ICBob - Bobdan ilhomlangan ikki oyoqli robot: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Biz Bridgevil Delaver jamoat kutubxonasining o'smirlar xayolot klubi. Biz elektronika, kompyuterni kodlash, 3D dizayn va 3D bosib chiqarish haqida bilib, ajoyib loyihalar qilamiz.

Bu loyiha bizning BoB BiPed Arduino robotiga moslashtirishimizdir. Biz tanani Arduino -ning eng sevimli quvvat manbai - Powerbot telefon quvvat bankidan foydalanish uchun qayta ishlab chiqdik. Bu arzon zaryadlanuvchi 5 voltli quvvat manbai bizning Arduino loyihalarimizni quvvatlantirish uchun juda mos keladi va u har qanday USB devor zaryadlovchi bilan zaryadlanadi. Shuningdek, biz Arduped ikki oyoqli robotning 3 barmoqli oyoqlarini AJOYIB ko'rinadigan qilib moslashtirdik. Biz sizga kerakli qismlarni qayerdan olish kerakligini, robotni qanday yig'ish kerakligini ko'rsatib beramiz va hatto sizga Arduino kodini berib yuramiz. Biz o'n ikkita ICBob robotini yasab, juda yaxshi vaqt o'tkazdik. Agar siz o'zingiz uchun qanday qilib yasashni o'rganmoqchi bo'lsangiz, o'qishni davom ettiring.

1 -qadam: Sizga kerak bo'ladigan qismlar va asboblar

ICBob quyidagi qismlar uchun mo'ljallangan. O'zgartirishlar mumkin bo'lsa -da, ular ishlashi uchun tanani o'zgartirish kerak bo'ladi. Bizning sevimli etkazib beruvchimiz Yourduino.com, lekin ba'zi narsalar uchun siz Amazon yoki Ebay -ga kirishingiz kerak bo'ladi.

Mahsulotlar mavjudligini yangilash- Yourduino endi mikro sehrgarni olib yurmaydi va Dagu tomonidan to'xtatilishini aytadi. Dagu veb -saytida hali ham mavjud https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137 va agar ular mavjud bo'lmasa, S4A EDU tekshirgichi almashtirishning pasayishi va 5 voltsda ishlaydi.

Qismlar

• 1x- MICRO sehrgar tekshirgichi
• 4x- SG 90 servo
• 1x- HC-SR04 Ultrasonik sensor
• 1x- Powerbot quvvat banki 2600mAh (3000mAh Powerbot diametri kattaroq va mos kelmaydi)
• 1x- DIP 5-pinli taxtali ayol MICRO USB
• 1x- 20 sm 40 pinli tekis simi ayol uchlari
• 1x-10k qarshilik
• 4x- 2-56 x 3/8 o'z-o'zidan tejamkor vintlardek (muqobil issiq elim)

3D bosma - stl fayllari Thingiverse narsasida mavjud: 1313344

• 1x- tanasi
• 1x- qobiq
• 2x- tizza
• 1x- chap oyoq
• 1x- o'ng oyoq

Asboblar

• Arduino IDE bilan kompyuter
• Arduino VarSpeedServo kutubxonasiga qo'shiladi
• MICRO sehrgar haydovchisi (ba'zi operatsion tizimlar uchun kerak)
• 3D printer (yoki uning qismlari tayyor)
• 3D qismlarni tozalash vositalari
• Lehim to'plami (faqat USB adapteridagi pinlar uchun)
• Issiq yopishtiruvchi qurol
• Kichik Philips tornavida
• usb zaryadlovchi

Ushbu ko'rsatma siz Arduino -dan foydalanish haqida asosiy ma'lumotga ega ekanligingizni taxmin qiladi. Agar siz Arduino -da yangi bo'lsangiz, batafsil ma'lumotni https://www.arduino.cc/ saytidan olishingiz mumkin.

MICRO Sehrgar uchun Arduino Pro yoki Pro Mini (3.3V, 8MGts) bilan ATmega328 ni tanlang.

