ARDUINO SPIDER Robot (ოთხჯერ): 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

Გამარჯობა ბიჭებო! აქ არის ახალი სახელმძღვანელო, რომელიც დაგეხმარებათ ეტაპობრივად ამგვარი სუპერ საოცარი ელექტრონული პროექტების განხორციელებისას, რომელიც არის "მცოცავი რობოტი", რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "ობობის რობოტი" ან "ოთხკუთხა რობოტი".

მას შემდეგ, რაც ყველა სხეულმა შენიშნა რობოტული ტექნოლოგიის მაღალი ევოლუცია, ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ თქვენ უფრო მაღალ დონეზე მიგვიყვანოთ რობოტიკასა და რობოტების დამზადებაში. ჩვენ ცოტა ხნის წინ დავიწყეთ რამდენიმე ძირითადი ელექტრონული პროექტის და ძირითადი რობოტის, როგორიცაა PICTO92 ხაზის მიმდევარი რობოტი, რათა გაეცნოთ ელექტრონულ ნივთებს და აღმოჩნდეთ საკუთარი პროექტების გამოგონების უნარი.

სხვა დონეზე გადასვლისას, ჩვენ დავიწყეთ ამ რობოტით, რომელიც არის კონცეფციის ძირითადი ნაწილი, მაგრამ ის ცოტათი გართულდება, თუ უფრო ღრმად ჩახვალ მის პროგრამაში. და ვინაიდან ეს გაჯეტები იმდენად ძვირია ვებ მაღაზიაში, ჩვენ გთავაზობთ ამ ეტაპობრივ მითითებებს, რათა გაგიწიოთ ბიჭები საკუთარი Spiderbot– ის შექმნისას.

ეს პროექტი იმდენად მოსახერხებელია სპეციალურად პერსონალური PCB– ს მიღების შემდეგ, რომ ჩვენ JLCPCB– სგან შეკვეთილი გვაქვს ჩვენი რობოტის გარეგნობის გასაუმჯობესებლად და ასევე არის საკმარისი დოკუმენტები და კოდები ამ სახელმძღვანელოში, რომელიც საშუალებას მოგცემთ ადვილად შექმნათ თქვენი მცოცავი.

ჩვენ გავაკეთეთ ეს პროექტი სულ რაღაც 7 დღეში, სულ რაღაც ორ დღეში უნდა დავასრულოთ აპარატურის დამზადება და შეკრება, შემდეგ ხუთი დღე მოვამზადოთ კოდი და android აპლიკაცია. რობოტის გასაკონტროლებლად. დაწყებამდე ვნახოთ ჯერ

რას ისწავლით ამ გაკვეთილიდან:

1. შეარჩიეთ სწორი კომპონენტები თქვენი პროექტის ფუნქციონალურობიდან გამომდინარე
2. ჩართვის ჩართვა ყველა შერჩეული კომპონენტის დასაკავშირებლად
3. შეაგროვეთ პროექტის ყველა ნაწილი
4. რობოტის ბალანსის სკალირება
5. Android პროგრამის გამოყენებით. Bluetooth– ით დაკავშირება და სისტემის მანიპულირების დაწყება

ნაბიჯი 1: რა არის "ობობა რობოტი"

როგორც მისი სახელი განსაზღვრავს, ჩვენი რობოტი არის დამცავი მოძრაობების ძირითადი წარმოდგენა, მაგრამ ის არ შეასრულებს სხეულის ერთსა და იმავე მოძრაობას, ვინაიდან ჩვენ ვიყენებთ მხოლოდ ოთხ ფეხს რვა ფეხის ნაცვლად.

მას ასევე უწოდებენ Quadrupedrobot რადგან მას აქვს ოთხი ფეხი და მოძრაობს ამ ფეხების გამოყენებით, თითოეული ფეხის მოძრაობა დაკავშირებულია სხვა ფეხებთან, რათა დადგინდეს რობოტის სხეულის პოზა და ასევე გააკონტროლოს რობოტის სხეულის ბალანსი.

