Animatronikanın əsasları - Servo Motor: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

İstər bir mağazanın pəncərəsindəki şən bayram tətili, istərsə də qorxunc bir Halloween oyuncağı olsun, heç bir şey cizgi kuklası kimi diqqəti cəlb etmir.

Elektron idarə olunan bu animasiyalara bəzən "animatronika" deyilir və bu təlimat sizə bir servo motor tərəfindən idarə olunan ən əsas növün necə hazırlanacağını öyrədəcək.

Arduino mikrokontrolörünü beyin olaraq istifadə edəcəyik və içərisində bir potansiyometr və bir servonun necə işlədiyini görəcəyik, eyni zamanda sizə üç fərqli idarəetmə üsulu qurmağı öyrədirik:

1 - Davamlı olaraq təkrarlanan hərəkət

2 - Uzaqdan idarə olunan hərəkət

3 - Tetiklenen hərəkət (bir işıq sensoru istifadə edərək)

Addım 1: Parça siyahısı

Bir mikro nəzarətçiyə ehtiyacınız olacaq (ilk şəkildə https://adafru.it saytından olan Arduino, büdcə hissələri dəsti ilə birlikdə cəmi 30 dollar) və bir servo mühərrikə (ikinci şəkildə kiçik bir Tower versiyası göstərilmişdir) Eyni bağlayıcı hissələri ilə birlikdə, eyni mağazadan 12 dollara). Birdən çox servo mühərriklə işləsəniz kiçik bir kondansatörə və ya daha güclü bir gərginlik mənbəyinə ehtiyacınız olacaq (Arduino üçün 9V divar şarj cihazı işləyəcək)

Mikrokontroller, tək bir çipdə olan bütün bir kompüter kompüteridir. Aydındır ki, ev kompüteriniz qədər güclü deyil, çox sadə bir RAM, heç bir disk sürücüsü, klaviatura və ya siçan yoxdur, amma şeyləri idarə etməkdə həqiqətən böyükdür (buna görə də adı). Paltaryuyan maşınlar və avtomatik yanacaq enjektörlü kompüterlər kimi bir çox gündəlik əşyalarda bu çiplərdən birini tapa bilərsiniz.

"Arduino" mikrokontrolör markası, onu xarici dünyaya bağlayan başqa bir sxem də əlavə edir və rahat bir lövhəyə qoyur.

Diqqət yetirin ki, "büdcə hissələri dəsti" ndə potansiyometr adlanan bir neçə tel, rezistor, LED işıq və mavi cüt düymə var. Növbəti addımda potensiometrlər haqqında daha çox.

Nəhayət, bir servo motora ehtiyacınız olacaq və onu hərəkət edən kuklanıza bağlamaq üçün bir neçə vintli bağlayıcı var. Bu dərsdə X şəkilli bağlayıcıdan istifadə edəcəyik.

Addım 2: Potansiyometr İncelemesi

Potansiyometr, əsasən, dimmer düyməsidir - və ya elektronika terminologiyasında - bir cüt dəyişkən rezistor. Düyməni çevirərək, bir rezistoru daha böyük, digərini isə kiçik edirsiniz.

Çox vaxt yuxarıda göstərilən sxemdən istifadə edərək bir gərginliyi idarə etmək üçün potensiometrdən (bəzən "qazan" adlanır) istifadə edirik.

Ən soldakı şəkil, üst və alt tellərin +5 və Torpaq gərginliyinə qoşulduğu və orta telin istədiyiniz gərginliyi çıxardığı həqiqi qazanı göstərir. Orta diaqram bir qazanın simvolunu, son diaqram isə ekvivalent dövrə göstərir.

Şəkillər Wikimedia.org saytının nəzakətidir

Addım 3: Servo Motor İncelemesi

Bir servo motor dörd əsas hissədən ibarətdir.

