წვრილმანი რობოტები - საგანმანათლებლო 6 ღერძი Robot Arm: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

DIY-Robotics საგანმანათლებლო უჯრედი არის პლატფორმა, რომელიც მოიცავს 6 ღერძიან რობოტულ მკლავს, ელექტრონული საკონტროლო წრეს და პროგრამირების პროგრამულ უზრუნველყოფას. ეს პლატფორმა არის შესავალი სამრეწველო რობოტიკის სამყაროში. ამ პროექტის საშუალებით DIY-Robotics– ს სურს შესთავაზოს ხელმისაწვდომი, მაგრამ ხარისხიანი გადაწყვეტა ყველას, ვისაც სურს გაიგოს მეტი ამ მომხიბლავი სფეროს შესახებ. ეს პროექტი არის შესანიშნავი შესაძლებლობა განავითაროს სხვადასხვა ცოდნა და უნარები მექანიკის, ელექტრო და კომპიუტერული მეცნიერებების სფეროებში. DIY-Robotics საგანმანათლებლო უჯრედთან ერთად, რობოტიკა ხელმისაწვდომია ყველასთვის. ეს სახელმძღვანელო გვიჩვენებს სხვადასხვა ნაბიჯებს მექანიკური შეკრების, ელექტრული შეკრებისა და DIY-Robotics Educational Cell V1.0 პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენებისა და გამოყენებისათვის. შეკუმშულ საქაღალდეში ნახავთ საგანმანათლებლო რობოტული უჯრედის განვითარებასთან დაკავშირებულ ყველა ფაილს. იგი მოიცავს რობოტის 3D ნახატებს, კონტროლერის ელექტრო დიაგრამებს, არდუინოს კოდს, პროგრამული უზრუნველყოფის წყაროს კოდებს, ასევე საჭირო მასალების ანგარიშს. მუშაობის დაწყებამდე დარწმუნდით, რომ გაქვთ წვდომა 3D პრინტერზე და იყიდეთ ყველა საჭირო კომპონენტი. თქვენ ნახავთ ყველა კომპონენტის ჩამონათვალს მათ ფასთან ერთად და სად შეუკვეთოთ ისინი მასალების ანგარიშში (bill-of-materials.pdf). თუ თქვენ დავრჩით ან გჭირდებათ დახმარება, დარწმუნდით, რომ შეამოწმეთ წვრილმანი რობოტების ფორუმი. თქვენ შეგიძლიათ უფასოდ შექმნათ ანგარიში და დაუსვათ თქვენი შეკითხვა აკრედიტებული სპეციალისტებისა და რობოტიკის მოყვარულთა ჩვენს საზოგადოებას. Მოდით დავიწყოთ! (და გაერთეთ!) ჩამოტვირთეთ მთელი პროექტი:

ნაბიჯი 1: Arduino პროგრამირება

ჩამოტვირთეთ Arduino IDE პროგრამული უზრუნველყოფა პირდაპირ Arduino ვებსაიტიდან:

www.arduino.cc/en/Main/Software

გახსენით DIY_ROBOTICSEDUCATIVECELL_Arduino_V1_0.ino ფაილი, რომელიც შედის DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip შეკუმშულ საქაღალდეში.

შეაერთეთ Arduino Micro თქვენს კომპიუტერს USB კაბელის საშუალებით.

შეარჩიეთ ტიპი Arduino / Genuino Micro და სწორი საკომუნიკაციო პორტი.

იხილეთ სურათი 1.

დაპროგრამეთ Arduino Micro ატვირთვის ღილაკზე დაჭერით:

იხილეთ სურათი 2.

ნაბიჯი 2: Robot Electronic Controller (PCB) ასამბლეა

1. მიმოხილვა

რობოტული საგანმანათლებლო უჯრედის ელექტრონული კონტროლერი არის ხიდი პროგრამირების პროგრამულ უზრუნველყოფასა და რობოტს შორის. მიკროკონტროლი, რომელიც გამოიყენება ბეჭდურ წრეზე, Arduino Micro, ასრულებს შემდეგ დავალებებს:

• კომუნიკაცია ელექტრონულ კონტროლერსა და პროგრამირების პროგრამულ უზრუნველყოფას შორის • 6 რობოტის ძრავის კონტროლი (5V servo motors) • 3 ციფრული გამომავალი სიგნალის კონტროლი (0-5V ლოგიკური დონე) • 3 ციფრული შეყვანის სიგნალის კითხვა (0-5V ლოგიკური დონე)

PCB- ის აღწერილობის სანახავად იხილეთ სურათი 1.

2. დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა (PCB) შეკვეთა

რობოტ კონტროლერის ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფა (PCB) შეიძლება შეუკვეთოთ ნებისმიერი PCB მწარმოებლისგან "GERBER" ფაილებით, რომლებიც შეტანილია შეკუმშულ საქაღალდეში DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

ჩვენ გირჩევთ შეუკვეთოთ მწარმოებლისგან JLCPCB (jlcpcb.com), რომელიც გთავაზობთ სწრაფ, მარტივ მომსახურებას ძალიან დაბალ ფასად. PCB– ის შესაკვეთად მიჰყევით შემდეგ ნაბიჯებს:

ა) jlcpcb.com– ის მთავარ გვერდზე აირჩიეთ QUOTE NOW, შემდეგ კი დაამატეთ თქვენი gerber ფაილი. შეარჩიეთ Gerber.zip ფაილი DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip შეკუმშულ საქაღალდეში.

ბ) აირჩიეთ ნაგულისხმევი პარამეტრები.

გ) შეარჩიეთ შენახვა კალათაში და გააგრძელეთ გადახდა შეკვეთის დასასრულებლად.

3. ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფის (PCB) შეკრება

რობოტი კონტროლერის PCB ხელში, გააგრძელეთ მისი შეკრება. თქვენ მოგიწევთ ყველა კომპონენტის შედუღება.

PCB- ის თითოეული კომპონენტი იდენტიფიცირებულია.

bill-of-materials.pdf მასალის სია, რომელიც შედის DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip შეკუმშულ საქაღალდეში, დაგეხმარებათ კომპონენტების დახარისხებაში.

იხილეთ სურათი 2.

განსაკუთრებული ყურადღება მიაქციეთ შემდეგი კომპონენტების პოლარობას:

LED1, LED2, U1, U3, C1, C2, D1, D2, D3, D4, D5, D6, Q1, Q2, Q3

ეს კომპონენტები უნდა იყოს soldered სწორი გზა, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი დაწვა. მაგალითად, შენიშნეთ, რომ სინათლის დიოდებს (LED- ებს) და კონდენსატორებს (C) აქვს გრძელი და მოკლე პინი. გრძელი ქინძისთავი, ანოდი, უნდა იყოს ჩასმული და შედუღებული ხვრელში +იდენტიფიცირებული.

იხილეთ სურათი 3, რომ ეს კომპონენტები სწორად შეაერთოთ.

დაბოლოს, 10k Ohm– ის 3 რეზისტორი უნდა დაემატოს წრეს, რათა ციფრული შეყვანის სიგნალები (Di) ფუნქციონირებდეს. ეს რეზისტორები აღწერილია შემდეგნაირად მასალის ჩამონათვალში:

RES 10K OHM 1/4W 5% AXIAL

იხილეთ სურათი 4, რომ ნახოთ სად უნდა შეაერთოთ ეს დამატებითი რეზისტორები.

ნაბიჯი 3: რობოტის მექანიკური შეკრება

1. მიმოხილვა

იმისათვის, რომ თქვენი რობოტი მექანიკურად შეიკრიბოთ, დაგჭირდებათ შემდეგი კომპონენტები და ინსტრუმენტები:

• 4 MG966R სერვო ძრავა
• 2 მიკრო სერვო ძრავა 9 გ
• 8 3D ბეჭდვის რობოტის ნაწილი
• 24 მეტრიანი M2 კაკალი
• 24 მეტრული M2 ჭანჭიკი
• 2 მეტრიანი M2.5 ჭანჭიკი
• 4 მეტრიანი M3 ჭანჭიკი
• 3D პრინტერი
• გასაყიდი რკინა
• სანთებელა
• ექვსკუთხა გასაღებები

იხილეთ DIY_ROBOTICSEDUCATIVECELLV1_0_BOM.pdf მასალის სია, რომელიც შედის DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip- ში.

2. 3D ბეჭდვა

თქვენ ნახავთ 8 რობოტის ნაწილის 3D ფაილებს DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip შეკუმშულ საქაღალდეში.