Bizning eskizlarimizdan foydalanish uchun sizga Kormanning VarSpeedServo kutubxonasi kerak bo'ladi. Siz uning kutubxonasi haqida ko'proq bilib olishingiz mumkin, lekin quyida yangi IDE bilan mos keladigan yuklab olishimizdan foydalaning. Quyidagi VarSpeedServo.zip faylini yuklab oling va arduino/libraries papkasini oching.

Agar tizimingiz tekshirgichni tanimasa, sizga MICRO Magician CP210x drayverini o'rnatish kerak bo'lishi mumkin. Bu sayt drayverni o'rnatishda yordam berishi mumkin

2 -qadam: Qurilishni boshlaymiz - oyoqlarni yig'amiz

Ushbu qadam uchun sizga 2 - 3D bosilgan tizzalar va 4 ta servo paketlar kerak bo'ladi.

Tizlarni tozalashdan boshlang. 2 ta servo shoxli teshik bir tomonlama servo shoxlarga mos kelishi kerak. Biz ularni L (.290) harfli matkap bilan tozaladik, bitta burilish teshigi oyoq ustidagi burilishga to'g'ri kelishi kerak. Biz ularni №2 (.220) o'lchamdagi matkap bilan tozaladik.

4 ta servo shoxni tizzaga joylashtiring. Shoxni servo to'plami bilan birga kelgan katta vintlardek mahkamlang. Vintni tizzadan o'tkazing va servo shoxidagi kichik teshiklardan biriga mahkamlang. Bitta vint uchun siz tornavida bilan burchak bilan mahkamlashingiz kerak bo'ladi, lekin bu mumkin. Agar xohlasangiz, yon pense bilan mahkamlanadigan vint nuqtalarini kesishingiz mumkin.

4 ta servo milni tizzaga mahkamlashdan oldin ularni markazlashtirish kerak. Siz buni qo'lda qilishingiz mumkin, shpindelni aylantirib, yarim nuqtani toping. Eng yaxshi usul - 12 -pinga servo ulash. Quyidagi icbob_servo_center.zip faylini yuklab oling. Arduino katalogini oching. Keyin har bir servo uchun ushbu Arduino eskizini ishga tushiring.

Kestirib (yuqori) servolarni tizzalarga yig'ishdan boshlang. Milni qimirlatmasdan, kaltak servosini tizzaga parallel ravishda simlar boshqa servo shoxiga (old tomonga) qarating. Servo to'plamdan bitta kichik vint bilan mahkamlang. Boshqa tizzalar uchun takrorlang.

Endi oyoq Bilagi zo'r servolar uchun. Yodingizda bo'lsin, siz o'ng va chap to'piqlarga ega bo'lasiz, shunda oyoqlar bir -birining ko'zgusi bo'ladi. Oyoq Bilagi zo'r servolarni yig'ish uchun tizzani ozgina cho'zish kerak bo'ladi, shuning uchun servoni siqishdan oldin uni rasmdagi kabi yo'naltiring. Ish milini aylantirmaslikni unutmang. Kichik vint bilan mahkamlang. Boshqa tizzangiz bilan takrorlang, shunda siz o'ng va chap oyog'ingiz bilan tugatasiz.

3 -qadam: qurilish - oyoqlarini tanaga mahkamlang

Bu qadamni bajarish uchun sizga 2 ta oyoq majmuasi va 3D bosilgan tayanch kerak bo'ladi. Sizga (4) 2-56x3/8 o'z-o'zidan tejamkor vintlardek yoki issiq elim kerak bo'ladi.

Oyoq majmuasi kaltak servolari orqali tayanchga biriktiriladi. Birinchidan, ikkita servo simni taglikning pastki qismiga o'tkazing. Huquq va chapga e'tibor bering. Rasmda ko'rsatilgandek, oyoq Bilagi zo'r sim yarim oyda tugaydi, lekin servo biriktirilishidan oldin siz bilakni paychalarining ichiga kiritishingiz kerak. Kaltak simini (u servoga kiradigan joy) birinchi navbatda to'rtburchaklar teshikdan (old tomonga) o'tishi uchun servo egishingiz kerak. U mahkam o'rnashgan, lekin orqa tomoni sirpanib ketishi kerak. Endi poydevorni ag'daring va servoni 2 vint bilan mahkamlang, aks holda issiq yopishtiruvchi ishlashi kerak. Jarayonni boshqa oyoq uchun takrorlang.

