ICBob - Бобдун шыктандыруусу менен эки буттуу робот: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Биз Bridgeville Delaware Коомдук Китепканасынан Teen Imagineering Club. Биз электроника, компьютердик коддоо, 3D дизайны жана 3D басып чыгаруу жөнүндө үйрөнүп жатканда сонун долбоорлорду жасайбыз.

Бул долбоор - бул BoB BiPed Arduino негизделген роботубуздун адаптациясы. Биз денени сүйүктүү Arduino энергия булагы болгон Powerbot телефондук банкынан пайдалануу үчүн кайра иштеп чыктык. Бул арзан кайра заряддалуучу 5 вольттук энергия булагы биздин Arduino долбоорлорубузду иштетүү үчүн эң сонун жана ал каалаган USB дубал кубаттагычы менен толукталат. Биз ошондой эле Arduped эки буттуу роботтун 3 манжалуу бутун КЕРЕМЕТ көрүнгөндүктөн ылайыкташтырдык. Биз сизге керектүү тетиктерди кайдан алуу керектигин, роботту кантип чогултуу керектигин көрсөтөбүз жана жада калса жөө басуу үчүн сизге Arduino кодун беребиз. Өзүңүз үчүн кантип жасоону үйрөнгүңүз келсе, окууңузду улантыңыз.

1 -кадам: Сизге керектүү тетиктер жана шаймандар

ICBob төмөнкү бөлүктөрдүн топтому үчүн иштелип чыккан. Алмаштыруу мүмкүн болсо да, алардын иштеши үчүн денени өзгөртүү керек болушу мүмкүн. Биздин сүйүктүү жеткирүүчүбүз Yourduino.com, бирок кээ бир нерселер үчүн Amazon же Ebayге барышыңыз керек болот.

Продукттун жеткиликтүүлүгүн жаңыртуу- Yourduino микро сыйкырчыны көтөрбөйт жана алар Дагу тарабынан токтотулуп жатканын айтышат. Дагу веб -сайтында дагы эле https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137 бар жана эгер алар жок болсо, S4A EDU контроллери алмаштыруунун бир тамчысы жана 5 вольтто иштейт.

Бөлүктөр

• 1x- MICRO Magician контроллери
• 4x- SG 90 servo
• 1x- HC-SR04 УЗИ сенсору
• 1x- Powerbot Power Bank 2600mAh (3000mAh Powerbot диаметри чоңураак жана туура келбейт)
• 1x- Аял MICRO USB DIP 5-Pin Pinboard үчүн
• 1х- 20см 40 пинтүү жалпак кабель аялдын учтары
• 1x-10k каршылыгы
• 4x- 2-56 x 3/8 өз алдынча таптоочу бурамалар (альтернативалуу ысык клей)

3D басып чыгаруу - Stl файлдары Thingiverse нерсесинде жеткиликтүү: 1313344

• 1x- дене
• 1x- кабык
• 2x- тизе
• 1х- сол бут
• 1х- оң бут

Куралдар

• компьютер Arduino IDE менен
• Arduino VarSpeedServo китепканасына кошулат
• MICRO Magician Driver (кээ бир операциялык тутумдар үчүн керек)
• 3D принтер (же анын бөлүктөрү даярдалган)
• 3D бөлүгүн тазалоочу куралдар
• Soldering комплект (USB адаптериндеги казыктар үчүн гана)
• Ысык желим мылтык
• Кичинекей Philips бурагычы
• usb заряддагыч түзүлүш

Бул көрсөтмө сизде Arduino колдонуу боюнча негизги билимге ээ деп болжолдонот. Эгерде сиз Arduinoдо жаңы болсоңуз, https://www.arduino.cc/ жөнүндө көбүрөөк биле аласыз.