ნაწილების ამობეჭდვა 3D პრინტერის გამოყენებით. ჩვენ გირჩევთ გამოიყენოთ შემდეგი პარამეტრები:

• ზედა ფენა 4 ფენა
• ქვედა ფენა 4 ფენა
• კედელი 4 ფენა

3. სერვისების გასწორება

რობოტის აწყობამდე მნიშვნელოვანია დარწმუნდეთ რომ ყველა სერვო ძრავა შუაშია. სერვისების გასწორების მიზნით, დარწმუნდით, რომ თქვენ ადრე დაპროგრამებული გაქვთ Arduino მიკროკონტროლერი და აწყობილი გაქვთ რობოტი კონტროლერი. მიჰყევით ქვემოთ მოცემულ ინსტრუქციას სერვო ძრავების გასაზომად:

შეაერთეთ 6 სერვო ძრავა რობოტის კონტროლერთან. დარწმუნდით, რომ კონექტორები არის ჩართული სწორი გზით.

• ყავისფერი მავთულები: 0V (-)
• წითელი მავთული: 5V (+)
• ნარინჯისფერი მავთულები: PWM

შეაერთეთ 12V რეგულატორი თქვენს 120V AC კედლის განყოფილებაში. შეაერთეთ 12V მარეგულირებელი რობოტ კონტროლერის დენის კონექტორთან. გაააქტიურეთ დენის გადამრთველი SW1. LED1 ნათურა უნდა აანთოს და LED2 შუქი უნდა აანთოს. რობოტმა უნდა განათავსოს ყველა მისი სერვო ძრავები 90 გრადუსზე. შეგიძლიათ გამორთოთ ძალა რობოტ კონტროლერზე და გათიშოთ სერვო ძრავები.

იხილეთ სურათი 2.

4. ჩადეთ თხილი

შეკრების წინ, ჩადეთ M2 x 0.4 მმ კაკალი 3D ბეჭდვის ნაწილების თითოეულ ექვსკუთხა ხვრელში, რათა შეიკრიბოთ. გამოიყენეთ ჩასადები რკინის ჩასადებად.

იხილეთ სურათი 3.

5. გადაყარეთ გადაცემათა კოლოფი ხვრელებში

სერვო ძრავებს და 3D ბეჭდვით რობოტის ნაწილებს შორის მექანიკური კავშირი პირდაპირ არის: გადაცემათა კოლოფი უნდა იყოს ჩასმული ხვრელში. კარგი მექანიკური შეერთების უზრუნველსაყოფად, 3D ბეჭდვის შემდეგ ხვრელები ოდნავ უფრო მცირეა ვიდრე გადაცემათა კოლოფი. მსუბუქია, ოდნავ გაათბეთ ხვრელი, შემდეგ ჩადეთ სერვო ძრავის გადაცემათა კოლოფი (რაც შეიძლება სწორი). მდნარი პლასტიკური მიიღებს გადაცემის ფორმას. დაასრულეთ ჩასმა ჭანჭიკის ნაზად გამკაცრებით. გაიმეორეთ ეს ნაბიჯი თითოეული გადასასვლელისთვის. ფრთხილად იყავით, 3D ბეჭდვის ნაწილების გადახურებამ შეიძლება მათი დეფორმაცია მოახდინოს და გამოუსადეგარი გახადოს.

იხილეთ სურათი 4.

6. შეკრება

გამოიყენეთ M3 მეტრული ჭანჭიკები, რათა დაურთოთ სერვო ძრავის მექანიზმები 3D დაბეჭდილ რობოტის ნაწილებზე. გამოიყენეთ M2 მეტრული ჭანჭიკები, რათა მიამაგროთ სერვო ძრავის კორპუსები 3D დაბეჭდილ რობოტის ნაწილებს. გამოიყენეთ M2 მეტრული ჭანჭიკები J2- დან J4- დან ორი 3D დაბეჭდილი რობოტის ნაწილების ასაწყობად.. ააწყვეთ რობოტი ისე, რომ თითოეული სახსარი იყოს მის შუა წერტილში (სწორი რობოტი, როგორც ქვემოთ მოცემულია).

იხილეთ სურათები 1 და 5.

ნაბიჯი 4: Robot პროგრამირების პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება

1. პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება

გახსენით კონფიგურაციის ფაილი, რომელიც შედის DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip შეკუმშულ საქაღალდეში.

მიჰყევით ინსტალერის მითითებებს ინსტალაციის დასასრულებლად.

