ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Ey yigitlar! Bu erda "o'rgimchak robot" yoki "to'rtburchak robot" deb nomlanuvchi "o'rgimchak robot" kabi ajoyib elektron loyihalarni ishlab chiqarishda sizni bosqichma -bosqich boshqaradigan yangi darslik.

Har bir tana robototexnika texnologiyasining yuqori tezlikdagi evolyutsiyasini payqagani uchun, biz sizlarni robototexnika va robotsozlik bo'yicha yuqori darajaga olib chiqishga qaror qildik. Biz bir muncha oldin PICTO92 kabi asosiy elektron loyihalar va asosiy robotlarni ishlab chiqarishni boshladik, bu sizni elektron buyumlar bilan biroz tanish qilish va o'z loyihalaringizni ixtiro qilish imkoniyatini beradi.

Boshqa bosqichga o'tishda biz kontseptsiyada asosiy bo'lgan ushbu robotdan boshladik, lekin agar siz uning dasturini chuqurroq o'rgansangiz, bu biroz murakkablashadi. Va bu gadjetlar veb -do'konda juda qimmat bo'lgani uchun, biz sizga o'zingizning o'rgimchak botingizni yasashingiz uchun qadamma -qadam ko'rsatma beramiz.

Ushbu loyiha, biz JLCPCB -dan robotimiz ko'rinishini yaxshilash uchun buyurtma qilingan PCB -ni buyurtma qilganimizdan so'ng, maxsus ishlab chiqarish uchun juda qulaydir va bu yo'riqnomada skaneringizni osongina yaratishga imkon beradigan hujjatlar va kodlar etarli.

Biz bu loyihani bor -yo'g'i 7 kun ichida qildik, faqat ikki kun ichida apparatni tayyorlash va yig'ishni tugatdik, keyin besh kun ichida kod va android ilovasini tayyorladik. u orqali robotni boshqarish uchun. Boshlashdan oldin, avval ko'rib chiqaylik

Ushbu darslikdan nimani bilib olasiz:

1. Loyihaning funktsional imkoniyatlariga qarab to'g'ri komponentlarni tanlash
2. Tanlangan barcha komponentlarni ulash uchun sxemani tuzish
3. Loyihaning barcha qismlarini yig'ing
4. Robot balansini o'lchash
5. Android ilovasidan foydalanish. Bluetooth orqali ulanish va tizimni boshqarishni boshlash

1 -qadam: "O'rgimchak robot" nima?

Nomidan kelib chiqqan holda, bizning robotimiz sipper harakatlarining asosiy tasviridir, lekin u xuddi shu tana harakatlarini bajarmaydi, chunki biz sakkiz oyoq o'rniga to'rtta oyoqdan foydalanmoqdamiz.

Quadrupedrobot deb ham ataladi, chunki uning to'rt oyog'i bor va bu oyoqlari yordamida harakat qiladi, har bir oyog'ining harakati boshqa oyoqlari bilan bog'liq bo'lib, ular robotning tana holatini aniqlash va robot tanasining muvozanatini nazorat qilish uchun ishlatiladi.

Oyoqli robotlar erni g'ildirakli hamkasblariga qaraganda yaxshiroq boshqaradi va har xil va hayvoniy yo'llar bilan harakatlanadi. Biroq, bu oyoqli robotlarni murakkablashtiradi va ko'plab ishlab chiqaruvchilar uchun kamroq bo'ladi. Shuningdek, ishlab chiqaruvchi to'liq tanani yaratish uchun sarf qilishi kerak bo'lgan ishlab chiqarish xarajatlari va yuqori ko'rsatkichlar, chunki u servo dvigatellar yoki pog'onali dvigatellarga asoslangan va ikkalasi ham g'ildirakli robotlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan DC motorlariga qaraganda qimmatroq.

Afzalliklar

Siz to'rtburchaklar tabiatda mo'l -ko'l topasiz, chunki to'rt oyoq passiv barqarorlikka yoki pozitsiyani faol sozlamasdan turib turish qobiliyatiga imkon beradi. Xuddi shu narsa robotlarga ham tegishli. To'rt oyoqli robot ko'proq oyoqli robotga qaraganda arzonroq va sodda, lekin baribir barqarorlikka erisha oladi.

