Жогорку беш! - Роботтук кол: 5 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бир күнү, Инженердик Принциптер сабагыбызда, биз VEX тетиктеринен татаал машиналарды курууга кириштик. Механизмдерди кура баштаганыбызда, биз чогуу чогултулушу керек болгон бир нече татаал компоненттерди башкаруу үчүн күрөштүк. Эгерде кимдир бирөө бизге кол сунса …

Мына ошондуктан, биз, Ирвингтон орто мектебинин Бербави айымдын үч окуучусу, башынан баштап робот колун иштеп чыгууну чечтик! Бул үчүн $ 150 каржылык баа менен S. I. D. E. Долбоор, биз бюджеттин чегинде калып, керектүү бардык материалдарды ала алдык. Даяр продукт Arduino Megaдан турат, 5 сервону башкарган серво микро контроллери, алардын ар бири реалдуу муундар менен жекече кыймылдай ала турган 3D басылган манжага туташкан.

Бул абдан дымактуу долбоор болду, анткени команданын бардык мүчөлөрү кенже класстын графиги менен алектенген мектеп окуучулары, жана баштан аяк электроникага негизделген долбоорду иштеп чыгуу боюнча эч кандай тажрыйбасы жок. Биздин команданын мүчөлөрү мурунку компьютердик долбоорлоо жана программалоо тажрыйбасына ээ болсо да, долбоор биздин күнүмдүк тапшырмаларды аткарууга жардам бере ала турган жолдо Arduino жабдууларын жана программалык камсыздоолорун колдонууга көзүбүздү ачты.

Патрик Диндин 3D моделдөө жана дизайн

Ашвин Натампалли тарабынан документтер жана Arduino коддоо

Arduino Coding, Circuitry жана Instructable by Sandesh Shrestha

1 -кадам: CADing

Бул долбоордун биринчи жана эң оор кадамы - манжалар менен колдун 3D моделдерин түзүү. Бул үчүн, Autodesk Inventor же Autodesk Fusion 360 колдонуңуз (Биз мурункусун колдонгонбуз).

Алаканга, манжа сегменттерине, манжалардын учуна жана кызгылт манжа сегментине жеке CAD түзүү үчүн бөлүк файлдарын колдонуңуз. Бул бизге муундар менен серволордун иштеши жылмакай болушу үчүн бир бөлүгүнө 2-3 жолу оңдоолорду киргизди.

Дизайн каалаган өлчөмдө жана формада болушу мүмкүн, анткени жиптин жолу манжалардын жылмакай иштешине мүмкүндүк берет жана манжалар бири -бири менен кагылышпайт. Ошондой эле манжалар жабык муштум үчүн толугу менен жыгылып калышын камсыз кылыңыз.

Сап кийлигишүү жана натыйжасыз жолдор маселесин чечүү үчүн, биз биринчи версиябызда табылгандыктан, жип оңой тартылып, бошоп кетиши үчүн, илмек, саптуу гиддер жана туннелдер кошулган.

Бул жерде ар бир бөлүк үчүн бүтүрүлгөн мульти көрүнүштөрү жана.stl CAD файлдары.

2 -кадам: 3D басып чыгаруу

CADларды аяктагандан кийин, аларды ишке ашыруу үчүн 3D принтерди колдонуңуз. Бул стадия бир нече жолу кайталанышы мүмкүн, эгер сиз түзгөн дизайнда кандайдыр бир көйгөйлөр болсо.

3D басып чыгаруу үчүн, адегенде CAD файлдарын STL файлдары катары экспорттоңуз. Autodesk Inventorдо муну кылуу үчүн, Файлдын ачылуучу менюну чыкылдатып, Экспорттун үстүнө келиңиз. Калкып чыкма тилкеден CAD форматын тандаңыз. Windows File Explorer менюсу ачылуучу менюдан.stl файлын тандоого жана файлдын жайгашкан жерин тандоого мүмкүндүк берет.