ფეხიანი რობოტები უკეთ მართავენ რელიეფს ვიდრე ბორბლიანი კოლეგები და მოძრაობენ მრავალფეროვანი და ცხოველური გზებით. თუმცა, ეს ხდის ფეხის რობოტებს უფრო რთულს და ნაკლებად ხელმისაწვდომს მრავალი შემქმნელისთვის. ასევე ღირებულება და მაღალი ხარჯები, რაც მწარმოებელმა უნდა დახარჯოს იმისათვის, რომ შეიქმნას ოთხკუთხედი, რადგან ის ემყარება სერვო ძრავებს ან სტეპერ ძრავებს და ორივე უფრო ძვირია ვიდრე DC ძრავები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბორბლიანი რობოტებისთვის.

უპირატესობები

თქვენ ნახავთ ოთხკუთხედს უხვად ბუნებაში, რადგან ოთხი ფეხი იძლევა პასიურ სტაბილურობას, ანუ შესაძლებლობას დარჩეს დგომა პოზიციის აქტიურად მორგების გარეშე. იგივე ეხება რობოტებს. ოთხფეხა რობოტი უფრო იაფი და მარტივია ვიდრე უფრო მეტი ფეხის მქონე რობოტი, მაგრამ მაინც შეუძლია სტაბილურობის მიღწევა.

ნაბიჯი 2: სერვო მოტორსი არის მთავარი მამოძრავებელი

სერვომოტორი, როგორც განსაზღვრულია ვიკიპედიაში, არის მბრუნავი გამტარებელი ან წრფივი ამძრავი, რომელიც იძლევა კუთხის ან ხაზოვანი პოზიციის, სიჩქარისა და აჩქარების ზუსტი კონტროლის საშუალებას [1]. მას ასევე სჭირდება შედარებით დახვეწილი კონტროლერი, ხშირად გამოყოფილი მოდული, რომელიც სპეციალურად შექმნილია სერვომოტორებთან გამოსაყენებლად.

სერვომოტორები არ არიან ძრავების კონკრეტული კლასი, თუმცა ტერმინი სერვომოტორი ხშირად გამოიყენება ძრავის აღსანიშნავად, რომელიც შესაფერისია დახურული მარყუჟის მართვის სისტემაში გამოსაყენებლად.

საერთოდ, საკონტროლო სიგნალი არის კვადრატული ტალღის პულსის მატარებელი. კონტროლის სიგნალების საერთო სიხშირეებია 44Hz, 50Hz და 400Hz. პულსის დადებითი სიგანე არის ის, რაც განსაზღვრავს სერვო პოზიციას. პულსის დადებითი სიგანე დაახლოებით 0,5 ms გამოიწვევს სერვო რქის მაქსიმალურად გადახრას მარცხნივ (ზოგადად 45-90 გრადუსამდე დამოკიდებულია სერვოზე). პულსის დადებითი სიგანე დაახლოებით 2.5 მგ -დან 3.0 წმ -მდე გამოიწვევს სერვის გადახვევას მარჯვნივ რამდენადაც შეუძლია. პულსის სიგანე დაახლოებით 1.5ms გახდება სერვო, რომ შეინარჩუნოს ნეიტრალური პოზიცია 0 გრადუსზე. გამომავალი მაღალი ძაბვა ზოგადად არის რაღაც 2.5 ვოლტსა და 10 ვოლტს შორის (ტიპიური 3 ვ). დაბალი გამომავალი ძაბვა მერყეობს -40 მვ -დან 0 ვ -მდე.

ნაბიჯი 3: PCB დამზადება (დამზადებულია JLCPCB– ის მიერ)

JLCPCB- ს შესახებ

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), არის უდიდესი PCB პროტოტიპის საწარმო ჩინეთში და მაღალტექნოლოგიური მწარმოებელი, რომელიც სპეციალიზირებულია სწრაფი PCB პროტოტიპისა და მცირე ზომის PCB წარმოებაში.