4 -qadam: Qurilish - Oyoqlarni biriktiring

Bu qadamni bajarish uchun sizga chap va o'ng oyoq kerak bo'ladi. Ular issiq yopishtirilgan, shuning uchun yopishtiruvchi qurolni yoqing.

Oyoqlardagi teshiklarni yaxshilab tozalashingizga ishonch hosil qiling. Tozalashdan keyin servo oyoqqa yumshoq joylashishini tekshiring. Tizdagi burilish teshigi oyog'idagi burilish pimiga mos kelishiga ishonch hosil qiling. Oyoq qattiq bo'lsa, uni orqaga tortib olish uchun servo va oyoq o'rtasida ingichka tornavida ishlatish yaxshiroqdir. Yaxshi sinovdan o'tgandan so'ng, oyog'ingizga bir tiyinlik issiq elim qo'ying, so'ng servo oyog'iga bosing. Burilish joyi yaqinida elim olishdan saqlaning. Sizning botingiz oyoqqa turishi uchun boshqa tomondan takrorlang.

5 -qadam: simlar - servo va quvvat

Bu bosqichda sizga MICRO Magician tekshirgichi, bosh pinli mikro USB adapter platasi, tekis kabel va tik turgan bot kerak bo'ladi. Siz bu bosqichda lehim va issiq yopishtirasiz, shuning uchun asboblarni tayyorlang.

Powerbot quvvat banki qisqa USB -mikro USB kabeli bilan birga keladi. Batareyani zaryad qilish uchun micro USB batareyaning zaryadlash uyasiga ulanadi va USB devor zaryadlovchisiga o'tadi. ICBob -ni yoqish uchun siz ushbu kabelni qayta ishlatasiz. Batareya chiqishi USB orqali amalga oshiriladi, shuning uchun biz botga quvvat olish uchun micro USB adapter platasi orqali ulanamiz.

Birinchidan, adapterni yig'amiz. Keyingi harakatlar uchun rasmga qarang. Siz botni yoqish uchun faqat 2 ta tashqi pinni (gnd va V+) ishlatasiz. Qisqa tomoni taxminan 3/16 dyuymli chiqib ketishi uchun 2 ta tashqi pinni ehtiyotkorlik bilan siljiting. Pens bilan 2 uzun pimni 60 gradusgacha eging. Lehimlashdan oldin buking, chunki taxtalar mo'rt. Sarlavhani ko'rsatilgandek joylashtiring va mustahkamlik uchun barcha pimlarni orqasiga lehimlang. Barcha ishlatilmaydigan pimlarni iloji boricha old va orqa tomondan qisib qo'ying. Adapterni bochkaga yopishtirishdan oldin, mikro USB kabelini ulang, shunda siz etarli bo'sh joyga ega bo'lasiz. Adapterning orqa qismiga katta hajmli issiq elim qo'ying, keyin uni barrel ustida ko'rsatilgan joyga qo'ying. Qattiqlashguncha ushlab turing.

Keyin 4 ta servo ulagichni tekshirgichga ulang. Bizga MICRO sehrgar yoqadi, chunki bortida servo simlarni oson ulash uchun 3 pinli ulagichlar mavjud. To'q rangli tel (jigarrang?) Taxta chetiga qarab ketadi. Kiritilgan Arduino eskizlarida quyidagi pimlardan foydalaniladi.

• O'ng kestirib (RH) - pin 9
• O'ng oyoq Bilagi zo'r (RA) - 10 -pin
• Chap kestirib (LH) - pin 11
• Chap oyoq Bilagi zo'r (LA) - pin 12

Quvvatni taxtaga ulash uchun tekis simdan bir juft simni uzing. Sonar simlar uchun siz bu tekis kabeldan ko'proq foydalanasiz. Juftlikning bir uchini micro USB adapteriga ulang. Botning old qismiga yaqinroq bo'lgan pin erga, ikkinchisi esa V+. Boshqa uchi kalit yaqinidagi boshqaruvchiga ulanadi. V+ simlari hujjatlardagi "Batareya IN" deb nomlangan pinga ulanadi. Topraklama simini "Batareya IN" pinidan biroz yuqoridagi "gnd" piniga ulang.