Файл 3D принтердин программасына импорттоого даяр болгондон кийин, басып чыгаруу параметрлерин өзүңүзгө жаккандай конфигурациялаңыз же биздин конфигурацияны ээрчиңиз. 3D принтеринин программалык камсыздоосу брендден брендге жараша өзгөрөт, андыктан алардын программалык камсыздоосунда онлайн гиддерден же колдонмодон кеңеш алыңыз. Биздин колубуз үчүн LulzBot Mini колдонулган, анткени биздин класстын шартында.

3 -кадам: Ассамблея

Бардык бөлүктөр салдар жана тирөөчтөр менен ийгиликтүү 3D басылып чыккандан кийин (эгер болсо), анда ар бир бөлүк монтажды баштоо үчүн алдын ала даярдалышы керек.

3D принтерлери анча так эмес болгондуктан жана кичинекей кемчиликтер пайда болушу мүмкүн болгондуктан, кээ бир беттерди тегиздөө үчүн файлды же кумду же тегиздөөчү тиркемени колдонуңуз. Эң тегиз муун иштеши үчүн, оптималдуу туташуулар үчүн тегиздөө үчүн муундарга жана кесилиш чекиттерине көңүл буруңуз. Кээде манжанын сегменттериндеги жана башка бөлүктөрдөгү жип туннелдери үңкүргө же жеткилеңсиз болуп калышы мүмкүн. Негизги карама -каршылыктар менен күрөшүү үчүн туннелдерди бургулоо үчүн 3/16in бургучу бар бургулоону колдонуңуз.

Саптын эң оңой багытталышы үчүн, ар бир манжаңызды чогултуп, жипти туннелдерден өткөрүп, жипти учтарына байлаңыз. Ар бир манжаңызды алаканга бириктирүүдөн мурун, жипти жетекчи илмектерден өткөрүңүз, бирин үстүңкү тешиктен, экинчиси ылдыйдан, алаканга жана сервонун киргизилген катушкасынын карама -каршы учтарына бекиңиз. Узундуктар туура болгондон кийин, манжаларыңызды алаканга кошуңуз.

Жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй, манжаны чогуу кармоо үчүн m4x16 бурамаларды ар бир муунга салыңыз. Pinky үчүн pinky сегменттерин колдонуп, бардык манжалар үчүн ар бир манжа куруу процессин кайталаңыз.

4 -кадам: Arduino Circuitry

Баары чогулган скелет менен азыр булчуңдар менен мээ бириктирилиши керек. Бардык серверлерди бир убакта иштетүү үчүн, биз Adafruit тарабынан PCA 9685 мотор контроллерин колдонушубуз керек. Бул контролерго серволорду иштетүү үчүн тышкы электр булагы керек. Бул контроллерди жана анын менчик коддоо китепканасын колдонуу менен бул жерден тапса болот.

Arduino'ду контроллерге туташтырып жатканда, пин чыгууларын жаздырып алыңыз. Эгерде Arduino Mega колдонсоңуз, анда бул кереги жок болот. Бирок, бардык учурларда, серверлердин мотор контроллерине кайсы порттор орнотулганын жазууну тактаңыз.

IR алыстан колдонуу менен серволорду жана колуңузду көзөмөлдөө үчүн, IR кабылдагычты кошуп, маалымат зымы менен санарип портторуна Arduino менен электрди жана жерди туташтырыңыз. Туура өткөргүчтөрдү текшерүү үчүн IR кабылдагычыңыздын түйүнүн текшериңиз. Биздин схеманын мисалы көрсөтүлгөн.

Бул схеманы түзүү үчүн, адегенде ар бир сервону 3, 7, 11, 13 жана 15 портторуна туташтырыңыз. Бардык панелди астындагы беш казык менен нан тактасына бекиңиз.