1. Adətən yüksək sürətlə və torkla irəli və geriyə dönə bilən motor.

2. Servo motorun hazırda hansı bucaqda olduğunu söyləyə bilən bir mövqe aşkarlama sistemi

3. Bir motorun çox dönməsini ala bilən və bunu kiçik bir açısal hərəkətə çevirən dişli sistem.

4. Faktiki açı ilə istədiyiniz təyin nöqtəsi bucağı arasındakı xətanı düzəldə bilən idarəetmə dövrəsi.

1 və 2 -ci hissələr ilk şəkildə göstərilmişdir. 2 -ci hissənin potensiometr olduğuna diqqət yetirin.

3 -cü hissə ikinci şəkildə göstərilmişdir.

Üçüncü şəkildə 4 -cü hissə göstərilir.

Addım 4: Təkrarlanan hərəkət

Burada, gücümüz USB kabelindən bağlı olduğu müddətcə, kuklamızın "Bender" inin başını sola və sağa, irəli və irəli döndərəcəyik. Bütün gün hərəkət etmək istədiyiniz əyləncəli bir bayram ekranı üçün əladır.

Arduino, təlimat verməyinizə imkan verən kompüteriniz üçün bir tətbiq ilə gəldiyini söyləmək üçün gözəl bir yol olan İnteqrasiya edilmiş İnkişaf Mühiti (IDE) ilə gəlir (Arduino IDE nişanı yan şəkil 8). Bu təlimatlar, PC -ni ayırsanız da lövhədə saxlanılır və Arduino -ya yenidən güc bağladığınız zaman yenidən işə başlayır. Bu vəziyyətdə, IDE nümunələrində "Servo" kateqoriyasında tapa biləcəyiniz "Süpürmə" adlı proqramı istifadə edəcəyik.

Bundan sonra servo stabilizasiya edilmiş 5 voltluq bir kondansatörə (Arduino +5 -ə qırmızı Servo teli, Arduino GND -ə qəhvəyi Servo tel) və nəzarət siqnalına (Arduino çıxış pin 9 -a sarı Servo tel) qoşulacaqsınız. Kukla başı isteğe bağlıdır;-)

Ətraflı:

Yuxarıdakılar bir az qarışıq olsaydı, ətraflı təlimatlar aşağıdakı kimidir:

Addım A - Arduino proqramlaşdırılması

• Arduino IDE -ni açın (masaüstünüzde 8 rəqəmi işarəsi olmalıdır)
• "Alətlər" altında, "İdarə Heyətinin" "Arduino/Genuino Uno" olaraq ayarlandığından əmin olun.
• USB kabelindən istifadə edərək Arduino aparatını kompüterə qoşun
• "Alətlər" altındakı "Port" parametrinin Arduino üçün də konfiqurasiya olunduğundan əmin olun.
• "Fayllar" altında "Süpür" adlı "Nümunə" ni seçin ("Xidmətlər" bölməsində tapa bilərsiniz)
• Bu faylı istifadə etməzdən və ya redaktə etmədən əvvəl, fərqli bir fayl adını "Ad olaraq qeyd et" (adınız və ya seçdiyiniz hər hansı bir şey ola bilər). Bu, bu kompüterdən istifadə edən növbəti tələbə üçün faylı dəyişməz saxlayacaq.
• Süpürmə eskizini Arduinoya yükləmək üçün Ok düyməsini istifadə edin (və ya "Eskiz" altında "Yüklə" seçin).

Addım B - Servo Motoru Süpürməyə Bağlayın

Bu hissədə, https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso… də təsvir olunan sxemlərin varyasyonlarını quracağıq. Servo Qırmızı və Qəhvəyi telləri Ardiunonun +5 və GND-nə bağlayacağıq, müvafiq olaraq. Bu gərginliyə bir gərginlik düzəldən kondansatör də qoyacağıq və nəhayət servonun sarı telini Arduinonun çıxış pininə 9 bağlayacağıq.

