ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Эй балдар! Бул жерде "жөргөмүш робот" же "төрттүк робот" деп аталган "жөрмөлөгүч робот" сыяктуу супер укмуштуудай электрондук долбоорлорду жасап жатканда, сизге кадам сайын жол көрсөтүүчү жаңы окуу куралы.

Ар бир орган робот техникасынын жогорку ылдамдыкта эволюциясын байкагандыктан, биз сиздерди робототехника жана робот жасоо боюнча жогорку деңгээлге көтөрүүнү чечтик. Биз бир аз мурун PICTO92 сыяктуу негизги электрондук долбоорлорду жана негизги роботторду жасап, электрондук нерселер менен бир аз таанышып, өзүңүздүн долбоорлоруңузду ойлоп табууңуз үчүн баштадык.

Башка деңгээлге өтүү менен, биз бул робот менен иштей баштадык, бул концепциядагы негизги нерсе, бирок анын программасына тереңирээк кирсеңиз, бир аз татаалдашат. Жана бул гаджеттер веб -дүкөндө абдан кымбат болгондуктан, биз сиздерге Spiderbotту өзүңүз жасоого жетектөө үчүн этап -этабы менен көрсөтмө беребиз.

Бул долбоор биздин роботтун сырткы көрүнүшүн жакшыртуу үчүн JLCPCBден заказ кылган жеке ПКБны алгандан кийин жасоо ушунчалык ыңгайлуу, ошондой эле бул колдонмодо жөрмөлөгүңүздү оңой түзүүгө мүмкүндүк берген документтер жана коддор жетиштүү.

Биз бул проектти болгону 7 күндүн ичинде жасадык, аппараттык жабдууларды жасоону жана чогултууну эки күндө, андан кийин кодду жана андроид колдонмосун даярдоо үчүн беш күндө. ал аркылуу роботту башкаруу үчүн. Баштоодон мурун биринчи карап көрөлү

Бул үйрөткүчтөн эмнени үйрөнөсүз:

1. Долбоордун функциясына жараша туура компоненттерди тандоо
2. Бардык тандалган компоненттерди туташтыруу үчүн схеманы түзүү
3. Долбоордун бардык бөлүктөрүн чогултуп алыңыз
4. Робот балансынын масштабы
5. Android колдонмосун колдонуу. Bluetooth аркылуу туташуу жана системаны башкарууну баштоо

1 -кадам: "Жөргөмүш робот" деген эмне

Аты аныктап тургандай, биздин робот - бул сыпыруучу кыймылдардын негизги өкүлү, бирок ал так ошол эле дене кыймылын аткарбайт, анткени биз сегиз буттун ордуна төрт гана бутубузду колдонуп жатабыз.

Төрт буту бар жана кыймылдарын ушул буттар аркылуу жасагандан кийин, Quadrupedrobot деп да аталат, роботтордун дене позициясын аныктоо жана роботтун дене салмактуулугун көзөмөлдөө үчүн ар бир бутунун кыймылы башка буттары менен байланыштуу.

Буту бар роботтор дөңгөлөктүү кесиптештерине караганда рельефти жакшыраак башкарат жана ар түрдүү жана айбандык жолдор менен кыймылдашат. Бирок, бул буттуу роботторду татаалдаштырат жана көптөгөн өндүрүүчүлөр үчүн жеткиликтүү эмес. ошондой эле өндүрүштүн наркы жана жогорку корсоткучтору, денеси төрт эсеге толук денени түзүү үчүн сарпталышы керек, анткени ал серво моторлоруна же тепкичтүү моторлорго негизделген жана экөө тең дөңгөлөктүү роботтордо колдонула турган DC кыймылдаткычтарына караганда кымбатыраак.

Артыкчылыктары

Сиз төрт төрттөн табиятта көп кездешет, анткени төрт бут пассивдүү стабилдүүлүккө же позицияны активдүү тууралабай туруп калууга мүмкүнчүлүк берет. Ошол эле нерсе роботторго да тиешелүү. Төрт буттуу робот көп буту бар роботко караганда арзан жана жөнөкөй, бирок дагы эле стабилдүүлүккө жете алат.