როდესაც ინსტალაცია დასრულებულია, გაუშვით პროგრამული უზრუნველყოფა თქვენს სამუშაო მაგიდაზე DIY Robotics ხატზე დაჭერით.

2. ინტერფეისის ნავიგაცია

იხილეთ სურათი 1 და 2 პროგრამული უზრუნველყოფის პანელის აღწერილობისთვის.

3. რობოტული პროგრამის შექმნა

პროგრამირების პანელი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ რობოტი პროგრამა 200 -მდე ინსტრუქციის ხაზით. აქ მოცემულია თითოეული ტიპის ინსტრუქციის აღწერა:

POINT ინსტრუქცია

ინახავს რობოტის წერტილს (პოზიციას).

ამ ინსტრუქციის შესრულებით რობოტი გადაადგილდება შენახული პოზიციისა და სიჩქარის შესაბამისად.

რობოტის წერტილის შესანახად ინსტრუქციაში, ხელით გადაიტანეთ რობოტი სასურველ პოზიციაზე და შეარჩიეთ მოძრაობის სასურველი სიჩქარე მართვის პანელის ღილაკების გამოყენებით. დააჭირეთ ღილაკს Point. შემდეგ პროგრამის პანელში დაემატება ინსტრუქციის ხაზი. ინსტრუქციის ხაზი გვიჩვენებს მნიშვნელობას თითოეული სახსრის ხარისხში, ასევე მოძრაობის სიჩქარეს.

გააკეთე ინსტრუქცია

ცვლის Do გამომავალი სიგნალის მდგომარეობას.

ამ ინსტრუქციის შესრულება შეცვლის Do ერთი გამომავალი სიგნალის მდგომარეობას (ON/OFF).

DO ინსტრუქციის შესაქმნელად დააჭირეთ ღილაკს Do. ნაჩვენებია პარამეტრების პანელი. აირჩიეთ Do გამომავალი სიგნალის ნომერი (1, 2 ან 3), ასევე სასურველი მდგომარეობა (ჩართული ან გამორთული). დააჭირეთ ინსტრუქციის დამატების ღილაკს ინსტრუქციის დასამატებლად.

შემდეგ პროგრამის პანელში დაემატება ინსტრუქციის ხაზი. ინსტრუქციის ხაზი გვიჩვენებს Do სიგნალის ნომერს და მდგომარეობის ცვლილებას.

LABEL ინსტრუქცია

ამატებს ლეიბლს რობოტის პროგრამაში.

ამ ინსტრუქციის შესრულება არ იმოქმედებს. ეს ხაზი არის ეტიკეტი, რომელიც JUMP ინსტრუქციას საშუალებას მისცემს გადავიდეს ამ LABEL ინსტრუქციის ხაზზე.

LABEL ინსტრუქციის შესაქმნელად დააჭირეთ ღილაკს Jump Label. ნაჩვენებია პარამეტრების პანელი. შეარჩიეთ ეტიკეტის ვარიანტი და სასურველი ეტიკეტის ნომერი (1 -დან 5 -მდე). დააჭირეთ ინსტრუქციის დამატებას, რომ დაამატოთ ინსტრუქცია.

შემდეგ პროგრამის პანელში დაემატება ინსტრუქციის ხაზი. ინსტრუქციის ხაზი გვიჩვენებს ეტიკეტის ნომერს.

JUMP ინსტრუქცია

გადადის პროგრამის ხაზზე, რომელიც შეიცავს შესაბამის ეტიკეტს.

ამ ინსტრუქციის შესრულება გამოიწვევს პროგრამის ნახტომს იმ ხაზზე, რომელიც შეიცავს შესაბამის ეტიკეტს.

JUMP ინსტრუქციის შესაქმნელად დააჭირეთ ღილაკს Jump Label. ნაჩვენებია პარამეტრების პანელი. შეარჩიეთ გადასვლა ვარიანტი და სასურველი ეტიკეტის ნომერი (1 -დან 5 -მდე). დააჭირეთ ინსტრუქციის დამატების ღილაკს ინსტრუქციის დასამატებლად.

შემდეგ პროგრამის პანელში დაემატება ინსტრუქციის ხაზი. ინსტრუქციის ხაზი მიუთითებს სამიზნე ეტიკეტის რაოდენობას.

თუ რამდენიმე ლეიბლს აქვს ერთი და იგივე ნომერი, JUMP ინსტრუქცია გადადის პროგრამის ზემოდან პირველ შესაბამის ეტიკეტზე.