MICRO Magician үчүн Board тандаңыз - Arduino Pro же Pro Mini (3.3V, 8MHz) w/ ATmega328

Биздин эскиздерди колдонуу үчүн сизге Korman VarSpeedServo китепканасы керек болот. Сиз бул жерден анын китепканасы жөнүндө көбүрөөк биле аласыз, бирок төмөндөгү жаңы IDE менен шайкеш келген биздин жүктөөнү колдонуңуз. Төмөндөгү VarSpeedServo.zip файлын жүктөп алып, arduino/libraries папкасына ачыңыз.

Эгер тутумуңуз контроллерди тааныбаса, сизге MICRO Magician CP210x драйверин орнотуу керек болушу мүмкүн. Бул сайт драйверди орнотууга жардам берет

2 -кадам: Келгиле, курулушту баштайлы - Буттарды чогултабыз

Бул кадам үчүн сизге 2 - 3D басылган тизе жана 4 servo пакет керек болот.

Тизени тазалоо менен баштаңыз. 2 servo мүйүз тешиктери бир жактуу servo мүйүздөргө туура келиши керек. Биз аларды L (.290) тамгасы менен тазаладык. Биз аларды # 2 (.220) өлчөмүндөгү бургу менен тазаладык.

4 серво мүйүзүн тизеге орнотуңуз. Мүйүздү servo пакети менен келген чоң бурамалардын бири менен тиркеңиз. Бураманы тизе тараптан өткөрүңүз жана servo мүйүзүндөгү кичинекей тешиктердин бирине катыңыз. Бир винт үчүн бурагыч менен бурч менен бурап коюуга туура келет, бирок ал ишке ашат. Кааласаңыз, каптал кесүүчү кычкач менен жабышкан бурамалуу жерлерди кыссаңыз болот.

4 серво шпинделдери тизеге бекитилгенге чейин борборлоштурулушу керек. Сиз муну колуңуз менен жасай аласыз, анын айлануусунан акырын жылып, жарым жолду табыңыз. Эң жакшы ыкма - 12 -пинге сервону тиркөө. Төмөндөгү icbob_servo_center.zip файлын жүктөп алыңыз. Arduino каталогуна ачыңыз. Андан кийин бул Arduino эскизин ар бир серво үчүн иштетиңиз.

Тизеге жамбаш (жогорку) серволорун чогултуу менен баштаңыз. Шпинделди жылдырбастан, жамбаш сервосун тизеге параллель кылып зымдар башка servo мүйүзүнө (алдыңкы) каратып тиркеңиз. Серво пакетинен бир кичинекей бурама менен бекиңиз. Башка тизе үчүн кайталаңыз.

Эми томуктун сервосу үчүн. ЭСИҢИЗДЕ, сизде оң жана сол тамандар болот, андыктан буттар бири -биринин күзгүсү болот. Чурукту жыйноо үчүн тизеңизди бир аз жайып коюңуз, андыктан сервону сыгуудан мурун сүрөттө көрсөтүлгөндөй багыттаңыз. Шпинделди айлантпаңыз. Кичине бурама менен бекемдеңиз. Башка тизе менен кайталаңыз, ошондо оң жана сол бутуңуз менен бүтүрөсүз.

3 -кадам: Куруу - Буттарды Денеге Таптоо

Бул кадам үчүн сизге 2 буттуу жыйындар жана 3D басылган база керек болот. Ошондой эле сизге керек (4) 2-56x3/8 өз алдынча таптоочу бурамалар же ысык клей.

Буттун жамааты жамбаш сервосунун жардамы менен базага бекитилет. Адегенде 2 servo зымын базанын түбүнөн өйдө көтөрүңүз. Укуктарды жана солчулдуктарды эске алыңыз. Сүрөттө көрүнүп тургандай, тамандын зымы жарым айдын аягында бүтөт, бирок сервону тиркелгенге чейин, тамандын зымын киргизишиңиз керек. Сервону эңкейиш керек, ошондо жамбаш зымы (ал сервого кирген жерде) биринчи тик бурчтуу тешиктен өтөт (алдыңкы жагына). Анын тыгыз жайгашуусу, бирок арткы жагы жөн эле тайып кетиши керек. Эми базаны буруп, сервону 2 бурама менен бекемдеңиз же альтернативалуу ысык клей иштеши керек. Башка бут үчүн процессти кайталаңыз.

