გასეირნება Strandbeest, Java/Python და აპლიკაცია კონტროლირებადი: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ავტორის მსგავსი

ეს Strandbeest ნაკრები არის წვრილმანი ნამუშევარი, რომელიც დაფუძნებულია თეო იანსენის მიერ გამოგონებულ Strandbeest– ზე. გაოგნებული ვარ გენიალური მექანიკური დიზაინით, მსურს მისი სრული მანევრირება და შემდგომ კომპიუტერული ინტელექტის აღჭურვა. ამ ინსტრუქციურად, ჩვენ ვმუშაობთ პირველ ნაწილზე, მანევრირებაზე. ჩვენ ასევე ვფარავთ საკრედიტო ბარათის ზომის კომპიუტერის მექანიკურ სტრუქტურას, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია ვითამაშოთ კომპიუტერული ხედვით და AI დამუშავებით. სამშენებლო სამუშაოების გამარტივების მიზნით, მე არ გამოვიყენე arduino ან მსგავსი პროგრამირებადი კომპიუტერი, სამაგიეროდ, მე ვაშენებ bluetooth აპარატურის კონტროლერს. ეს კონტროლერი, რომელიც მუშაობს როგორც ტერმინალი, რომელიც ურთიერთობს რობოტულ ტექნიკასთან, კონტროლდება უფრო მძლავრი სისტემით, როგორიცაა android ტელეფონის აპლიკაცია ან RaspberryPi და ა.შ. კონტროლი შეიძლება იყოს მობილური ტელეფონის ინტერფეისის კონტროლი, ან პროგრამირებადი კონტროლი პითონზე ან ჯავა ენაზე. ერთი SDK თითოეული პროგრამირების ენისთვის არის ღია წყარო

ვინაიდან მინი-Strandbeest მომხმარებლის სახელმძღვანელო საკმაოდ ნათლად არის ახსნილი შენობის საფეხურები, ამ ინსტრუქციურად ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ იმ ინფორმაციაზე, რომელიც ჩვეულებრივ არ არის გათვალისწინებული მომხმარებლის სახელმძღვანელოში და ელექტრო/ელექტრონულ ნაწილებზე.

თუ ჩვენ გვჭირდება უფრო ინტუიციური იდეა ამ ნაკრების მექანიკურ შეკრებაზე, საკმაოდ კარგი ვიდეოა ასამბლეის თემაზე, როგორიცაა

მარაგები

მექანიკური ნაწილის ასაშენებლად და ამ Strandbeest– ის ყველა ელექტრული კავშირის შესაქმნელად, 1 საათზე ნაკლები დრო დასჭირდება, თუ 3D ბეჭდვის ლოდინის დრო არ ჩაითვლება. ის მოითხოვს შემდეგ ნაწილებს:

(1) 1x სტანდარტული Strandbeest ნაკრები (https://webshop.strandbeest.com/ordis-parvus)

(2) 2x DC ძრავა გადაცემათა კოლოფით (https://www.amazon.com/Greartisan-50RPM-Torque-Re…)

(3) 1x Bluetooth კონტროლერი (https://ebay.us/Ex61kC?cmpnId=5338273189)

(4) 1x LiPo ბატარეა (3.7V, თქვენი არჩევანი სიმძლავრის mAh)

(5) 12x M2x5.6 მმ ხის ხრახნები

(6) 2 მმ დიამეტრის ნახშირბადის ან ბამბუკის ჯოხი

3D ბეჭდვა შემდეგი ნაწილები:

(1) 1x რობოტიკის ძირითადი სხეული

(3D ბეჭდვის დიზაინის ფაილი მხოლოდ bluetooth კონტროლერით ჩამოტვირთულია)

(3D ბეჭდვის დიზაინის ფაილი დამატებითი OrangePi Nano ჩამოტვირთვით)

(2) 2x წამყვანი ლილვის ფლანგი (3D ბეჭდვის დიზაინის ფაილის ჩამოტვირთვა)

(3) 2x ენერგომომარაგების სისტემა (3D ბეჭდვის დიზაინის ფაილის ჩამოტვირთვა)

სხვები:

Android მობილური ტელეფონი. გადადით Google playstore– ში, გთხოვთ მოძებნოთ M2ROBOTS და დააინსტალიროთ საკონტროლო აპლიკაცია.

