com saytida
4. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytida
5. 2X5 IDC SOCKET -RECEPTACLE - Phoenixent.com saytida
6. FLAT RIBBON CABLE 10 Supero'tkazuvchilar.050 dyuym - Phoenixent.com saytida
7. 2 x 5 mm LED - yashil va sariq
8. 2 x kichik tugmalar
9. Rezistorlar, simlar, igna, qora ip, yopishtiruvchi qurol, lehim quroli, lehim va boshqalar.

O'tkazish tasmasi:

1. Arduino bilan mos keladigan Nano v3.0 ATmega328P -20AU kengashi - Fasttech.com saytida
2. nRF24L01+ 2,4 gigagertsli simsiz qabul qiluvchi Arduino mos keladi - Amazon.com saytida
3. Gymboss WRISTBAND - Amazon.com saytida
4. 9V batareya ushlagichi qutisi, simi qo'rg'oshini yoqish/o'chirish - Amazon.com saytida
5. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytida
6. 9v batareya
7. 47uF (50v) kondansatör
8. Rezistorlar, simlar, yopishtiruvchi qurol, lehim quroli, lehim va boshqalar.

OWI ROBOTIC QO'LLANISH QUTI:

1. Arduino bilan mos keladigan Uno R3 Rev3 ishlab chiqish kengashi - Fasttech.com saytida
2. Arduino (yoki shunga o'xshash) uchun Shield DIY to'plamining prototipi Amazon.com saytida
3. nRF24L01+ 2,4 gigagertsli simsiz qabul qiluvchi Arduino mos keladi - Amazon.com saytida
4. 3 x L293D 16 -pinli IC elektron dvigatel drayveri - Fasttech.com saytida
5. 1 x SN74HC595 74HC595 8-bitli Shift Ro'yxatdan o'tish DIP16 3-davlat chiqish registrlari bilan-Amazon.com saytida
6. 47uF (50v) kondansatör
7. Arduino uchun quti - Amazon.com saytida
8. Yoqish/o'chirish tugmasi
9. 2 x 13 mm tugmalar (bitta qizil va bitta yashil qalpoqcha)
10. 2 x 2X7 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytidagi kabi
11. FLAT RIBBON CABLE 14 Supero'tkazuvchilar.050 "Pitch - Phoenixent.com saytida yuqoridagi kabi
12. 9V batareya + ulagich
13. Rezistorlar, simlar, yopishtiruvchi qurol, lehim quroli, lehim va boshqalar.

… va albatta:

OWI Robotik Arm Edge - Robot qo'l - OWI -535 - Adafruit.com saytida

2 -qadam: PROTOTYPING

Men barcha komponentlarni lehimlashdan oldin har bir nazorat moslamasining prototipini taklif qilaman.

Ushbu loyihada bir nechta murakkab uskunalar ishlatiladi:

nRF24L01

Ikki nRF24 bir -biri bilan gaplashishi uchun menga bir oz vaqt kerak bo'ldi. Ko'rinib turibdiki, na Nano, na Uno modullarning izchil ishlashi uchun etarlicha stabilizatsiyalangan 3.3V quvvatni ta'minlamaydi. Mening ishimdagi yechim ikkala nRF24 modulidagi quvvat pimlari bo'ylab 47 uF kondansatör edi. IR24 va IRQ bo'lmagan rejimlarda RF24 kutubxonasidan foydalanishning bir nechta qiziq tomonlari bor, shuning uchun men misollarni diqqat bilan o'rganishni maslahat beraman.

Bir nechta ajoyib manbalar:

nRF24L01 Ultra past quvvatli 2,4 gigagertsli chastotali chastotali RF mahsuloti

RF24 haydovchi kutubxonasi sahifasi

Faqat googling nRF24 + arduino ko'plab havolalarni ishlab chiqaradi. Tadqiq qilishga arziydi

74HC595 SHIFT Ro'yxatdan o'tish

5 dvigatelni, LEDni, ikkita tugmani va simsiz modulni boshqarishga to'g'ri kelishi ajablanarli emas. PIN -kodni "uzaytirish" ning mashhur usuli - bu o'zgarish registridan foydalanish. NRF24 allaqachon SPI interfeysidan foydalanganligi uchun, shiftni almashtirish funktsiyasini emas, balki SPI -ni smenali registrni dasturlash uchun ham ishlatishga qaror qildim (tezlikni saqlash uchun). Ajablanarlisi shundaki, bu birinchi marta joziba kabi ishladi. Siz buni pin topshirig'ida va chizmalarda tekshirishingiz mumkin.