• Dövrə qurarkən Arduino'yu USB portundan ayırın.
• Arduino lövhəsindən 5V və Ground istifadə edəcəyik, buna görə qırmızı və yaşıl tellərdən istifadə edərək çörək taxtanıza gətirin.
• Güc USB portundan bir az sarsıla biləcəyi üçün (çox cərəyan yoxdur və servo mühərrik aşağı cərəyan səbəbiylə Arduino lövhəsinin sıfırlanmasına səbəb ola bilər) bu gərginliyə bir kondansatör qoyacağıq və "mənfi -" "Zəmin tərəfindədir.
• İndi Servo telli Qırmızı (+5) və Qəhvəyi (Zəmini) çörək taxtasına bağlayın.
• Son elektrik bağlantısı nəzarət siqnalına bağlıdır. SWEEP proqramı, nəzarət siqnalını göndərmək üçün Arduinonun 9 nömrəli pinindən istifadə edəcək, buna görə də onu Servo Motorun sarı (idarəetmə) telinə qoşun.
• İSTEĞE BAĞLI - Test etməzdən əvvəl seçdiyiniz Animatronik Başlığı və onun əsasını servo motorun üstünə yerləşdirə bilərsiniz. Zəhmət olmasa yumşaq olun, çünki uyğunluq mükəmməl deyil və plastik hissələr qırılır.
• USB gücünü Arduinoya tətbiq etməli olmalısınız və SWEEP proqramı işə düşməli, servo motorun irəli və irəli sürüşməsinə səbəb olmalıdır.

Addım C - SWEEP proqramının dəyişdirilməsi

• Bu faylı istifadə etməzdən və ya redaktə etmədən əvvəl, fərqli bir fayl adını "Ad olaraq qeyd et" (adınız və ya seçdiyiniz hər hansı bir şey ola bilər). Yəqin ki, bunu artıq A addımında etmisiniz. Aşağıdakı hissələrin hər biri üçün müşahidələrinizi və kodda etdiyiniz dəyişiklikləri qeyd edin.
• Saniyəölçəndən istifadə edərək, hər tərəfə və geriyə süpürmək üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu ölçün _
• Proqram təminatında dəyişikliklər edəcəksiniz (bəzən "kod" və ya "eskiz" adlanır)
• Hər iki "Gecikmə" dəyərini 15 -dən digər böyük bir rəqəmə dəyişdirin (hesablamaların asanlığı üçün 15 -in yuvarlaq çoxluğunu seçin). Hansı dəyərdən istifadə etdiniz? _. Sizcə yeni SWEEP vaxtı nə vaxt olacaq? _. Yeni SWEEP vaxtını ölçün və uyğunsuzluqları qeyd edin _.
• Gecikmələri 15 -ə dəyişdirin və indi mövqe açılarını 180 -dən sadəcə 90 -a dəyişdirin (hər iki dəyər). Servo motorun yeni hərəkət diapazonu nədir (90 dərəcə və ya az və ya çox?) _.
• Hərəkət aralığını 90 dərəcəyə buraxaraq, "Gecikmə" ni 15 -dən az bir rəqəmə endirin. Servo nizamsız davranmağa başlamazdan və ya artıq bütün hərəkət aralığını tamamlamadan nə qədər kiçik bir rəqəmə gedə bilərsiniz? _

Bu addımları tamamladıqdan sonra, lazım olan bütün ölçülərə və təcrübəyə sahib olacaqsınız, kiçik bir bucaqdan 180 dərəcəyə qədər hər yerdə təkrarlanan geri və irəli animatronik hərəkətləri idarə etmək üçün servo motorunuzdan istifadə etməyə hazır olmalısınız. idarə etdiyiniz müxtəlif sürətlərdə.

Addım 5: Uzaqdan idarə olunan hərəkət

Bütün günü eyni hərəkəti dəfələrlə təkrar etmək əvəzinə, bu addımda "C3PO" animatronik kuklamızın mövqeyini uzaqdan idarə edərək sola və sağa və aralarındakı hər hansı bir mövqeyə baxacağıq. Bir insan nəzarət etməyi bacardığı üçün buna "açıq döngə" nəzarəti deyirik.

Açıq döngə nəzarəti ilə servo motorun dəqiq mövqeyini idarə edirsiniz. Dönə biləcəyiniz bir düyməyə ehtiyacımız olacaq və bunun üçün mavi potensiometrdən istifadə edəcəyik.