თუ Google Playstore– ზე წვდომა რთულია, ეწვიეთ ჩემს პირად მთავარ გვერდს პროგრამის ჩამოტვირთვის ალტერნატიული მეთოდისთვის

ნაბიჯი 1: ნაწილების ორგანიზება

ამ ნაბიჯში ჩვენ მოვაწყობთ აწყობის ყველა ნაწილის ორგანიზებას. ნახ.1. აჩვენებს ყველა იმ პლასტიკურ ნაწილს, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ Strandbeest მოდელის შესაქმნელად. ისინი მზადდება საინექციო ჩამოსხმის საშუალებით, რაც ძალიან მაღალი ეფექტურობით, სხვა დამუშავების წარმოების მეთოდებთან შედარებით, როგორიცაა 3D ბეჭდვა ან დაფქვა. სწორედ ამიტომ, ჩვენ გვსურს მაქსიმალურად ვისარგებლოთ მასობრივი წარმოების პროდუქტით და მხოლოდ მცირე ნაწილების მორგება.

როგორც ნაჩვენებია ნახაზში 2, პლასტმასის დაფის თითოეულ ნაწილს აქვს წარწერა ანბანი, ცალკეულ ნაწილს არ აქვს მარკირება. მას შემდეგ რაც დაიშლება, აღნიშვნა აღარ იქნება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ჩვენ შეგვიძლია ჩავდოთ ერთი და იგივე ტიპის ნაწილები სხვადასხვა ყუთში, ან უბრალოდ მონიშნოთ რამდენიმე უბანი ქაღალდის ნაჭერში და ერთი სახის ნაწილები მოვათავსოთ ერთ ადგილას, იხ. სურათი 3.

პლასტმასის ნაწილის მოჭრა უფრო დიდი პლასტმასის დაფისგან, მაკრატელი და დანა შეიძლება არ იყოს ისეთი ეფექტური და უსაფრთხო, როგორც ფიგურაში ნაჩვენები ფიგურა 4 და 5.

აქ ყველაფერი დამზადებულია პლასტმასისგან, გარდა თითების მასალისა რეზინისა, იხ. სურათი 6. ჩვენ შეგვიძლია დავჭრათ წინასწარ გაკეთებული ჭრის მიხედვით. რეზინის მასალის რბილი ხასიათი უზრუნველყოფს strandbeest– ის უკეთეს შესრულებას. ეს განსაკუთრებით ეხება ფერდობზე ასვლისას. შემდგომ თემებში, ჩვენ შეგვიძლია შევამოწმოთ მისი ასვლის შესაძლებლობა ფერდობის სხვადასხვა კუთხით, რეზინის თითებით და მის გარეშე. როდესაც გადახრა არ არის, მას სტატიკური ხახუნი ეწოდება. მას შემდეგ რაც ის კარგავს ძალაუფლებას, ხდება კინეტიკური ხახუნი. ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია გამოყენებული მასალებზე, ამიტომაც გვაქვს რეზინის თითები. როგორ შეიმუშაოთ ექსპერიმენტი, აწიეთ ხელი და ისაუბრეთ.

ბოლო ფიგურა შეიცავს ამ მოდელის Strandbeest "ECU", "Power train" და შასის მოდელს.

ნაბიჯი 2: წერტილები, რომლებიც ყურადღების ღირსია მექანიკური შეკრების დროს

მინი-Strandbeest– ს აქვს საკმაოდ კარგი მომხმარებლის სახელმძღვანელო. ადვილი უნდა იყოს სახელმძღვანელოს დაცვა და შეკრების დასრულება. მე გამოვტოვებ ამ შინაარსს და გამოვყოფ რამდენიმე საინტერესო პუნქტს, რომლებიც ჩვენი ყურადღების ღირსია.