2 -кадам: Servo Motors негизги аткаруучу болуп саналат

Уикипедияда аныкталгандай сервомотор - бул бурчтук же сызыктуу абалды, ылдамдыкты жана ылдамдыкты так көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берүүчү айлануучу кыймылдаткыч же сызыктуу кыймылдаткыч. [1] Бул позиция боюнча пикир билдирүү үчүн сенсорго кошулган ылайыктуу мотордон турат. Бул ошондой эле салыштырмалуу татаал контролерду талап кылат, көбүнчө сервомоторлор менен колдонуу үчүн атайын иштелип чыккан модуль.

Сервомоторлор мотордун белгилүү бир классы эмес, бирок сервомотор термини жабык контурдагы башкаруу тутумунда колдонууга ылайыктуу моторго карата колдонулат.

Жалпылап айтканда, башкаруу сигналы чарчы толкундуу импульстук поезд. Башкаруу сигналдары үчүн жалпы жыштыктар 44 Гц, 50 Гц жана 400 Гц. Оң импульстун туурасы - бул servo абалын аныктайт. Жакшы импульстун туурасы 0,5 мс болгон servo мүйүзүнүн мүмкүн болушунча солго бурулушуна алып келет (жалпысынан каралып жаткан сервого жараша 45тен 90 градуска чейин). Плюс оң импульстун айланасы 2.5 мс -тен 3.0 мс чейин сервону оңго бурууга мүмкүндүк берет. 1.5ms тегерегинде импульстун туурасы нейтралдуу абалды 0 градуска чейин кармап турууга алып келет. Чыгаруунун жогорку чыңалуусу жалпысынан 2,5 вольттон 10 вольттун ортосунда (3V менен). Чыгаруунун төмөнкү чыңалуусу -40мВден 0Вге чейин.

3 -кадам: PCB жасоо (JLCPCB тарабынан чыгарылган)

JLCPCB жөнүндө

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Кытайдагы эң чоң PCB прототип ишканасы жана тез ПХБ прототипине жана чакан партиялуу PCB өндүрүшүнө адистешкен жогорку технологиялуу өндүрүүчү.

PCB өндүрүшүндө 10 жылдан ашык тажрыйбасы бар, JLCPCBдин үйүндө жана чет өлкөдө 200 000ден ашуун кардарлары бар, күнүнө 8000ден ашуун PCB прототиптештирүү жана аз өлчөмдөгү ПХБ өндүрүштөрү бар. Жылдык өндүрүштүк кубаттуулугу 200 000 чарчы метрди түзөт. ар кандай 1-катмар, 2-катмар же көп катмардуу ПХБ үчүн. JLC - бул профессионалдуу PCB өндүрүүчүсү, масштабдуу, жакшы жабдуулар, катуу башкаруу жана жогорку сапат.

Биздин долбоорго кайтуу

ПХБ өндүрүү үчүн, мен көптөгөн ПХБ өндүрүүчүлөрүнүн баасын салыштырып көрдүм жана бул схемага заказ кылуу үчүн JLCPCBди эң жакшы ПХБ жеткирүүчүлөрүн жана эң арзан ПХБ провайдерлерин тандадым. Мен эмне кылышым керек болсо, gerber файлын жүктөө жана ПХБнын калыңдыгы жана түсү сыяктуу кээ бир параметрлерди орнотуу үчүн бир нече чыкылдатуу керек, ошондо мен ПКБны беш күндөн кийин алуу үчүн болгону 2 доллар төлөдүм.

Тиешелүү схеманын сүрөтүн көрсөтүп тургандай, мен бүт системаны башкаруу үчүн Arduino Nano колдондум, ошондой эле бул долбоорду жакшыраак кылуу үчүн жөргөмүштүн роботун түздүм.

Сиз бул жерден Circuit (PDF) файлын ала аласыз. Жогорудагы сүрөттөрдөн көрүнүп тургандай, ПКБ абдан жакшы өндүрүлгөн жана менде ошол эле ПХД жөргөмүштөрүнүн формасы бар, жана бардык этикеткалар менен логотиптер мени ширетүү кадамдарында жетектеп турат.