MUHIM! - D1 pin to'plamining tepasida 'V+ tanlash' o'tish moslamasi mavjud. Bu o'tish moslamasi INSIDE pinlar to'plamida bo'lishi kerak, aks holda servolar ishlamaydi.

Nihoyat, tayanch ustidagi uyani tozalang, shunda kontroller mahkam o'rnashadi. Batareyani ulashingiz va nazorat qilish moslamasini yoqishingiz mumkin.

6 -qadam: Dasturlash - uyni kalibrlash kodi

Bizning dasturiy tanlovimiz haqida bir necha so'z

Biz ushbu loyihaning prototipini yaratganimizda, biz BoB Biped -ga "Robotlar yarataylik" darsligini o'tishni o'rgatish usulini qo'lladik. Bob Poser dasturi zo'r edi va biz u bilan o'ynashdan xursand bo'ldik. Muammo shundaki, Navigatsiya eskizidagi 600 dan ortiq kod satrlari o'smirlar bilim darajasidan ancha yuqori edi. Bu loyihani o'rganish tajribasi bo'lishi uchun biz Poser kodidan bir nechta fikrlarni to'plashga qaror qildik va keyin bo'sh sahifadan boshladik. O'smirlar VarSpeedServo kutubxonasidan bizning Arduino laboratoriyalarimizdagi servolar haqida bilib olishgan. Biz VarSpeedServo servolarning vaqt va tezlik vazifalarini bajara oladimi yoki yo'qligini ko'rishga qaror qildik, shunda biz faqat pozitsiyalarga e'tibor qaratishimiz mumkin edi. Olingan kod juda yaxshi ishlaydi va to'liq walk_avoid_turn eskizida 100 satrdan kam kod mavjud. Yoshlar o'rganishi kerak bo'lgan yagona yangi tushunchalar - bu 2 o'lchovli massivlar va bu ma'lumotlarga kod yordamida kirish. Xursand bo'ling!

Uyni kalibrlash

Siz ularni yig'ishda servo millarni markazlashtirdingiz. Endi siz qanchalik yaqin bo'lganingizni ko'rasiz va ularning uy pozitsiyalarini aniq sozlaysiz. 1 -qadamda VarSpeedServo kutubxonasi o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling. Quyidagi icbob_home_calibration.zip faylini yuklab oling va Arduino katalogiga oching. Eskizni Arduino IDE -da oching. Batareya bilan MICRO sehrgarini yoqing. Kompyuterni taxtaga ulang va kodni yuklang. Ehtimol, servo uy pozitsiyalari mukammal bo'lmaydi. Koddan quyidagi bo'limni toping. To'g'ri bo'lmaguncha sozlashni va yuklashni davom eting.

//…………………………………………………….

// 90 gradusga o'rnatilgan 4 hm massivli a'zolardan boshlang. keyin // bu sozlamani to'g'rilang, shunda tizzalar to'g'ri oldinga va oyoqlar tekis bo'ladi h hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // har bir servo RH, RA, LH, LA uchun uy holatini ushlab turuvchi qator // …………………………………………………

Agar sizning raqamlaringiz 50 dan kam yoki 130 dan katta bo'lsa, siz oyoqlaringizni orqaga burishingiz va demontaj qilishingiz va millarni markazga yaqinlashtirishingiz kerak.

Yaxshi uy pozitsiyasiga ega bo'lgach, raqamlarni yozing. Qolgan eskizlar uchun sizga bu raqamlar kerak bo'ladi.

7 -qadam: dasturlash - generator kodini ko'chirish

Endi botingizni harakatga keltiring. Quyidagi icbob_move_generator.zip faylini yuklab oling va Arduino katalogiga oching. Eskizni Arduino IDE -da oching. Kodning keyingi qismini toping. Eskizga bot uchun yozgan uy pozitsiyalarini qo'ying.