ნახ. 1-ში, რეზინის თითების საყრდენის ერთი მხარე 90 გრადუსიანი კუთხეა, ხოლო მეორე მხარეს აქვს 45 გრადუსიანი ფერდობი, რომელსაც ოფიციალურად ეწოდება ჭაჭელი. ასეთი ფერდობი ხელმძღვანელობს რეზინის თითს პლასტმასის ტერფში ჩასასმელად. სცადეთ დააინსტალიროთ თითები გვერდიდან შამფურით, იხ. სურათი 2, შემდეგ სცადეთ მეორე მხარე. განსხვავება ძალიან შესამჩნევია. ნახ.3 -ის მარჯვენა მხარე არის ამწე ჩვენს Stranbeest- ში. ის ძალიან ჰგავს ძრავის ამწეს, მანქანის ძრავას, მოტოციკლის ძრავას, ყველა ერთნაირ სტრუქტურას იზიარებს. Strandbeest– ში, როდესაც ამწე იბრუნებს, ის ფეხებს მოძრაობს. ძრავისთვის ეს არის დგუშის მოძრაობა, რომელიც ამუხრუჭებს ამწეულს. წრეში ასეთი 120-გრადუსიანი გამოყოფა ასევე იწვევს სამფაზიან ძრავას ან გენერატორს, ელექტროენერგია 120 გრადუსით დაშორებულია, ნაჩვენებია ნახ.4. მას შემდეგ რაც ჩვენ შევიკრიბეთ მექანიკური ნაწილები მარცხენა და მარჯვენა მხარის ორგანოებისთვის, ჩვენ ვიწყებთ მუშაობას იმ ნაწილებზე, რომლებსაც ვამატებთ Strandbeest– ს, იხ. სურათი 5. ფიგურა 6 არის ნაბიჯი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ 3-D დაბეჭდილ საავტომობილო სამაგრზე ძრავის სამგანზომილებიან დაბეჭდილ შასზე დამაგრების მიზნით. ამ ეტაპზე, ხრიკი იმაში მდგომარეობს, რომ არცერთი ხრახნი არ უნდა იყოს გამკაცრებული ძრავის პოზიციის მორგებამდე ისე, რომ შასის გვერდითი ზედაპირი იგივე იყოს, რაც ძრავის ზედაპირი. მას შემდეგ, რაც ჩვენ კმაყოფილი ვართ განლაგებით, ჩვენ შეგვიძლია გავამკაცროთ ყველა ხრახნი. გადადით ნახატზე 7, ჩვენ ვმუშაობთ ფლანგის შეერთების დამონტაჟებაზე, რომელიც აკავშირებს ძრავის გამომუშავებას ამწეზე. საავტომობილო მხარის დამონტაჟება უფრო რთულია ვიდრე ამწე გვერდითი კავშირი, იხ. სურათი 8. ამიტომ ჩვენ პირველ რიგში ვუკავშირდებით ძრავის გვერდის ფლანგს. მას შემდეგ რაც ორივე ძრავის ფლანგის შეერთება დამონტაჟდება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ.9 -ში, ჩვენ ვიყენებთ 2 ცალი დიამეტრის 2 მმ -იანი ნახშირბადის ღეროს შასის და მარცხენა/მარჯვენა ფეხით სტრუქტურის დასაკავშირებლად. ეს ხდება სურათზე.10. საერთო ჯამში, ჩვენ ვიყენებთ 3 ცალი ნახშირბადის ღეროს ამ ერთეულების დასაკავშირებლად. მაგრამ ამ ნაბიჯში ჩვენ მხოლოდ ორ მათგანს ვაკავშირებთ ერთმანეთთან, რადგან ჩვენ გვჭირდება ამობრუნება და ჯდება კავშირი ფლანგსა და ამწეს შორის. თუ ნახშირბადის წნელები იყო 3 ცალი, უფრო რთული იქნება შედარებითი პოზიციის მორგება და მათი დაკავშირება. დაბოლოს, ჩვენ გვაქვს საბოლოო აწყობილი მექანიკური სისტემა, ნახ.11. შემდეგი ნაბიჯი, მოდით ვიმუშაოთ ელექტრონიკაზე.