PCB წარმოების 10 წელზე მეტი გამოცდილებით, JLCPCB– ს ჰყავს 200 000 – ზე მეტი მომხმარებელი სახლში და მის ფარგლებს გარეთ, PCB– ს პროტოტიპების 8 000 – ზე მეტი ონლაინ შეკვეთით და მცირე რაოდენობით PCB– ის წარმოებით დღეში. წლიური წარმოების მოცულობა 200, 000 კვ.მ. სხვადასხვა 1 ფენის, 2 ფენის ან მრავალ ფენის PCB– ებისთვის. JLC არის პროფესიონალური PCB მწარმოებელი, რომელიც გამოირჩევა ფართომასშტაბიანი, კარგად აღჭურვილობით, მკაცრი მენეჯმენტითა და უმაღლესი ხარისხით.

დავუბრუნდეთ ჩვენს პროექტს

PCB– ის წარმოების მიზნით, მე შევადარე PCB– ს მრავალი მწარმოებლის ფასი და მე შევარჩიე JLCPCB საუკეთესო PCB მომწოდებლები და PCB– ის ყველაზე იაფი პროვაიდერები, რათა შემეკვეთა ეს წრე. ყველაფერი რაც მე უნდა გავაკეთო არის რამდენიმე მარტივი დაწკაპუნება გერბერის ფაილის ასატვირთად და რამდენიმე პარამეტრის დაყენებისთვის, როგორიცაა PCB სისქის ფერი და რაოდენობა, შემდეგ მე გადავიხადე მხოლოდ 2 დოლარი, რომ მივიღო ჩემი PCB მხოლოდ ხუთი დღის შემდეგ.

როგორც ეს ასახავს დაკავშირებული სქემის სურათს, მე გამოვიყენე Arduino Nano მთელი სისტემის გასაკონტროლებლად, ასევე მე შევქმენი რობოტის ობობის ფორმა, რომ ეს პროექტი ბევრად უკეთესი გამხდარიყო.

თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ Circuit (PDF) ფაილი აქედან. როგორც ხედავთ ზემოთ მოცემულ სურათებში PCB ძალიან კარგად არის წარმოებული და მე მაქვს იგივე PCB ობობის ფორმა, რაც ჩვენ შევიმუშავეთ და ყველა ეტიკეტი და ლოგო არის იქ, რომ გამიწიოს შედუღების ნაბიჯები.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ გადმოწეროთ გერბერის ფაილი ამ სქემისგან იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ შეუკვეთოთ იგივე სქემის დიზაინი.

ნაბიჯი 4: ინგრედიენტები

ახლა მოდით განვიხილოთ აუცილებელი კომპონენტები, რაც ჩვენ გვჭირდება ამ პროექტისათვის, ასე რომ, როგორც ვთქვი, მე ვიყენებ არდუინო ნანოს რობოტის ოთხივე ფეხის 12 servo ძრავის გასაშვებად. პროექტში ასევე შედის OLED დისპლეი, რომელიც აჩვენებს Cozmo სახეებს და bluetooth მოდული რობოტის გასაკონტროლებლად android აპლიკაციის საშუალებით.

ასეთი პროექტების შესაქმნელად დაგვჭირდება:

• - PCB, რომელიც ჩვენ შევუკვეთეთ JLCPCB– დან
• - 12 სერვო ძრავა, როგორც გახსოვთ 3 servos თითოეული ფეხისთვის:
• - ერთი არდუინო ნანო:
• - HC-06 Bluetooth მოდული:
• - ერთი OLED ეკრანი:
• - 5 მმ RGB LED- ები:
• - ზოგიერთი სათაურის დამაკავშირებელი:
• - და რობოტის სხეული მშვიდობს, რომ თქვენ გჭირდებათ მათი დაბეჭდვა 3D პრინტერის გამოყენებით

ნაბიჯი 5: რობოტების შეკრება

ახლა ჩვენ გვაქვს PCB მზა და ყველა კომპონენტი ძალიან კარგად არის შეკრული, ამის შემდეგ ჩვენ უნდა შევკრიბოთ რობოტის სხეული, პროცედურა იმდენად ადვილია, რომ მიჰყევით იმ ნაბიჯებს, რასაც მე ვაჩვენებ, ჩვენ ჯერ უნდა მოვამზადოთ თითოეული ფეხი გვერდით და გავაკეთოთ ერთი led ჩვენ გვჭირდება ორი servo ძრავა სახსრებისთვის და Coxa, Femur და Tibia დაბეჭდილი ნაწილები ამ პატარა დამაგრებითი ნაწილით.