// hm qatori a'zolarini robotingiz uchun uy joylariga o'rnating

// ularni icbob_home_calibration sketch const const hm [4] = {95, 95, 85, 90} yordamida topish mumkin; // har bir servo RH, RA, LH, LA uchun uy holatini ushlab turish uchun qator

Kodning keyingi bo'limida harakat ketma -ketligi kiritiladi. Har bir satrda uy holatiga nisbatan 4 ta servo (RH, RA, LH, LA) uchun pozitsiyalar mavjud.

// mv qator ma'lumotlari. Har bir satr - 4 ta servo uchun "ramka" yoki joylashuv

// Bir nechta satrlar halqalanadigan harakatlar guruhini yaratadi // yurish, burilish, raqs yoki boshqa harakatlar yaratish const int mvct = 6; // Bu sonni const int mv [mvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} qatoridagi satrlar soniga tenglashtiring, // Bu oldindan yuklangan raqamlar oldinga yurishni berishi kerak {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Bu mv qator ma'lumotlarini servo sekin harakatlarga aylantiradigan kod

void loop () // loop abadiy takrorlanadi

{// (int x = 0; x <mvct; x ++) {// aylanishi uchun ketma -ketlikni RH.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp) soni bo'yicha aylantirish; // RA.slowmove (hm [1] + mv [x] [1], svsp) massividagi 'ramkalar' qatorlari; LH.sekin harakat (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA.slowmove (hm [3] + mv [x] [3], svsp); kechikish (ramkali kech); }}

Botga yuklash. Bot 2 soniya davomida uy holatiga o'tadi, so'ngra oldinga siljishni boshlaydi. Agar stol juda silliq bo'lmasa, u eng yaxshi ishlaydi.

Uning yurishini ko'rishdan charchaganingizda, siz o'zingizning harakatlaringizni sinab ko'rishingiz mumkin. Eskizni qayta nomlash uchun "saqlash sifatida" dan foydalaning. Keyin raqamlar bilan o'ynang va nima qila olishingizni ko'ring. Raqamlarni +50 va -50 oralig'ida saqlang, aks holda siz servolarni siqib qo'yishingiz mumkin. Esingizda bo'lsin, agar siz chiziqlarni qo'shsangiz yoki olib tashlasangiz, o'zgarishni aks ettirish uchun mvct qiymatini o'zgartirishingiz kerak. Maza qiling!

8 -qadam: simlar - HC -SR04 sonar sensori (ko'zlar)

Bu qadam uchun sizga icbob_shell 3D bosma, HC-SR04 ultratovush sensori, ayol tekis kabel va 10k ohmli bitta rezistor kerak bo'ladi. Bu bizning ro'yxatimizdagi qismlarni tugatishi kerak. Ha!

O'rta mahkam o'rnashishi uchun avval qobiqdagi datchik teshiklarini tozalang. Tekshirish paytida sensorga ortiqcha bosim o'tkazmang. Kabelni ulash uchun qobiqdan olib tashlang.

Keyin tekis simdan 4 ta ipni torting. 4 ta simni HC-SR04 sensori pimlariga ulang.

MICRO Magician ichki 3,3 voltda ishlaydi va pinlar faqat 3,3 voltli signalni qabul qilishi mumkin. Muammo shundaki, HC-SR04 5 voltda ishlaydi. U "tetik" signali sifatida 3,3 voltli kirishni ishlatishi mumkin, lekin "aks -sado" signalini yuborganida u 5 voltni tashkil qiladi va agar u to'g'ridan -to'g'ri ulangan bo'lsa, boshqaruvchi kirishiga zarar etkazadi. Kirishni himoya qilish uchun biz "echo" simiga 10k ohmli oqim cheklovli rezistorni qo'yishimiz kerak.

YANGILASH: Bizda 10K rezistorli inline bilan hech qanday muammo bo'lmagan bo'lsa -da, izohlarda ta'kidlanganidek, eng yaxshi amaliyot shuni ko'rsatadiki, bu erda kuchlanish bo'luvchi sxemasi qo'llanilishi kerak. 10K rezistorga qo'shimcha ravishda, "echo" va "tuproq" orasiga 15K qarshilik qo'yish kerak.