2 -qadam: Servo motorlar asosiy aktuatorlardir

Vikipediyada aniqlangan servomotor - bu aylanadigan harakatlantiruvchi yoki chiziqli harakatlantiruvchi, bu burchakli yoki chiziqli pozitsiyani, tezlikni va tezlanishni aniq boshqarishga imkon beradi. [1] U pozitsiyani qaytarish uchun sensorga ulangan mos motordan iborat. Bu, shuningdek, nisbatan murakkab boshqaruvchini, ko'pincha servomotorlar uchun maxsus mo'ljallangan maxsus modulni talab qiladi.

Servo motorlar ma'lum bir dvigatel toifasi emas, lekin servomotor atamasi ko'pincha yopiq halqali boshqaruv tizimida foydalanish uchun mos bo'lgan dvigatelga nisbatan ishlatiladi.

Umuman aytganda, boshqaruv signali - bu to'rtburchak to'lqinli pulsli poezd. Boshqarish signallari uchun umumiy chastotalar 44Hz, 50Hz va 400Hz. Ijobiy impuls kengligi servo holatini aniqlaydi. Ijobiy impuls kengligi taxminan 0,5 milm bo'lsa, servo shoxi chap tomonga iloji boricha burilib ketishiga olib keladi (odatda, bu servoga qarab 45-90 daraja atrofida). Ijobiy puls kengligi taxminan 2,5 m dan 3,0 m gacha bo'lsa, servo imkon qadar o'ngga buriladi. Taxminan 1,5 millimetrlik impuls kengligi servo neytral holatini 0 daraja ushlab turishiga olib keladi. Chiqish yuqori kuchlanishi odatda 2,5 voltdan 10 voltgacha (3V tipik). Chiqish past kuchlanishi -40 mV dan 0 V gacha.

3 -qadam: PCB ishlab chiqarish (JLCPCB tomonidan ishlab chiqarilgan)

JLCPCB haqida

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.)-Xitoyning eng yirik PCB prototipi korxonasi va yuqori PCB prototipi va kichik partiyali PCB ishlab chiqarishga ixtisoslashgan.

PCB ishlab chiqarish bo'yicha 10 yildan ortiq tajribaga ega bo'lgan JLCPCB, uyda va chet elda 200 000 dan ortiq mijozlarga ega, har kuni PCB prototipini ishlab chiqarish bo'yicha 8 000 dan ortiq buyurtma va PCB ishlab chiqarishning kichik miqdori. Yillik ishlab chiqarish quvvati 200 000 kv.m. har xil 1 qatlamli, 2 qatlamli yoki ko'p qatlamli PCB uchun. JLC - bu keng ko'lamli, quduq uskunalari, qat'iy boshqaruv va yuqori sifatga ega bo'lgan professional PCB ishlab chiqaruvchisi.

Loyihamizga qaytish

PCB ishlab chiqarish uchun men ko'plab PCB ishlab chiqaruvchilarining narxini taqqosladim va bu sxemaga buyurtma berish uchun eng yaxshi tenglikni etkazib beruvchilar va eng arzon PCB etkazib beruvchilarini JLCPCB ni tanladim. Men qilishim kerak bo'lgan narsa - gerber faylini yuklash va PCB qalinligi va miqdori kabi ba'zi parametrlarni o'rnatish uchun bir necha marta bosish, keyin men faqat 5 kundan keyin tenglikni olish uchun 2 dollar to'ladim.

Tegishli sxematik rasmda ko'rsatilgandek, men butun tizimni boshqarish uchun Arduino Nano -dan foydalandim, shuningdek, bu loyihani yanada yaxshiroq qilish uchun o'rgimchak robotining shaklini yaratdim.

Siz Circuit (PDF) faylini bu erdan olishingiz mumkin. Yuqoridagi rasmlarda ko'rib turganingizdek, tenglikni juda yaxshi ishlab chiqarilgan va menda xuddi shu dizayndagi o'rgimchak shakli bor, men lehimlash bosqichida menga ko'rsatma beradigan barcha teglar va logotiplar bor.

Agar siz xuddi shu sxema bo'yicha buyurtma berishni xohlasangiz, Gerber faylini ushbu sxemadan yuklab olishingiz mumkin.