Non paneli va o'tish simlari sizning do'stlaringizdir.

3 -qadam: GLOVE

OWI Robotik ARM -da nazorat qilish uchun 6 ta element mavjud (OWI Robotik Arm Edge Picture)

1. Qurilma GRIPPER -da joylashgan LED
2. QARShI
3. Bilak
4. ELBOW - bilakka bog'langan robot qo'lining bir qismi
5. SHOULDER - bu bazaga biriktirilgan robot qo'lining qismi
6. BAZA

Qo'lqop Robotik Arm svetodiodini va barcha 5 dvigatelni (Ozodlik darajasi) boshqarishga mo'ljallangan.

Menda rasmlarda alohida datchiklar va quyida tavsif bor:

1. GRIPPER o'rta barmoq ustida joylashgan va pushti tugmalar yordamida boshqariladi. Tutqich ko'rsatkich va o'rta barmoqlarni bir -biriga bosib yopiladi. Tutqich halqa va pushtini bir -biriga bosib ochiladi.
2. WRIST indeks topgichidagi moslashuvchan qarshilik bilan boshqariladi. Barmoqni yarmiga burish bilakni pastga, oxirigacha kıvrmak bilagini yuqoriga ko'tarilishiga olib keladi. Ko'rsatkich barmog'ini to'g'ri ushlab turish bilakni to'xtatadi.
3. ELBOW akselerometr yordamida boshqariladi - kaftni yuqoriga va pastga egish tirsakni mos ravishda yuqoriga va pastga siljitadi
4. SHOULDER akselerometr yordamida boshqariladi - kaftni o'ngga va chapga egish (teskari emas!) Mos ravishda elkasini yuqoriga va pastga siljitadi.
5. BASE akselerometr yordamida ham nazorat qilinadi, xuddi elkama -kaftni o'ngga va chapga teskari o'girib (kaft yuqoriga qaragan holda) tayanchni o'ngga va chapga siljitadi.
6. Tutqichdagi LED har ikkala tutqichni boshqarish tugmachalarini bosish orqali yoqiladi/o'chadi.

Shovqinni oldini olish uchun barcha tugma javoblari 1/4 soniyaga kechiktiriladi.

Qo'lqopni yig'ish biroz lehim va ko'p tikuvni talab qiladi. Asosan, qo'lqop matosiga 2 tugma, moslashuvchan qarshilik, Accel/Gyro moduli va ulanish qutisiga simlarni ulash.

Ulanish qutisidagi ikkita LED:

1. Yashil - quvvat yoqilgan
2. SARI - ma'lumotlar qo'lda boshqarish qutisiga uzatilganda miltillaydi.

4 -qadam: O'tkazgich qutisi

Transmitter qutisi, asosan, Arduino Nano, simsiz nRF24 moduli, moslashuvchan simli ulagich va 3 rezistor: qo'lqopdagi ushlagichni boshqarish tugmachalari uchun 10 kOm 2 tortuvchi rezistor va bilagini boshqaruvchi egiluvchan sensori uchun 20 kOm kuchlanishli qarshilik.

Hamma narsa vero taxtasida lehimlangan. E'tibor bering, nRF24 Nano ustida "osilgan". Men bu aralashuvga olib kelishi mumkinligidan qo'rqardim, lekin u ishlaydi.

9v batareyadan foydalanish tasma qismini biroz kattalashtiradi, lekin men LiPo batareyalari bilan aralashishni xohlamadim. Balki keyinroq.

