Animatronics негиздери - Servo Motor: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Универмагдын терезесиндеги көңүлдүү майрамдык дисплейби, же коркунучтуу Хэллоуин тамашасыбы, анимацияланган куурчактай эч ким көңүл бурбайт.

Бул электрондук башкарылуучу анимациялар кээде "аниматроника" деп аталат жана бул көрсөтмө сизге эң негизги түрүн, бир сервопривод менен башкарылууну үйрөтөт.

Биз Arduino микроконтроллерин мээ катары колдонобуз жана ичинде потенциометр менен сервонун кантип иштээрин көрөбүз, ошондой эле үч башка башкаруу ыкмасын курууну үйрөтөбүз:

1 - тынымсыз кайталануучу кыймыл

2 - Алыстан башкарылуучу кыймыл

3 - Түзүлгөн кыймыл (жарык сенсорунун жардамы менен)

1 -кадам: Бөлүктөрдүн тизмеси

Сизге микроконтроллер керек болот (биринчи сүрөттө Arduino https://adafru.it сайтынан турат, алардын бюджеттик бөлүктөрү менен жалпы суммасы 30 доллар) жана серво мотору (экинчи сүрөттө кичинекей мунара версиясы көрсөтүлгөн) кээ бир туташтыргыч бөлүктөрү менен бирге, ошол эле дүкөндөн $ 12). Сиз бир нече серво моторун иштетип жатсаңыз, кичинекей конденсаторго же кубаттуу булакка муктаж болосуз (Arduino үчүн 9V дубал кубаттагычы иштейт)

Микроконтроллер - бул бир чиптеги бүтүндөй компьютердик компьютер. Албетте, сиздин үй компьютериңиздей күчтүү эмес, анын RAMси абдан кичинекей, диски жок, клавиатурасы же чычкан жок, бирок ал нерселерди башкарууда чындап мыкты (ошондуктан аты). Бул чиптердин бирин кир жуугуч машиналар жана күйүүчү май инжекторлору сыяктуу көптөгөн күнүмдүк буюмдардын ичинен таба аласыз.

Микроконтроллерлердин "Arduino" бренди ошондой эле аны тышкы дүйнө менен байланыштырган башка схемаларды кошуп, ыңгайлуу тактага коет.

"Бюджет бөлүктөрүнүн комплектинде" потенциометр деп аталган бир нече зымдар, резисторлор, LED чырактары жана көк жуп баскычтар бар экенин байкаңыз. Кийинки кадамда потенциометрлер жөнүндө көбүрөөк.

Акыр-аягы, сизге серво мотору керек болот жана аны кыймылдуу куурчакыңызга тиркөө үчүн бурама коннекторлор менен келет. Биз бул сабакта X формасындагы туташтыргычты колдонобуз.

2 -кадам: Потенциометрди карап чыгуу

Потенциометр - бул негизинен күңүрт баскыч - же электроника терминологиясында - бир жуп өзгөрмөлүү резистор. Баскычты буруп, бир резисторду чоңураак кылып, экинчисин кичирейтесиз.

Көбүнчө биз жогоруда көрсөтүлгөн схеманы колдонуу менен чыңалууну көзөмөлдөө үчүн потенциометрди (кээде "казан" деп аталат) колдонобуз.

Эң сол жактагы сүрөттө чыңалуу +5 жана жерге чыңалган жогорку жана төмөнкү зымдар жана чыныгы чыңалуу чыккан ортоңку зым көрсөтүлгөн. Орто диаграмма идиштин символун көрсөтөт, ал эми акыркы диаграмма эквиваленттүү схеманы көрсөтөт.

Сүрөттөр Wikimedia.org сайтына берилген

3 -кадам: Servo Motor Review

Серво мотору төрт негизги бөлүктөн турат.

1. Адатта жогорку ылдамдыкта жана моментте алдыга жана артка бурула турган мотор.