ნაბიჯი 3: ელექტრო კავშირი

ყველა ელექტრონულ სისტემას სჭირდება კვების ბლოკი. ჩვენ შეგვიძლია მოვათავსოთ 1 უჯრედის ბატარეა სადმე მოსახერხებელ ადგილას, მაგალითად, მიკროსქემის ქვეშ, ნახ. 1-ში. ელექტროენერგიის მიწოდების პოლარობა იმდენად კრიტიკულია, რომ ის იმსახურებს ერთგულ ფიგურას განსახილველად. ნახ.2 ხაზს უსვამს ბატარეის კავშირს. საკონტროლო დაფაზე, პოლარობა აღინიშნება "+" და "GND", იხ. სურათი 3. როდესაც ბატარეა ამოიწურება, USB კაბელი გამოიყენება ბატარეის დასატენად, იხ. სურათი 4. LED, რომელიც მიუთითებს "პროცესის დამუხტვა" ავტომატურად გამორთულია, როდესაც ბატარეა კვლავ ივსება. ბოლო ნაბიჯი არის საავტომობილო საშუალებების დაკავშირება კონტროლერის დაფის ძრავის კონექტორებთან. არსებობს 3 საავტომობილო კონექტორი, რომელსაც ეტიკეტი აქვს ნომერი 16 -ში ნახ.3. ნახ.5 -ში, მარცხენა ძრავა უკავშირდება მარცხენა კონექტორს, რომელსაც ეტიკეტი აქვს PWM12, ხოლო მარჯვენა ძრავა უკავშირდება შუა კონექტორს. ამჟამად, სატანკო (დიფერენციალური მამოძრავებელი ავტომობილის) მარცხნივ გადატანა მკაცრად არის კოდირებული, როგორც ძრავის შემავალი სიმძლავრის შემცირება, რომელიც დაკავშირებულია PWM12 საავტომობილო პორტთან. ამიტომ PWM12 პორტთან დაკავშირებულმა ძრავამ მარცხენა ფეხები უნდა ამოძრაოს. მოგვიანებით მე გადავაკეთებ შერევის ყველა ფუნქციას მომხმარებლის კონფიგურაციისთვის. როგორც საავტომობილო კონექტორის არჩევანის შეცვლით, ან საავტომობილო კონექტორის მიმართულების შეცვლით, ჩვენ შეგვიძლია დავაფიქსიროთ ისეთი პრობლემა, როგორიცაა Strandbeest უკან მოძრაობისას, როდესაც მიბრძანება წინსვლა, არასწორი მიმართულების შემობრუნება, გახსოვდეთ DC ძრავა ცვლის თავის ტრიალების მიმართულებას, თუ შეყვანის მავთული არის უკავშირდება საკონტროლო ძალას უკუ რიგით.

ნაბიჯი 4: პროგრამის პარამეტრები და ოპერაცია

ჩვენ პირველად გადმოვწერეთ Android აპლიკაცია Google Play Store– დან, იხ. სურათი 1. ამ აპს აქვს მრავალი სხვა ფუნქცია, რომელთა დაფარვა ჩვენ არ შეგვიძლია ამ სასწავლო ინსტრუქციაში, ჩვენ მხოლოდ ყურადღებას გავამახვილებთ Strandbeest– ის პირდაპირ დაკავშირებულ თემებზე.