თუ არ არსებობს ლეიბლი, რომელიც შეესაბამება JUMP ინსტრუქციის ნომერს, პროგრამა გადავა პროგრამის ბოლო სტრიქონზე.

WAITDI ინსტრუქცია

ელოდება Di შეყვანის სიგნალის კონკრეტულ მდგომარეობას.

ამ ინსტრუქციის შესრულება რობოტ კონტროლერს გააჩერებს მანამ, სანამ Di შეყვანის სიგნალის მდგომარეობა განსხვავდება მოსალოდნელი მდგომარეობისგან.

WAITDI ინსტრუქციის შესაქმნელად დააჭირეთ Wait Di ღილაკს. ნაჩვენებია პარამეტრების პანელი. შეარჩიეთ Di შეყვანის სიგნალის ნომერი (1, 2 ან 3), ასევე სასურველი მდგომარეობა (ჩართული ან გამორთული). დააჭირეთ ინსტრუქციის დამატების ღილაკს ინსტრუქციის დასამატებლად.

შემდეგ პროგრამის პანელში დაემატება ინსტრუქციის ხაზი. ინსტრუქციის ხაზი მიუთითებს Di შეყვანის სიგნალის ნომერს და მოსალოდნელ მდგომარეობას.

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ Robot + PCB + პროგრამული უზრუნველყოფა

1. ელექტრული კავშირები

შეაერთეთ რობოტის 6 servo ძრავა რობოტის კონტროლერთან. დარწმუნდით, რომ კონექტორები არის ჩართული სწორი გზით.

ყავისფერი მავთულები: 0V (-) წითელი მავთულები: 5V (+) ნარინჯისფერი მავთულები: PWM

შეაერთეთ 12V რეგულატორი თქვენს 120V AC კედლის განყოფილებაში. შეაერთეთ 12V მარეგულირებელი რობოტ კონტროლერის დენის კონექტორთან. გაააქტიურეთ დენის გადამრთველი SW1. LED1 ნათურა უნდა აანთოს და LED2 ნათურა უნდა აანთოს. რობოტმა უნდა განათავსოს ყველა მისი სერვო ძრავები 90 გრადუსზე.

შეაერთეთ USB კაბელი რობოტი კონტროლერისგან თქვენს კომპიუტერთან.

იხილეთ სურათი 1.

2. გაუშვით პროგრამული უზრუნველყოფა

გაუშვით DIY Robotics Educative Cell V1.0 პროგრამული უზრუნველყოფა თქვენს სამუშაო მაგიდაზე DIY Robotics ხატზე დაწკაპუნებით. პროგრამული უზრუნველყოფა იხსნება კავშირის პანელზე.

იხილეთ სურათი 2.

3. დააყენეთ PC Robot სერიული კომუნიკაცია

დააჭირეთ ღილაკს სკანირების სერიული პორტები.

აირჩიეთ სწორი საკომუნიკაციო პორტი ჩამოსაშლელი სიიდან.

დააჭირეთ ღილაკს დაკავშირება.

იხილეთ სურათი 3.

4. დაე დაიწყოს შექმნა

აკონტროლეთ რობოტი მართვის პანელიდან.

შექმენით თქვენი რობოტი პროგრამა პროგრამირების პანელიდან.

Გაერთე!

ნაბიჯი 6: დასკვნა

გსურთ უფრო შორს წასვლა?

მოგეწონათ ინდუსტრიული რობოტიკის სამყაროს გაცნობა? მზად ხართ თქვენი ახალი რობოტული მკლავის დასალევად? გაწევრიანდით DIY-Robotics ფორუმზე ახლავე! DIY-Robotics ფორუმი არის ადგილი, სადაც შეგიძლიათ ისაუბროთ პროგრამირებაზე, გაგიზიაროთ იდეები და გადაწყვეტილებები და ერთად ვიმუშაოთ დამხმარე, ჭკვიან საზოგადოებაში მაგარი ნივთების შესაქმნელად. Დახმარება მჭირდება? DIY-Robotics საზოგადოება დაგეხმარება, თუ დაგჭირდება მხარდაჭერა DIY-Robotics საგანმანათლებლო უჯრედის მშენებლობისას. გამოიწერეთ DIY-Robotics ფორუმი და დაუსვით თქვენი შეკითხვა საზოგადოებას.