2. Серво мотору кайсы бурчта экенин айта турган позицияны аныктоочу система

3. Кыймылдаткычтын системасы мотордун көп айлануусун алып, кичинекей бурчтук кыймылга айландырат.

4. Иш жүзүндөгү бурч менен каалаган чекит бурчунун ортосундагы катаны оңдоого мүмкүн болгон башкаруу схемасы.

1 жана 2 -бөлүктөр биринчи сүрөттө көрсөтүлгөн. 2 -бөлүк потенциометр экенин байкаңыз.

3 -бөлүк экинчи сүрөттө көрсөтүлгөн.

4 -бөлүк үчүнчү сүрөттө көрсөтүлгөн.

4 -кадам: Кайталануучу кыймыл

Бул жерде биз куурчагыбыздын "Бендерин" башын солго жана оңго, алдыга жана артка бурабыз, эгерде кубат USB кабелинен туташса. Бул бир күн бою кыймылдап турууну каалаган көңүлдүү майрамдык дисплей үчүн эң сонун.

Arduino Интегралдык Өнүгүү Айлана -чөйрөсү (IDE) менен келет, бул сиздин компьютериңизге колдонмо менен келет, бул сизге көрсөтмөлөрдү берет (Arduino IDE сүрөтчөсү капталдагы сүрөт 8). Бул көрсөтмөлөр, эгер сиз компьютерди өчүрсөңүз да, тактада сакталып калат жана сиз Arduinoго кайра туташкандан кийин кайра иштей баштайт. Бул учурда, биз "Серво" категориясынын IDE мисалдарынан таба турган "Сыпыруу" деп аталган программаны колдонобуз.

Андан кийин сиз сервону 5 вольттогу турукташкан конденсаторго (кызыл Servo зымы Arduino +5ке, күрөң Servo зымы Arduino GNDге) жана башкаруу сигналына (сары Servo зымы Arduino ouput pin 9 га) туташтырасыз. Куурчактын башы милдеттүү эмес;-)

ДЕТАЛДАР:

Жогоруда бир аз түшүнүксүз болсо, деталдуу көрсөтмөлөр төмөнкүдөй:

А кадамы - Arduino программалоо

• Arduino IDEди ачыңыз (столунда 8 -сүрөтчө болушу керек)
• "Куралдар" астында "Такта" "Arduino/Genuino Uno" деп коюлганын текшериңиз.
• USB кабели аркылуу компьютерге Arduino жабдууларын туташтырыңыз
• "Куралдар" астындагы "Порт" жөндөөсү Arduino үчүн да конфигурацияланганын текшериңиз.
• "Файлдар" астынан "Сыпыруу" деп аталган "Мисалды" тандаңыз (аны "Кызматтар" бөлүмүнөн таба аласыз)
• Бул файлды колдонуудан же түзөтүүдөн мурун, башка файлдын аталышын "Сактоо" деп сураныңыз (сиздин атыңыз же сиз тандаган нерсе болушу мүмкүн). Бул файлды бул компьютерди колдонгон кийинки студент үчүн өзгөртүүсүз калтырат.
• Жебе баскычын колдонуңуз (же "Эскизде" "Жүктөө" тандаңыз), Sweep эскизин Arduinoго жүктөө үчүн.

В кадамы - Серво моторун шыпырууга туташтыруу

Бул бөлүктө, биз https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso сүрөттөлгөн схемалардын вариацияларын түзөбүз. Биз Servoнун Кызыл жана Браун зымдарын Ardiunoнун +5 жана GND менен байланыштырабыз, тиешелүүлүгүнө жараша Биз ошондой эле ошол чыңалууга чыңалуучу тегиздөөчү конденсаторду коёбуз жана акыры сервонун сары зымын Arduino -дун 9 -чыккычына туташтырабыз.