ჩართეთ აპარატურის bluetooth კონტროლერი, ის გამოჩნდება აღმოჩენის მოწყობილობების სიაში. გრძელი დაწკაპუნება მიგვიყვანს საჰაერო გადმოტვირთვის მახასიათებლამდე, რათა მოგვიანებით იყოს "მითითებული". სანამ დააწკაპუნებთ და დავიწყებთ კონტროლს, მოდით გავაკეთოთ რამდენიმე კონფიგურაცია, პირველ რიგში, ზედა მარჯვენა კუთხეში "პარამეტრების" დაჭერით. ნახ.2 -ში ის იმალება… ხატის ქვეშ. სურათი 3 გვიჩვენებს პარამეტრების მრავალ კატეგორიას. ეს პარამეტრები, კონფიგურირებული აპლიკაციაში, ამოქმედებულია სამი გზით: 1) ზოგიერთი პარამეტრი გავლენას ახდენს მხოლოდ აპლიკაციის მუშაობაზე, როგორიცაა არითმეტიკა, რომ მიიღოთ თითოეული ძრავის სიმძლავრის კონტროლის ბრძანება თქვენი საჭისა და საჭეზე. ისინი ცხოვრობენ აპლიკაციაში. ზოგიერთ შემდგომ ინსტრუქციებში ჩვენ ვაჩვენებთ თუ როგორ ვცვლით მათ ჩვენი Python/Java პროგრამებით. 2) ზოგიერთი პარამეტრი იგზავნება აპარატურაზე, როგორც კონტროლის პროტოკოლის ნაწილი ჰაერში, როგორიცაა გადართვა უშუალო კონტროლს შორის (სერვო უხვევს ზუსტად მითითებულ კუთხეს) და ფრენა მავთულის კონტროლით (ჩაშენებული ავტონომიური კონტროლერის ფუნქციის მოდული მუშაობს სერვოზე) არხი მომხმარებლის ბრძანებისა და ამჟამინდელი დამოკიდებულების მიხედვით) 3) ზოგიერთი პარამეტრი გაიგზავნება არასამთავრობო არასტაბილურ მეხსიერებაში აპარატურის კონტროლერში. ამრიგად, აპარატურა მიჰყვება ამ პარამეტრებს ყოველ ჯერზე, როდესაც ის ჩართულია კონფიგურაციის გარეშე. მაგალითი იქნება მოწყობილობის bluetooth მაუწყებლობის სახელი. ამგვარი პარამეტრების შესასრულებლად საჭიროა ენერგიის ციკლი. პირველი კატეგორია, რომელშიც ჩვენ ჩავდივართ არის "ზოგადი პარამეტრები" ნახ.4. "აპლიკაციის კონტროლის ფუნქცია" ფიგურაში 5 განსაზღვრავს რა როლს თამაშობს ეს აპლიკაცია, კონტროლერი აპარატურის მოწყობილობისთვის უშუალო bluetooth კავშირის საშუალებით; ხიდი ინტრანეტზე/ინტერნეტზე ტელეპრეზენტაციის კონტროლისთვის; და ა.შ. შემდეგ, გვერდი "HW type" ფიგურაში 6 ეუბნება აპლიკაციას, რომ მუშაობთ დიფერენციალური მართვის მანქანით, ამიტომ "სატანკო" რეჟიმი უნდა შეირჩეს. ჩვენ გვაქვს სულ 6 PWM გამოსავალი. Strandbeest– ისთვის, ჩვენ გვჭირდება კონფიგურაცია 1 – დან 4 – მდე ნახ.7 – ის მიხედვით. თითოეული PWM არხი მუშაობს ერთ -ერთ შემდეგ რეჟიმში: 1) ნორმალური სერვო: RC სერვო კონტროლირებადი 1 -დან 2ms PWM სიგნალით 2) servo reverse: კონტროლერი შეცვლის მომხმარებლის კონტროლს მისი გამომავალი 3) DC საავტომობილო სამუშაო ციკლი: DC ძრავა ან რაიმე ელექტროენერგიის მოწყობილობა, შეიძლება მუშაობდეს სამუშაო ციკლის რეჟიმში, 0% გამორთულია, 100% ყოველთვის ჩართულია. 4) DC საავტომობილო მოვალეობათა ციკლის საპირისპირო: ისევ კონტროლერი შეცვლის მომხმარებლის კონტროლს მისი გამომუშავებისათვის ვინაიდან ჩვენ ვიყენებთ DC ძრავას და ვზრუნავთ ძრავის ტრიალის მიმართულებაზე ტექნიკური გაყვანილობის შეკვეთით, ჩვენ ვირჩევთ "DC საავტომობილო სამუშაო ციკლს" 1 არხისთვის 4, იხ. სურათი 8. ჩვენ ასევე უნდა გავაერთიანოთ 2 PWM არხი 1 H- ხიდთან, რათა შესაძლებელი გახდეს ორმხრივი კონტროლი. ეს ნაბიჯი ნაჩვენებია ნახ.9 -ში. "2 PWM არხი 1 H- ხიდის" რეჟიმში, არხი 1, 3 და 5 გამოიყენება ორივე არხის გასაკონტროლებლად. იგი ადგენს საჭიროებას, რომ გადააკეთოს გრუნტის კონტროლი, ჯოისტიკის კონტროლი მისი ნაგულისხმევი არხიდან 2 არხზე 3. ეს მიიღწევა ნახ.10 პარამეტრებში. როგორც ნაჩვენებია ნახ.11 -ში, თითოეული არხი კონფიგურირებულია მიიღოს ერთი თვითნებური შეყვანის წყარო.