Lehimlash bo'yicha ko'rsatmalar uchun pinni belgilash bosqichiga qarang

5 -qadam: Qo'lni boshqarish qutisi

Qo'lni boshqarish qutisi Arduino Uno -ga asoslangan. U nRF24 moduli orqali qo'lqopdan buyruqlarni simsiz qabul qiladi va 3 L293D haydovchi chiplari orqali OWI Robotoc Armni boshqaradi.

Deyarli barcha Uno pinlari ishlatilganligi sababli, qutida juda ko'p simlar bor - u deyarli yopilmaydi!

Dizayni bo'yicha, quti O'chirish rejimida boshlanadi (xuddi to'xtash tugmasi bosilgandek), operatorga qo'lqopni qo'yish va tayyorgarlik ko'rish uchun vaqt beradi. Tayyor bo'lgach, operator yashil tugmani bosadi va qo'lqop va boshqaruv qutisi orasidagi aloqa darhol o'rnatilishi kerak (qo'lqopdagi sariq LED va boshqaruv qutisidagi qizil LED bilan ko'rsatilgandek).

OWI ga ulanish

Robot qo'liga ulanish 14 simli ikkita qatorli sarlavha (yuqoridagi rasmga muvofiq) orqali 14 simli tekis kabel orqali amalga oshiriladi.

• LED ulanishlari umumiy topraklama (-) va arduino pin A0 ga 220 Ohm qarshilik orqali amalga oshiriladi
• Barcha dvigatel simlari 3/6 yoki 11/14 (mos ravishda +/-) L293D pinlariga ulangan. Har bir L293D ikkita dvigatelni qo'llab -quvvatlaydi, shuning uchun ikkita juft pim.
• OWI Quvvat liniyalari - sariq tepaning orqa qismidagi 7 pinli ulagichning eng chap (+6v) va o'ngdagi (GND) pinlari. (Yuqoridagi rasmda simlar ulanganini ko'rishingiz mumkin). Bu ikkalasi uchta L293D 8 (+) va 4, 5, 12, 13 (GND) pinlariga ulangan.

Keyingi bosqichda pin tayinlanishining qolgan qismini ko'ring

6 -qadam: PIN -kodni tayinlash

NANO:

• 3.3v - 3.3v to nRF24L01 chipi (pin 2)
• 5v - 5v ga akselerometr taxtasi, tugmalar, moslashuvchan sensor
• a0 - moslashuvchan qarshilik kiritish
• a1 - sariq "comms" LEDni boshqarish
• a4 - SDA uchun akselerometr
• a5 - akselerometrga SCL
• d02 - nRF24L01 chipi uzilish pimi (pin 8)
• d03 - tutqichni ochish tugmachasini ochish
• d04 - tutqich tugmachasining kirishini yopish
• d09 - nRF24L01 chipiga SPI CSN pin (pin 4)
• d10 - nRF24L01 chipiga SPI CS pin (pin 3)
• d11 - nRF24L01 chipiga SPI MOSI (pin 6)
• d12 - nRF24L01 chipiga SPI MISO (pin 7)
• d13 - SPR SCK nRF24L01 chipiga (pin 5)
• Vin - 9v +
• GND - umumiy asos

UNO:

• 3.3v - 3.3v to nRF24L01 chipi (pin 2)
• 5v - 5v tugmachalarga
• Vin - 9v +
• GND - umumiy asos
• a0 - Bilakchali LED +
• a1 - Shift registrini tanlash uchun SPI SS pin - Shift reestriga 12 -bandni qo'yish
• a2 - RED tugmachasini kiritish
• a3 - Yashil tugma kiritish
• a4 - yo'nalish bazasi o'ng - L293D -dagi 15 -pin
• a5 - boshqaruv paneli
• d02 - nRF24L01 IRQ usuli (pin 8)
• d03 - L293D -dagi 1 yoki 9 -gachasi asosiy servo (pwm) pinini yoqish
• d04 - yo'nalish bazasi chap - tegishli L293D -pin 10
• d05 - L293D -da elkama -servo (pwm) pin 1 yoki 9 -ni yoqing
• d06 - L293D dagi tirsak servo (pwm) pin 1 yoki 9 ni yoqish
• d07 - nRF24L01 chipiga SPI CSN pin (pin 4)
• d08 - nRF24L01 chipiga SPI CS pin (pin 3)
• d09 - L293D bilagini servo (pwm) pin 1 yoki 9 ni yoqish
• d10 - L293D -dagi 1 yoki 9 -gachasi tutqichli servo (pwm) pinini yoqish
• d11 - SPI MOSI nRF24L01 chipiga (6 -pin) va Shift Registridagi 14 -pinga.
• d12 - nRF24L01 chipiga SPI MISO (pin 7)
• d13 - SPR SCK nRF24L01 chipiga (pin 5) va Shift Register -dagi 11 -pin