Rezistorni 5 dyuymgacha kesib oling. Qarshilik sizning tekis kabelingizdagi "echo" simiga kiradi. Ulanishiga yordam berish uchun biz bir tomchi super elim yopishtiramiz.

Eskizda tetik uchun 13 -pin va aks -sado uchun 3 -pin ishlatiladi. "Gnd", "vcc", "trig" uchun boshqaruvchi ustidagi pin 13 guruhidan foydalanib, chetidan markazga qarab ishlang. To'g'ri bo'lishi uchun siz bu erda bir nechta simlarni kesib o'tishingiz kerak bo'ladi. Rezistorli "echo" simlari 3 -pinli ayol piniga ulanadi.

Agar siz keyingi bosqichga o'tishdan oldin sensorni tekshirmoqchi bo'lsangiz, uni sinab ko'rish uchun https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance sahifasidagi birinchi eskizdan foydalanishingiz mumkin. Sizga batareya ulangan bo'lishi kerak. Siz ketma -ket monitorda masofani o'qishni ko'rishingiz mumkin. Eskizda "trigger_pin" ni 13 ga, "echo_pin" ni 3 ga o'rnatganingizga ishonch hosil qiling.

Sensorni qobiqqa o'rnatishning eng yaxshi usuli - bu pimlarni tepaga qaratib qo'yish va simlarni burish va sensorning ko'zlari bilan qobiq orasiga joylashtirish.

9 -qadam: Dasturlash - Walk_Avoid_Turn kodi

Hammasini bir joyga to'plash. Barcha qismlar yig'ilgan. Biz to'liq kodni yuklashga, qobiqni qo'yishga va uning o'z vazifasini bajarishini kuzatishga tayyormiz.

Siz tartibni bilasiz. Quyidagi icbob_walk_avoid_turn.zip faylini yuklab oling va Arduino katalogiga oching. Eskizni Arduino IDE -da oching. Kodning keyingi qismini toping. Eskizga bot uchun yozgan uy pozitsiyalarini qo'ying.

// hm qatori a'zolarini robotingiz uchun uy joylariga o'rnating

// ularni icbob_home_calibration sketch const const hm [4] = {95, 95, 85, 90} yordamida topish mumkin; // har bir servo RH, RA, LH, LA uchun uy holatini ushlab turish uchun qator

Ushbu eskizga "burilish" harakati uchun ikkinchi harakat qatori va sekin harakat kodining ikkinchi to'plami qo'shiladi.

// massiv ma'lumotlarini yo'naltirish

const int fwdmvct = 6; // Bu sonni const int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} qatoridagi qatorlar soniga tenglashtiring, // oldinga siljish ramkalari {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // massiv ma'lumotlarini aylantirish const int trnmvct = 5; // Bu sonni const int trnmv [trnmvct] [4] = {{-40, 0, -20, 0} qatoridagi satrlar soniga tenglashtiring, // harakatlanuvchi kadrlarni aylantiring {-40, 30, -20, 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

To'g'ridan -to'g'ri yoki burilishimizni hal qilish uchun biz sonar to'siqlarni aniqlash kodini va "if" "else" so'zini qo'shdik.

Yakuniy yig'ilish va ishga tushirish

Batareyani tarmoqdan uzilmagan holda qoldiring va eskizni yuklang. Dasturlash simini ajratib oling. Tekshirish moslamasining quvvat tugmasi pastga "yoqilgan" holatda ekanligiga ishonch hosil qiling. Ehtiyotkorlik bilan qobiqni yuqori quvvat teshigidan chiqib ketadigan USB quvvat simini taglikka siljiting. Batareyani joylashtiring. Tarmoqqa ulang. Sizning ICBob 7 dyuymdan yaqinroq to'siqlarni oldini olish uchun harakatlanishni va burilishni boshlashi kerak.

10-qadam: Yakunlash

Umid qilamizki, siz ICBob -ni biznikini yaratganimizdek, sizga ham zavq bag'ishlaydi. Savollaringiz yoki sharhlaringiz bo'lsa, bizga xabar bering. Agar siz uni qursangiz, bizga bu erda yoki Thingiverse haqida xabar bering.