4 -кадам: Куруу - Буттарды тиркөө

Бул кадамды жасоо үчүн сизге сол бут жана оң бут керек болот. Алар ысык желимделген, ошондуктан желим тапанчаны күйгүзгүлө.

Буттун тешиктерин жакшы тазалаганыңызды текшериңиз. Тазалангандан кийин сервону бутка акырын текшерип көрүңүз. Тизедеги айлануучу тешиктин бутуңуздагы бурамалуу казыкка туура келерин текшериңиз. Буту тыгыз болсо, аны артка тартып алуу үчүн, серво менен тамандын ортосундагы ичке отвертканы колдонуу эң жакшы. Жакшы сыноодон өткөндөн кийин, бутуңузга бир тыйындык глобусту коюп, сервону бутка басыңыз. Айналма аймакка жакын клей алуудан алыс болуңуз. Сиздин бот бутуңузга турушу үчүн экинчи тарапты кайталаңыз.

5 -кадам: Wiring - Servos жана Power

Бул кадамда сизге MICRO Magician контроллери, башына төөнөгүчтөрү бар микро USB адаптер тактасы, жалпак кабель жана турган ботуңуз керек болот. Бул этапта сиз ширетип, ысык желимдейсиз, андыктан ал шаймандарды даярдаңыз.

Powerbot Power Bank кыска USB менен микро USB кабелине келет. Батарейканы кубаттоо үчүн микро USB батарейканын кубаттоочу уячасына туташтырылган жана USB дубалдагы заряддагычка барат. Сиз ICBobду иштетүү үчүн бул кабелди кайра колдоносуз. Батареяны чыгаруу USB аркылуу болот, андыктан биз ботко кубат алуу үчүн микро USB адаптер тактасы аркылуу туташабыз.

Адегенде адаптерди чогултуп алалы. Кийинки кадамдар үчүн сүрөттү караңыз. Сиз ботту иштетүү үчүн 2 тышкы казыкты (gnd жана V+) гана колдоносуз. Этияттык менен башындагы 2 сырткы казыкты жылдырыңыз, андыктан кыска жагы болжол менен 3/16 дюймга чыгып турат. Кычка менен 2 узун казыкты 60 градуска бүгүп коюңуз. Тактайлар морт болгондуктан, ширетүүдөн мурун бүгүңүз. Башты көрсөтүлгөндөй кыстарыңыз жана күч үчүн бардык төөнөгүчтөрдү ээрчиңиз. Колдонулбаган бардык төөнөгүчтөрдү мүмкүн болушунча алдыга жана артка кысыңыз. Адаптерди баррелге жабыштыруудан мурун, микро USB кабелин туташтырып коюңуз, ошондо сиз жетиштүү уруксаат аласыз. Адаптердин арт жагына чоң глобус ысык клей коюп, анан челекте көрсөтүлгөн абалга коюңуз. Ал катканга чейин кармаңыз.

Андан кийин контроллерге 4 servo коннекторун тиркеңиз. Бизге MICRO Magician жагат, анткени анын бортунда 3 пин туташтыргычы бар. Караңгы түстөгү зым (күрөң?) Тактайдын четине барат. Камтылган Arduino эскиздери төмөнкү казыктарды колдонот.

• Оң жамбаш (RH) - пин 9
• Оң буту (RA) - пин 10
• Сол жамбаш (LH) - пин 11
• Сол чурай (LA) - пин 12

Тактага электр туташуусу үчүн жалпак кабелден жуптарды жулуп алыңыз. Сонар зымдары үчүн бул жалпак кабелди көбүрөөк колдоносуз. Жуптун бир учун микро USB адаптерине туташтырыңыз. Боттун маңдайына жакыныраак болгон пин жер жана башка V+. Экинчи учу которгучтун жанындагы контроллерге бекитилет. V+ зымы документтердеги 'Battery IN' деп белгиленген пинге туташат. Жерге коюлган зымды 'gnd' төөнөгүчүнө 'Battery IN' төөнөгүчүнөн бир аз жогору туташтырыңыз.