Өткөргүч кабелдерди колдонуу менен, Arduino 5V кубаттуулугун жана жерди панелдин бир электр рельсине туташтырыңыз (Ардуинодон 5В кайсы тарапта экенин белгилеп же унутпаңыз!). Бул IR сенсоруна жана мотор контроллерине күч берет. 6V кубаттуулукту башка электр темир жолуна туташтырыңыз. Бул servosторго кубат берет.

IR сенсорунун бардык 3 төөнөгүчүн нан тактасына салыңыз. Бийликти жана жерди 5V темир жолуна жана чыгууну санарип пин 7ге туташтырыңыз.

Биз Arduino Mega колдонуп жаткандыктан, мотор контроллериндеги SDA жана SCL порттору Arduinoдогу SDA жана SCL порттору менен зымдуу болот. VCC жана жер порттору 5V темир жолуна туташат.

Батарея топтому өзүнүн электр темир жолуна туташып турганда, жашыл энергия киргизүү башы аркылуу серво кыймылдаткычтарына электр энергиясын берүү үчүн секирүүчү кабелдерди жана кичинекей жалпак баш бурагычты колдонуңуз.

Бардык туташуулардын бекем экенин текшериңиз жана TinkerCAD схемасы тиркелип, бардык кабелдик линияларды кайра текшериңиз.

5 -кадам: Коддоо

Бул колду колдонууга тапшыруудан мурунку акыркы кадам - Arduino коду. Бул кол PCA 9685 мотор контроллерин колдонгондуктан, биз адегенде Arduino Coding Environment ичинде жасала турган китепкананы орнотушубуз керек. Орноткондон кийин, IR Remote иштөө үчүн IRremote китепканасын да орнотуңуз.

Биздин коддо, IR пультундагы ар бир баскычтын аныктамасы 8 орундуу коддор менен көрсөтүлгөн. Булар IRRecord программасынын жардамы менен табылган, ал Serial Monitorго 8 баскычтуу кодду басып чыгарат.

IRRecord программасы да, кол менен башкаруунун аяктаган программасы да тиркелет.

Коддун башында IRremote, Wire жана Adafruit_PWMServoDriver китепканалары камтылган.

Андан кийин, IR пультунун ар бир баскычын аныктоо үчүн IRRecord табылгаларын колдонуңуз. Баары кереги жок болсо да (10 гана керек), баарына ээ болуу келечекке тез кеңейтүүгө (функцияларды жана алдын ала коюлган жаңсоолорду кошууга) мүмкүндүк берет. Серво айдоочу функциясын колдонуп pwm түзүңүз жана мотор контроллериндеги казыктарга кызматтарды дайындайсыз. Көрсөтүлгөндөй эле SERVOMAX/MIN маанилерин колдонуңуз. IR сенсорунун санариптик кирүү пинин 7ге дайындаңыз жана инициалдаңыз.

Орнотуу функциясын жарыялаңыз Serial'ди 9600 -ж.бод ылдамдыгы менен баштоо менен. IR сенсорун иштетип, 60hz серво жыштыгы менен сервону баштаңыз.

Акыр -аягы, цикл функциясындагы IR пультунун киришине негизделген if/else которуштургучун түзүңүз, андан кийин IR алыстан башкаруунун ар бир баскычынын учурлары менен которгучту/корпусту түзүңүз. Буларды сиз каалаган башкаруу элементтери үчүн өзгөртсө болот. Ар бир учурда, мүчүлүштүктөрдү оңдоо үчүн сериялык мониторго басылган баскычты басып чыгарыңыз жана сервону жылдыруу үчүн for циклин колдонуңуз. Бардык учурлар түзүлгөндөн кийин, цикл функциясын жабуудан мурун, IR сигналын көбүрөөк келген сигналдар үчүн улантууну текшериңиз. Мотор контролдоочу тактасы аркылуу серволорду коддоо https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver?view=all дарегинен табууга болот.