• Районду куруп жатканда Arduino -ны USB портунан ажыратыңыз.
• Биз 5V жана Groundду Arduino тактасынан колдонобуз, андыктан кызыл жана жашыл зымдарды колдонуп, аларды нан тактаңызга алып келиңиз.
• Күч USB портунан бир аз титиреп калышы мүмкүн болгондуктан (анча деле көп эмес жана сервопривод Arduino тактасын төмөн токтон баштапкы абалга келтириши мүмкүн), биз бул чыңалууга конденсатор коёбуз, "минус -" "Жер бетинде.
• Эми Кызыл (+5) жана Браун (Жер) Серводун зымдуу панелине туташтырыңыз.
• Акыркы электрдик туташуу - контролдук сигнал. SWEEP программасы башкаруу сигналын жөнөтүү үчүн Arduino'нун #9 пинин колдонот, андыктан муну Servo моторунун сары (башкаруу) зымына туташтырыңыз.
• ОПЦИОНАЛДЫК - Сиз тандаган аниматроникалык башты жана анын базасын серво моторунун үстүнө текшерүүдөн мурун койсоңуз болот. Сураныч, жумшак болуңуз, анткени идеалдуу эмес жана пластикалык бөлүктөрү сынат.
• Сиз USB кубатын Arduinoго колдоно алышыңыз керек жана SWEEP программасы иштеши керек, бул servo моторду алдыга жана артка шыпырууга алып келет.

C кадамы - SWEEP программасын өзгөртүү

• Бул файлды колдонуудан же түзөтүүдөн мурун, башка файлдын аталышын "Сактоо" деп сураныңыз (сиздин атыңыз же сиз тандаган нерсе болушу мүмкүн). Сиз, балким, муну А кадамында эле кылдыңыз, төмөндөгү ар бир бөлүк үчүн байкооңузду, ошондой эле кодго киргизилген бардык өзгөртүүлөрдү жазыңыз.
• Секундомерди колдонуп, артка жана артка шыпыруу үчүн канча убакыт кетерин өлчөңүз _
• Сиз программалык камсыздоого өзгөртүүлөрдү киргизесиз (кээде "код" же "эскиз" деп аталат)
• "Кечиктирүү" маанилерин 15тен башка чоң номерге алмаштырыңыз (эсептөөлөрдүн оңой болушу үчүн 15тин тегерек эселенишин тандаңыз). Сиз кандай баалуулукту колдондуңуз? _. Жаңы SWEEP убактысы кандай болот деп ойлойсуз? _. Жаңы SWEEP убактысын өлчөп, ар кандай дал келбестиктерди жазыңыз _.
• Кечиктирүүлөрдү 15ке өзгөртүп, азыр позициялардын бурчтарын 180ден 90го чейин өзгөртүңүз (экөө тең). Серво моторунун жаңы кыймыл диапазону кандай (90 градус, же аздыр -көптүр?) _.
• Кыймылдын диапазонун 90 градуска калтырып, "Кечиктирүүнү" 15тен азыраак санга түшүрүңүз. Серво башаламан иштей баштаганда же кыймылдын бардык диапазонун бүтүрбөй калганда, канчалык кичине санга барууга болот? _

Бул кадамдарды аяктагандан кийин, сиз бардык өлчөөлөргө жана практикага ээ болосуз, servo моторуңузду кичинекей бурчтан 180 градуска чейин, кайталанган ар кандай анатомиялык кыймылдарды көзөмөлдөө үчүн колдонууга даяр болушуңуз керек. ар кандай ылдамдыкта сиз башкарасыз.

5 -кадам: Алыстан башкарылуучу кыймыл

Ошол эле кыймылды күнү бою кайра -кайра кайталоонун ордуна, бул кадамда биз аниматроникалык "C3PO" куурчагыбыздын ордун солго жана оңго кароо үчүн позициясын алыстан башкарабыз. Адам контролдоону кылып жаткандыктан, биз муну "ачык цикл" деп атайбыз.

Ачык циклди башкаруу менен сиз серво моторунун так абалын көзөмөлдөйсүз. Сизге бурула турган топчу керек болот жана бул үчүн көк потенциометрди колдонобуз.