МААНИЛҮҮ! - D1 пин топтомунун үстүндө 'V+ тандоо' секиргичи бар. Бул секиргич INSIDE казыктарынын топтомунда болушу керек, болбосо сервос иштебейт.

Акырында, контроллердин так жайгашуусу үчүн базанын контроллеринин уячасын тазалаңыз. Батареяны туташтырып, контроллерди "күйгүзүп" койсоңуз болот.

6 -кадам: Программалоо - Үйдү калибрлөө коду

Биздин программалоо тандоолору жөнүндө бир нече сөз

Бул долбоордун прототипин курганда, BoB Bipedти кантип үйрөтүү керектигин үйрөткүчтү "Роботторду жасайлы" бөлүмүнө жылдырууну колдондук. Боб Позер программасы сонун болчу жана биз аны менен ойноп көңүл ачтык. Көйгөй Навигация эскизиндеги 600+ коддору өспүрүмдөрдүн билим деңгээлинен бир топ жогору болгон. Бул долбоорду алар үчүн үйрөнүү тажрыйбасы үчүн, биз Poser кодунан бир нече идеяларды чогултуп, анан бош барактан баштоону чечтик. Өспүрүмдөр VarSpeedServo китепканасын биздин Arduino лабораторияларыбыздагы серволор жөнүндө билип жатканда колдонуп келишкен. Биз VarSpeedServo сервистердин убактысын жана ылдамдыгын көзөмөлдөй алабы же жокпу, көрүүнү чечтик, ошондо биз позицияларга гана көңүл топтой алабыз. Алынган код сонун иштейт жана толук walk_avoid_turn эскизинде 100 саптан кем код бар. Өспүрүмдөр үйрөнүшү керек болгон жаңы түшүнүктөр 2 өлчөмдүү массивдер жана бул маалыматка код менен кантип кирүү керек болчу. Ырахат!

Үйдү калибрлөө

Сиз аларды чогултканда, серво шпинделдерин борборлоштурдуңуз. Эми сиз канчалык жакын экениңизди көрөсүз жана алардын үй позицияларын тактап аласыз. 1 -кадамдан баштап VarSpeedServo китепканасы орнотулганын текшериңиз. Төмөндөгү icbob_home_calibration.zip файлын жүктөп алып, Arduino каталогуна ачыңыз. Эскизди Arduino IDEде ачыңыз. Батарея менен MICRO Magician'ди күйгүзүңүз. Компьютерди тактага туташтырып, кодду жүктөңүз. Мүмкүнчүлүк servo үй позициялары идеалдуу болбойт. Коддон кийинки бөлүмдү табыңыз. Туура келгенге чейин тууралоону жана жүктөөнү улантыңыз.

//…………………………………………………….

// 90 градуска коюлган 4 hm массивдүү мембраналар менен баштаңыз. анда // бул жөндөөнү тизелер түз алдыга, буттар жалпак int hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // RH, RA, LH, LA ар бир серво үчүн үй позициясын кармоо үчүн массив // …………………………………………………

Эгерде сиздин номерлериңиздин бири 50дөн азыраак болсо же 130дан жогору болсо, анда артка кайтып, буттарды ажыратып, шпинделдерди борборго жакындатыңыз.

Үйүңүздүн позициясы жакшы болгондон кийин, сандарды жазыңыз. Калган эскиздер үчүн бул сандар сизге керек болот.

7 -кадам: Программалоо - Генератор кодун жылдыруу

Эми ботыңызду кыймылга келтирүү үчүн. Төмөндөгү icbob_move_generator.zip файлын жүктөп алып, Arduino каталогуна ачыңыз. Эскизди Arduino IDEде ачыңыз. Коддун кийинки бөлүмүн табыңыз. Эскизде ботко жаздырган үй позицияларын коюңуз.