• Çörək taxtasında +5 və 0 (Ground) voltlu başqa bir yerə ehtiyacımız olacaq. Bir anda əlavə edəcəyimiz potansiyometrenin kənar sancaqları ilə düzülmək üçün bu keçid tellərini çörək lövhəsindəki satırları ayırın və bir -birindən bir sıra düzəldin.
• İndi Potensiometr əlavə edin. Potansiyometr sancaqlarını çörək taxtasına itələməzdən əvvəl, hər üçünün düzgün deliklər ilə düzülmüş olduğundan əmin olun və sonra əyilməmək üçün dirəkləri aşağıya doğru itələyin. Potensiometrin mərkəzi pimi Arduino üzərindəki Analog Giriş sıfırına (A0) bağlanacaq. Bunu etmək üçün əlavə bir tel əlavə olunur.
• Potensialiometrdən gələn gərginliyi oxumaq və servo motoru idarə etmək üçün bundan istifadə etmək üçün Fayl -> Nümunələr -> Servo altında olan "KNOB" proqramından istifadə edəcəyik. Proqramı işə salın, düyməni çevirin və müşahidə etdiklərinizi qeyd edin.

Təbii ki, idarəetmə düyməsinin animatronik kukladan fərqli bir otaqda olması üçün çox uzun tellər çəkə bilərsiniz və ya bir az aralıda ola bilərsiniz (məsələn, film çəkərkən kameradan kənarda).

Addım 6: Tetiklenen Hərəkət (Sensor istifadə edərək)

Bəzən kuklanızın birdən -birə hərəkət etməsini istəyirsiniz - xüsusən də Halloween -in qorxunc oyunları üçün və ya daha çox diqqəti cəlb etmək üçün. Bu addımda, kukla "Pasxa Adası Başı" nı tez bir zamanda çevirərək işıq sensörünə kölgə salan kimsənin üzünü döndərəcəyik.

Servo Motorun Sensor İdarəsi vəziyyətində, servo motorun dəqiq mövqeyini idarə edəcək bir işıq sensoru istifadə edəcəyik. Sensora nə qədər qaranlıq kölgə düşsə (və ehtimal ki, insan kuklaya nə qədər yaxın olarsa) kukla başını o qədər tez və uzaqlaşdırır.

• Potansiometrini çıxarıb iki rezistorun ekvivalent dövrə ilə əvəz edəcəyik. Bu vəziyyətdə, iki rezistordan biri (R2) bir işıq sensoru olacaq.
• Bizə bir az yer vermək üçün +5V (solda) və 0V Ground (sağda) lumperləri yayırıq ki, mərkəzdə Analog Girişə gedən tullanan kabel ilə eyni cərgədə birləşdirilmiş 10K Ohm müqavimət və İşıq Sensorunu əlavə edək. Arduino lövhəsində sıfır (A0).
• İşıq sensörünü gizlətmək üçün əlinizin kölgəsini istifadə edin və işıq sensorunun mümkün olan ən az miqdarda işığa sahib olması üçün başqa yollardan istifadə edin. Tam 180 dərəcə hərəkət aralığını əldə edə bilirsinizmi?

Uzaqdan idarəetmə versiyasında olduğu kimi, foto rezistoru animatronik kuklanızdan yaxşı bir məsafədə yerləşdirə bilərsiniz və rezistorun dəyərlərini və ya kukla reaksiyalarını dəyişdirmək üçün proqramlaşdırma proqramını dəyişə bilərsiniz.

Addım 7: İndi sınayın

İndi bir servo motorla yarada biləcəyiniz üç əsas animatronik hərəkət növünü mənimsəmiş olursunuz.

- Təkrarlanan hərəkət

- Uzaqdan idarə olunan hərəkət

- Sensorlardan istifadə edərək hərəkətə keçmək

Fərqli növ kuklalar, hərəkətlər, idarəetmə vasitələri və təbii olaraq yalnız sizin yarada biləcəyiniz sənətkarlıqdan istifadə edərək bunu bir üst səviyyəyə qaldıra bilərsiniz!