SHIFT Ro'yxatdan o'tish va L293Ds:

• 74HC595 ning QA (15) pinini L293D № 1 piniga 2
• 74HC595 ning QB (1) pinini L293D #1 pinining 7 -piniga
• 74HC595 ning QC (2) pinini L293D #1 ning 10 -piniga
• 74HC595 ning QD (3) pinini L293D #1 pinining 15 -piniga
• 74HC595 ning QE (4) pinini 2 -sonli L293D 2 -piniga ulang
• 74HC595 ning QF (5) pinini L293D #2 pinining 7 -piniga
• 74HC595 ning QG (6) pinini L293D #2 ning 10 -piniga
• 74HC595 ning QH (7) pinini L293D #2 pinining 15 -piniga

7 -qadam: ALOQA

Qo'lqop sekundiga 10 marta yoki sensorlardan biridan signal kelganida boshqaruv qutisiga 2 bayt ma'lumot yuboradi.

6 ta boshqaruv uchun 2 bayt etarli, chunki biz faqat yuborishimiz kerak:

• LEDni yoqish/o'chirish (1 bit) - Men dvigatellarga mos bo'lishi uchun 2 bit ishlatganman, lekin bittasi etarli
• O'chirish/O'ngga/Chapga 5 ta dvigatel uchun: har biri 2 bit = 10 bit

Hammasi bo'lib 11 yoki 12 bit etarli.

Yo'nalish kodlari:

• O'chirilgan: 00
• To'g'ri: 01
• Chapda: 10

Boshqaruv so'zi shunday ko'rinadi (biroz aqlli):

Bayt 2 ---------------- Bayt 1 ----------------

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 LED-M5-- M4-- M3-- M2-- M1--

• M1 - tutqich
• M2 - bilak
• M3 - tirsak
• M4 - elkasi
• M5 - asos

1 -baytni to'g'ridan -to'g'ri smenali registrga kiritish mumkin, chunki u 1 dan 4 gacha dvigatellarning o'ng/chap yo'nalishini boshqaradi.

Aloqa uchun 2 soniya tanaffus yoqilgan. Vaqt tugashi bilan barcha motorlar xuddi RED tugmasi bosilgandek to'xtatiladi.

8 -qadam: SKETCHES va boshqalar …

Qo'lqop

Qo'lqop eskizida quyidagi kutubxonalar ishlatiladi:

• DirectIO - Github -da mavjud
• I2Cdev - Github -da mavjud
• Tel - Arduino IDE ning bir qismi
• MPU6050 - Github -da mavjud
• SPI - Arduino IDE ning bir qismi
• RF24 - Github -da mavjud

va men ishlab chiqqan uchta kutubxona:

• AvgFilter - Github -da mavjud
• DhpFilter - Github -da mavjud
• TaskScheduler - Github -da mavjud

Qo'lqop eskizi bu erda mavjud: Qo'lqop eskiz v1.3

Qo'llarni boshqarish qutisi

Qo'l eskizida quyidagi kutubxonalar ishlatiladi:

• DirectIO - Github -da mavjud
• PinChangeInt - Github -da mavjud
• SPI - Arduino IDE ning bir qismi
• RF24 - Github -da mavjud

va men ishlab chiqqan kutubxona:

TaskScheduler - Github -da mavjud

Qo'l eskizi bu erda mavjud: Arm Sketch v1.3

Ishlatilgan uskunalar uchun ma'lumotlar jadvallari

• 74HC595 smenali registr - ma'lumotlar varaqasi
• L293D dvigatel haydovchisi - ma'lumotlar varaqasi
• nRF24 simsiz moduli - ma'lumotlar jadvali
• MPU6050 akselerometr/giroskop moduli - ma'lumotlar jadvali

2015 yil 31 -may, Yangilangan:

Qo'lqop va qo'lni boshqarish qutisi eskizlarining yangi versiyasi bu erda mavjud: Qo'lqop va qo'l eskizlari v1.5

Ular bu erda github -da joylashgan.

O'zgarishlar

• Bilak, tirsak, yelka va tayanch dvigatellari uchun qo'lqopdan boshqariladigan imo -ishoraning burchagiga mutanosib 5 bitli (0.. 31) vosita tezligini yuborish uchun aloqa tuzilishiga yana ikkita bayt qo'shildi (pastga qarang). Qo'llarni boshqarish qutisi har bir dvigatel uchun tegishli PWM qiymatlarini [0.. 31] xaritalarga joylashtiradi. Bu operator tomonidan tezlikni bosqichma -bosqich nazorat qilish va aniqroq qo'l bilan ishlash imkonini beradi.
• Yangi imo -ishoralar to'plami:

1. LED: tugmachalarni boshqarish LED - o'rta barmoq tugmasi - ON, pushti barmoq tugmasi - OFF

2. GRIPPER: moslashuvchan chiziqli boshqaruv elementlari Gripper - yarim egilgan barmoq - OCHIQ, to'liq egilgan barmoq - YOQISH

3. Bilak: bilak kaftni mos ravishda yuqoriga va pastga tushirish orqali boshqariladi. Ko'proq egilish ko'proq tezlikni keltirib chiqaradi

4. QO'L: qo'l kaftni to'liq gorizontal holatidan chapga va o'ngga burish orqali boshqariladi. Ko'proq egilish ko'proq tezlikni keltirib chiqaradi

5. SHOULDER: Yelka kaftni yuqoriga va o'ngga burilib, o'ngga va chapga buriladi. Xurmo tirsak o'qi bo'ylab aylanadi (xuddi qo'l silkitib)

6. BASE: Poydevor kaft bilan pastga qaragan yelka kabi boshqariladi.

9 -qadam: BOShQA QANDAY?

Ishda tasavvur

Odatdagidek, bunday tizimlarda, ular ko'proq narsani qilish uchun dasturlashtirilgan bo'lishi mumkin.

Masalan, hozirgi dizaynda qo'shimcha masofadan boshqarish pulti mavjud emas:

• Asta -sekin tezlikni oshirish: har bir vosita harakati oldindan belgilangan minimal tezlikda boshlanadi, u maksimal tezlikka erishilgunga qadar asta -sekin har 1 soniyada oshiriladi. Bu har bir dvigatelni (ayniqsa bilak va tutqich) aniqroq nazorat qilish imkonini beradi.
• Harakatni tezroq bekor qilish: Qo'l qutisiga dvigatelni to'xtatish to'g'risida buyruq kelganida, u bir zumda dvigatelni taxminan 50 milodiy orqaga qaytaradi, shu bilan harakatni "buzadi" va aniqroq boshqarishga imkon beradi.

YANA NIMA?

Ehtimol, yanada aniqroq nazorat ishoralari qo'llanilishi mumkin. Yoki bir vaqtning o'zida imo -ishoralar yordamida aniq nazorat qilish mumkin. Arm raqsga tusha oladimi?

Agar sizda qo'lqopni qanday qilib qayta dasturlash yoki eskizning versiyasi borligini bilsangiz, menga xabar bering: [email protected]

10 -qadam: *** G'alaba qozondik !!! ***

Ushbu loyiha Microsoft tomonidan homiylik qilingan Coded Creations tanlovida birinchi sovrinni qo'lga kiritdi.

Tekshirib ko'r! WOO-HOO !!!

Kodlangan ijod bo'yicha ikkinchi mukofot