// hm массивинин мүчөлөрүн роботуңуздун үй позициясына коюңуз

// аларды icbob_home_calibration эскизин колдонуу аркылуу табууга болот const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // RH, RA, LH, LA ар бир серво үчүн үй позициясын кармоо үчүн массив

Төмөнкү коддун бөлүмүндө кыймылдын ырааттуулугу киргизилген. Ар бир сапта үй кызматына салыштырмалуу 4 servo (RH, RA, LH, LA) үчүн позициялар бар.

// mv массивинин маалыматтары. Ар бир сап 4 кадр үчүн орнотулган "кадр" же позиция

// Бир нече сызыктар циклга айландырыла турган кыймылдар тобун түзөт // басуу, бурулуу, бийлөө же башка кыймылдарды түзүү const int mvct = 6; // Бул сан const mv [mvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} массивиндеги саптардын санына барабар болсун -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Бул mv массивинин маалыматын servo slowmovesка айландырган код

void loop () // loop түбөлүк кайталанат

{// RH.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp) саны боюнча (int x = 0; x <mvct; x ++) {// циклинин ыраатын жылдырыңыз; // RA.slowmove массивиндеги 'кадрлар' саптары (hm [1] + mv [x] [1], svsp); LH.slowmove (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA.slowmove (hm [3] + mv [x] [3], svsp); кечиктирүү (кадрдык кечигүү); }}

Ботко жүктөө. Бот 2 секундга үй абалына барат, андан кийин алдыга жылуу циклин баштайт. Эгерде стол өтө тайгак болбосо, эң жакшы иштейт.

Анын басып жүргөнүн көрүп тажаган соң, өзүңүздүн аракеттериңизди сынап көрсөңүз болот. Эскиздин атын өзгөртүү үчүн 'Save as' колдонуңуз. Анан сандар менен ойноп, эмне кыла алаарыңызды көрүңүз. Сандарды +50дөн -50гө чейин кармаңыз, антпесе серволорду чыңап калышыңыз мүмкүн. Эсиңизде болсун, эгер сиз саптарды кошсоңуз же алып салсаңыз, өзгөрүүнү чагылдыруу үчүн mvct маанисин өзгөртүүңүз керек. Көңүл ачуу!

8 -кадам: Wiring - HC -SR04 Sonar Sensor (Көздөр)

Бул кадам үчүн сизге icbob_shell 3D принти, HC-SR04 УЗИ сенсору, ургаачы жалпак кабель жана 10к Ом резистору керек болот. Бул биздин тизмедеги бөлүктөрдү бүтүрүшү керек. Ооба!

Алгач кабыктын сенсордук тешиктерин тазалаңыз, орточо тыгыз. Сыноо учурунда сенсорго ашыкча басым жасабаңыз. Кабелден кабелдерди алып салуу.

Андан кийин жалпак кабелден 4 жипти сууруп алыңыз. 4 зымдарды HC-SR04 сенсор казыктарына сайыңыз.

MICRO Magician ички 3,3 вольтто иштейт жана казыктар 3,3 вольттуу сигналды гана кабыл алат. Маселе HC-SR04 5 вольтто иштейт. Ал "триггер" сигналы катары 3.3 вольттук кирүүнү колдоно алат, бирок "жаңырык" сигналын жөнөткөндө ал 5 вольтту түзөт жана түздөн -түз кошулганда контроллердин кирүүсүнө зыян келтирет. Биз киргизүүнү коргоо үчүн "жаңырык" зымына 10k Ом ток чектөөчү резисторду коюшубуз керек.

UPDATE: Бизде 10K каршылыгынын киргизилгени менен эч кандай көйгөй жок болсо да, комментарийлерде мыкты практика бул жерде чыңалуу бөлүштүргүч схемасын колдонуу керек экендиги көрсөтүлгөн. 10K каршылыгынан тышкары, 15K каршылыгын "жаңырык" менен "жерге" ортосунда коюу керек.