4 -qadam: ingredientlar

Keling, ushbu loyiha uchun zarur bo'lgan komponentlarni ko'rib chiqaylik, men aytganimdek, men Arduino Nano -dan foydalanib, robotning 12 ta servo dvigatelining to'rt oyog'ini ishlataman. Loyihada, shuningdek, Cozmo yuzlarini ko'rsatish uchun OLED -displey va robotni android ilovasi orqali boshqarish uchun bluetooth moduli mavjud.

Bunday loyihalarni yaratish uchun bizga kerak bo'ladi:

• - Biz JLCPCB -dan buyurtma bergan tenglikni
• - Har bir oyoq uchun 3 ta servo eslaganingizdek, 12 ta servo dvigatel:
• - Bitta Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth moduli:
• - bitta OLED displeyli ekran:
• - 5 mm RGB LEDlar:
• - Ba'zi sarlavha ulagichlari:
• - Va robot korpusi tinchlantiradi, ularni 3D printer yordamida chop etish kerak

5 -qadam: Robot yig'iladi

Endi bizda PCB tayyor va barcha komponentlar juda yaxshi lehimlangan, shundan so'ng biz robot korpusini yig'ishimiz kerak, protsedura juda oson, shuning uchun men ko'rsatgan amallarni bajaring, biz avval har bir oyog'imizni yon tomonga tayyorlashimiz kerak. Bizga bo'g'inlar uchun ikkita servo dvigatel va Coxa, Femur va Tibia bosma qismlari kerak.

Robot tanasining qismlari haqida siz uning STL fayllarini bu erdan yuklab olishingiz mumkin.

Birinchi servodan boshlab, uni rozetkaga joylashtiring va vintlar bilan ushlab turing, shundan so'ng, vintni burab qo'ymasdan, servo boltani 180 ° ga burang va femur uni tibia bilan bog'laydigan boshqa qismga o'ting. birinchi servo qo'shma bolta va biriktiruvchi bo'lak yordamida. Oyoqni to'ldirishning oxirgi bosqichi - bu ikkinchi bo'g'inni qo'yish, men ikkinchi servo - bu oyog'ining uchinchi qismini ushlab turish demakdir, bu Coxa bo'lagi.

To'rt oyoq tayyor bo'lishi uchun hamma oyoqlar uchun xuddi shu narsani takrorlang. Shundan so'ng, yuqori shassisni oling va qolgan servolarni rozetkalarga joylashtiring, so'ngra har bir oyog'ini tegishli servoga ulang. Oxirgi bosilgan faqat bitta qism bor, bu pastki plataning shassisidir, biz elektron platani joylashtiramiz

6 -qadam: Android ilovasi

Android haqida gapirish sizga imkon beradi

Bluetooth orqali robotingizga ulaning va oldinga va orqaga va chapga o'ngga burilish qiling, bu sizga rang g'ildiragidan kerakli rangni tanlash orqali robotning ochiq rangini real vaqtda boshqarishga imkon beradi.

Siz android ilovasini ushbu havoladan bepul yuklab olishingiz mumkin: bu erda

7 -qadam: Arduino kodi va testni tekshirish

Endi bizda robot deyarli ishga tayyor, lekin biz birinchi navbatda bo'g'inlarning burchaklarini o'rnatishimiz kerak, shuning uchun sozlash kodini yuklang, bu sizga servolarni 90 gradusga ulash orqali kerakli holatga qo'yishga imkon beradi, 7V ulanishni unutmang. Robotni ishlatish uchun shahar batareyasi.

Keyin biz android ilovasi yordamida robotni boshqarish uchun asosiy dasturni yuklashimiz kerak. Ikkala dasturni ham quyidagi havolalardan yuklab olishingiz mumkin:

- Servo kodini o'lchash: yuklab olish havolasi- O'rgimchak robotining asosiy dasturi: yuklab olish havolasi

Kodni yuklagandan so'ng, men asosiy kodda qilgan Cozmo robot tabassumlarini ko'rsatish uchun OLED displeyini uladim.

Yuqoridagi rasmlarda yigitlarni ko'rib turganingizdek, robot mening smartfonimdan yuborilgan barcha ko'rsatmalarni bajaradi va uni yanada sariyog 'qilish uchun boshqa yaxshilanishlarni bajaradi.