ბინგო, ახლა ჩვენ დავასრულეთ მინიმალური საჭირო კონფიგურაცია და ჩვენ შეგვიძლია დავბრუნდეთ იმ გვერდზე, სადაც ჩანს ხილული bluetooth მოწყობილობა და დავუკავშიროთ იგი. ნახ.12 -ში სცადეთ ჯოისტიკზე დაკვრა და ჩვენ შეგვიძლია გავხალისდეთ ამ Strandbeest– ით. სცადეთ ასვლა რომელიმე ფერდობზე, დაიმახსოვრეთ მასალის ტიპებს შორის ხახუნის ანალიზი და წაიკითხეთ ფრენის კონტროლერის სავარაუდო დამოკიდებულება, რომელიც ნაჩვენებია მწკრივში წარწერით "RPY (deg)", ამ მწკრივში ოთხი ჩანაწერი არის როლი, საფეხური, იავის კუთხე შეფასებულია გიროსკოპისა და ბორტზე ამაჩქარებლის საშუალებით; ბოლო ჩანაწერი არის დახრის კომპენსირებული კომპასის გამომავალი.

მომავალი სამუშაოები: შემდეგ ინსტრუქციებში ჩვენ თანდათან გავაშუქებთ მის პროგრამირების ინტერფეისს, შეარჩიეთ თქვენი საყვარელი ენა Java ან Python Strandbeest– თან ურთიერთობისთვის და აღარ წავიკითხავთ მობილური ტელეფონის ეკრანიდან strandbeest სტატუსს. ჩვენ ასევე დავიწყებთ პროგრამირებას RaspberryPi ტიპის linux კომპიუტერში პროგრამირების უფრო მოწინავე თემებისთვის, იხილეთ ბოლო ფიგურა. შეამოწმეთ https://xiapeiqing.github.io/doc/kits/strandbeest/roboticKits_strandbeest/ 3D ბეჭდვის მექანიკური ნაწილებისთვის და https://github.com/xiapeiqing/m2robots.git SDK– სთვის და კოდის მაგალითი, თუ გსურთ დაუყოვნებლივ დაიწყოთ რა ნება მომეცით ვიცოდე რა არის თქვენთვის სასურველი პროგრამირების ენა, თუ არა Java ან Python, შემიძლია დავამატო SDK– ის ახალი ვერსია.

გაერთეთ ჰაკინგით და დაელოდეთ შემდეგ ინსტრუქციებს.