Резисторду.5 дюймга алып барат. Резистор жалпак кабелиңиздеги "жаңырык" зымына кирет. Биз туташуусуна бир тамчы супер клей салып койдук.

Эскизде триггер үчүн 13 пин жана эхо үчүн 3 пин колдонулат. Контроллердеги pin 13 тобун 'gnd', 'vcc', 'trig' үчүн четинен борборго карай иштөө үчүн колдонуңуз. Туура кылуу үчүн бул жерде кээ бир зымдарды кыйыштырууга туура келет. Резистор менен "жаңырык" зымы 3 -аял розеткасына сайылат.

Эгерде сиз кийинки кадамга өтүүдөн мурун сенсорду текшергиңиз келсе, бул баракчанын биринчи эскизин колдонсоңуз болот https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance текшерүү үчүн. Батареяны туташтыруу керек. Сиз аралыктан окууну сериялык монитордон көрө аласыз. Эскизде 'trigger_pin' 13 жана 'echo_pin' 3 койгонуңузду текшериңиз.

Сенсорду кабыкка орнотуунун эң жакшы жолу - төөнөгүчтөрдү жогору каратып, зымдарды бүктөп, сенсордун көзү менен кабыктын ортосуна буруу.

9 -кадам: Программалоо - Walk_Avoid_Turn Code

Баарын бириктирүү. Бардык бөлүктөр чогултулган. Биз толук кодду жүктөп, кабыгын коюп, анын өз ишин аткарганын көрүүгө даярбыз.

Сиз күн тартибин билесиз. Төмөндөгү icbob_walk_avoid_turn.zip файлын жүктөп алып, Arduino каталогуна ачыңыз. Эскизди Arduino IDEде ачыңыз. Коддун кийинки бөлүмүн табыңыз. Эскизде ботко жаздырган үй позицияларын коюңуз.

// hm массивинин мүчөлөрүн роботуңуздун үй позициясына коюңуз

// аларды icbob_home_calibration эскизин колдонуу аркылуу табууга болот const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // RH, RA, LH, LA ар бир серво үчүн үй позициясын кармоо үчүн массив

Бул эскиз экинчи кадам массивин жана "бурулуш" кыймылы үчүн жай кыймыл кодунун экинчи топтомун кошот.

// массивдин маалыматтарын алдыга жылдыруу

const int fwdmvct = 6; // Бул санды const int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} массивиндеги саптардын санына барабар кыл, // алдыга жылуу кадрлары {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // turn array data const int trnmvct = 5; // Бул санды const int trnmv [trnmvct] [4] = {{-40, 0, -20, 0} массивиндеги саптардын санына барабар кылыңыз, // жылдыруу кадрларын буруңуз {-40, 30, -20, 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

Биз түз бара жатканыбызды же бурулуп жатканыбызды аныктоо үчүн, sonar тоскоолдуктарды аныктоо кодун жана "эгер" "башка" билдирүүсүн коштук.

Акыркы жыйын жана баштоо

Батареяны розеткадан чыгарбай таштап, эскизди жүктөңүз. Программалоо шнурун ажыратыңыз. Контроллердеги электр которгуч ылдый 'күйүк' абалда экенин текшериңиз. Этияттык менен кабыкты базага көздөй жылдырыңыз, үстүндөгү тешиктен USB кубат сымы жабышып. Батареяны салыңыз. Аны сайыңыз. Сиздин ICBob 7 дюймдан жакыныраак тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн кыймылдай баштайт.

10-кадам: жыйынтыктоо

Биз ICBobту куруу биздикиндей эле кызыктуу болот деп үмүттөнөбүз. Суроолоруңуз же комментарийиңиз болсо, бизге билдириңиз. Эгер сиз аны куруп жатсаңыз, Thingiverseде бизге же бул жерге кабарлаңыз.