• Бизге нан табакчасында +5 жана 0 (Жер) вольту бар башка орун керек болот. Бул секирүүчү зымдарды нан тактасындагы катарларды бөлүп, аларды бир катар кылып бөлүп коюңуз, потенциометрдин сырткы казыктары менен бир убакта кошобуз.
• Эми потенциометрди кошуңуз. Потенциометрдин төөнөгүчтөрүн нан тактасына түртүүдөн мурун, алардын үчөө тең туура тешиктери менен тизилгенин текшериңиз, анан ийилбөө үчүн казыктарды түз ылдый басыңыз. Потенциометрдин борбордук пини Arduinoдогу Analog Input нөлгө (A0) туташат. Бул үчүн кошумча зым кошулат.
• Потенциометрден чыңалууну окуу үчүн жана муну серво моторун көзөмөлдөө үчүн, Файл -> Мисалдар -> Серво астында жайгашкан "KNOB" программасын колдонобуз. Программаны иштетиңиз, баскычты буруңуз жана байкаганыңызды жазыңыз.

Табигый түрдө, сиз өтө узун зымдарды башкара аласыз, андыктан башкаруу кнопкасы аниматроникалык куурчактан башка бөлмөдө болушу мүмкүн, же сиз бир аз гана аралыкта болушуңуз мүмкүн (мисалы, сиз камера тартып жаткан учурда камерадан тышкары).

6 -кадам: Тригированный кыймыл (сенсор аркылуу)

Кээде сиз куурчакты күтүлбөгөн жерден жылдыргыңыз келет - айрыкча коркунучтуу Хэллоуин оюндары үчүн же андан да көбүрөөк көңүлдү буруу үчүн. Бул кадамда биз "Пасха аралынын башын" куурчагыбызды тез бурулуп, жарык сенсоруна көлөкө түшүргөндүн жүзүн бурабыз.

Серво моторунун сенсордук көзөмөлүндө, биз servo мотордун так абалын көзөмөлдөгөн жарык сенсорун колдонобуз. Сенсорго тийген көлөкө канчалык караңгы (жана болжол менен адам куурчакка жакындайт) куурчак башын канчалык тез жана алыс бурат.

• Биз потенциометрди алып салабыз жана анын ордуна эки резистордун эквиваленттүү схемасына алмаштырабыз. Бул учурда, эки резистордун бири (R2) жарык сенсору болот.
• Бизге бир бөлмө берүү үчүн, биз +5V (сол) жана 0V Жер (оң) ламперлерин жайып, аналогдук кирүүгө алып баруучу секирүүчү кабель менен бир катарда борборго туташкан 10K Ом каршылыгын жана Жарык сенсорун кошо алабыз. нөл (A0) Arduino тактасында.
• Жарык сенсорун караңгылатуу үчүн колуңуздун көлөкөсүн колдонуңуз жана жарык сенсорун эң көп жана эң аз өлчөмдө жарыкка чыгаруунун башка жолдорун колдонуңуз. Толук 180 градус кыймыл диапазонун ала аласызбы?

Алыстан башкаруунун версиясында болгондой эле, сиз фото резисторду аниматроникалык куурчактан жакшы аралыкта жайгаштыра аласыз жана куурчактын реакциясын өзгөртүү үчүн резистордун баалуулугун же программалык камсыздоону өзгөртө аласыз.

7 -кадам: Эми сиз аракет кылып көрүңүз

Эми сиз бир servo мотор менен түзө турган аниматроникалык кыймылдын үч негизги түрүн өздөштүрдүңүз.

- Кайталануучу кыймыл

- Алыстан башкарылуучу кыймыл

- Сенсорлордун жардамы менен кыймыл

Сиз муну кийинки баскычка көтөрө аласыз, ар кандай куурчактарды, кыймылдарды, башкаруу элементтерин жана табигый түрдө, сиз жараткан чеберчиликти!