Ушул эле схемага заказ бергиңиз келсе, бул схема үчүн Gerber файлын бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

4 -кадам: Ингредиенттер

Эми бул долбоорго керектүү компоненттерди карап көрөлү, мен айткандай, мен Arduino Nano колдонуп, роботтун бардык 12 серво моторун төрт бутту иштетем. Долбоордо Cozmo беттерин көрсөтүү үчүн OLED дисплей жана роботту андроид тиркемеси аркылуу башкаруу үчүн Bluetooth модулу камтылган.

Мындай долбоорлорду түзүү үчүн бизге керек болот:

• - Биз JLCPCBден заказ кылган PCB
• - 12 серво мотору, ар бир бутуңуз үчүн 3 сервону эстегениңизде:
• - Бир Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth модулу:
• - Бир OLED дисплей экраны:
• - 5 мм RGB LED:
• - Кээ бир баш контейнерлер:
• - Ал эми роботтун корпусу аларды 3D принтер аркылуу басып чыгарууга муктаж

5 -кадам: Робот чогулат

Азыр бизде ПХБ даяр жана бардык компоненттер абдан жакшы ширетилген, андан кийин роботтун корпусун чогултуу керек, процедура ушунчалык жөнөкөй, мен көрсөткөн кадамдарды аткарыңыз, адегенде ар бир бутубузду бир тарапка даярдообуз керек. Бизге муундар үчүн эки servo мотор керек жана бул кичинекей тиркөө бөлүгү бар Coxa, Femur жана Tibia басылган бөлүктөрү керек.

Роботтун Дене бөлүктөрү жөнүндө анын STL файлдарын бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

Биринчи серводон баштап, аны розеткасына салып, бурамалары менен кармап туруңуз, ошондон кийин сервистердин балтасын 180 ° бурап, тиркемелер үчүн бураманы койбостон, femur менен tibia туташтыра турган кийинки бөлүккө өтүңүз. биринчи servo биргелешкен балта жана тиркөө бөлүгүн колдонуу. Бутту бүтүрүү үчүн акыркы кадам - бул экинчи муунду коюу, мен Coxa бөлүгү болгон буттун үчүнчү бөлүгүн кармоо үчүн экинчи сервону айткым келет.

Эми төрт бутту даяр кылуу үчүн бардык буттар үчүн бир нерсени кайталаңыз. Андан кийин, үстүнкү шассиди алып, калган серволорду оюгуңузга салып, анан ар бир бутуңузду тиешелүү сервого туташтырыңыз. Акыркы басылган бир гана бөлүк бар, бул роботтун төмөнкү шасси, анда биз электр тактабызды жайгаштырабыз

6 -кадам: Android колдонмосу

Андроид жөнүндө сүйлөшүү сизге мүмкүнчүлүк берет

Bluetooth аркылуу роботко туташып, алдыга жана артка кыймылдарды жана солго бурулуштарды жасаңыз, бул роботтун түсүн реалдуу убакытта бул түстүү дөңгөлөктөн каалаган түстү тандап башкарууга мүмкүнчүлүк берет.

Андроид тиркемесин бул шилтемеден бекер түшүрүп алсаңыз болот: бул жерде

7 -кадам: Arduino Code жана Test Validation

Азыр бизде робот дээрлик иштөөгө даяр, бирок биз биринчи кезекте түйүндөрдүн бурчтарын орнотушубуз керек, андыктан 90 градуска серволорду тиркөө менен ар бир сервону туура абалга коюуга мүмкүндүк берген орнотуу кодун жүктөңүз, 7В туташтырууну унутпаңыз. Роботту иштетүү үчүн DC батареясы.

Кийинки, биз Android тиркемесин колдонуп роботту башкаруу үчүн негизги программаны жүктөшүбүз керек. Эки программаны тең бул шилтемелерден жүктөп алсаңыз болот:

- Серво кодун масштабдоо: жүктөө шилтемеси- Spider роботтун негизги программасы: жүктөө шилтемеси

Кодду жүктөгөндөн кийин, мен башкы коддо жасаган Cozmo роботунун жылмаюусун көрсөтүү үчүн OLED дисплейин туташтырдым.

Жогорудагы сүрөттөрдөн балдар көрүп тургандай, робот менин смартфондон жөнөтүлгөн бардык көрсөтмөлөрдү аткарат жана дагы бир топ жакшыртууларды жасоо үчүн аны жакшыртат.