რობოტის სხეულის ნაწილების შესახებ შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ მისი STL ფაილები აქედან.

პირველი სერვოდან დაწყებული, მოათავსეთ იგი ბუდეში და დაიჭირეთ იგი თავისი ხრახნებით, რის შემდეგაც გადააქციეთ სერვის ნაჯახი 180 ° -ზე, ხრახნიანი მიმაგრებისათვის და გადადით შემდეგ ნაწილზე, რომელიც არის ბარძაყის ძვალი, რომ დააკავშიროთ იგი წვივთან პირველი servo ერთობლივი ცულისა და დამაგრების ნაწილის გამოყენებით. ფეხის დასასრულებლად ბოლო ნაბიჯი არის მეორე სახსრის განთავსება. მე ვგულისხმობ მეორე სერვოს, რომელიც ფეხის მესამე ნაწილს დაიცავს, რომელიც არის Coxa ნაჭერი.

ახლა იგივე გაიმეორეთ ყველა ფეხისთვის, რომ ოთხი ფეხი მზად იყოს. ამის შემდეგ აიღეთ ზედა შასი და მოათავსეთ დანარჩენი სერვისები მათ სოკეტებში და შემდეგ დააკავშირეთ თითოეული ფეხი შესაბამის სერვოსთან. არსებობს მხოლოდ ერთი ბოლო ნაბეჭდი ნაწილი, რომელიც არის ქვედა რობოტის შასი, სადაც ჩვენ მოვათავსებთ ჩვენს მიკროსქემის დაფას

ნაბიჯი 6: Android აპლიკაცია

ანდროიდზე საუბარი საშუალებას გაძლევთ

დაუკავშირდით თქვენს რობოტს Bluetooth– ის საშუალებით და განახორციელეთ წინ და უკან მოძრაობები და მარცხნივ მარჯვნივ, ეს ასევე გაძლევთ საშუალებას აკონტროლოთ რობოტის მსუბუქი ფერი რეალურ დროში ამ ფერის ბორბლიდან სასურველი ფერის არჩევით.

შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ android აპლიკაცია უფასოდ ამ ბმულიდან: აქ

ნაბიჯი 7: Arduino კოდი და ტესტის დადასტურება

ახლა ჩვენ გვაქვს რობოტი თითქმის მზადაა გასაშვებად, მაგრამ ჩვენ ჯერ სახსრების კუთხეები უნდა დავაყენოთ, ასე რომ ატვირთეთ კონფიგურაციის კოდი, რომელიც საშუალებას მოგცემთ განათავსოთ თითოეული სერვერი სწორ მდგომარეობაში, სერვისების 90 გრადუსზე მიმაგრებით, არ დაგავიწყდეთ 7 ვ -ის დაკავშირება DC ბატარეა რობოტის გასაშვებად.

შემდეგი ჩვენ უნდა ატვირთოთ მთავარი პროგრამა რობოტის გასაკონტროლებლად android პროგრამის გამოყენებით. ორივე პროგრამა შეგიძლიათ გადმოწეროთ ამ ბმულებიდან:

- სკალირების სერვო კოდი: გადმოსაწერი ბმული- ობობა რობოტის მთავარი პროგრამა: გადმოსაწერი ბმული

კოდის ატვირთვის შემდეგ მე დავუკავშირე OLED დისპლეი, რათა გამოვხატო Cozmo რობოტის ღიმილი, რომელიც მე გავაკეთე მთავარ კოდში.

როგორც ხედავთ ბიჭებს ზემოთ მოცემულ სურათებში, რობოტი მიჰყვება ჩემი სმარტფონიდან გამოგზავნილ ყველა მითითებას და კიდევ სხვა გაუმჯობესებებს, რათა ის უფრო კარაქი იყოს.