Jasper Arduino Hexapod: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Layihənin tarixi: Noyabr 2018

Baxış (JASPER)

Altı ayaq, ayaq başına üç servo, Arduino Mega tərəfindən idarə olunan 18 servo hərəkət sistemi. Arduino Mega sensor qalxanı V2 ilə bağlanan servolar. Xüsusi Android tətbiqi ilə danışan Bluetooth BT12 modulu vasitəsilə Hexapod ilə əlaqə. 2 x 18650, 3400mAh və 2 x 2400mA batareya ilə təchiz edilmiş sistem, hexapodun gövdəsi altında hər biri Velcro ilə tutulur. Altıbucaqlı başlıqdakı yaşıl LED işıqlı göstərici işığı kimi həm Servo, həm də İdarəetmə sistemləri üçün bir güc açarı açarı verilir. Əmrlər 16x2 LCD ekranda təkrarlanır. Video qidalanma, işıq halqası və ultrasəs maneədən qaçınma başda yerləşir.

QEYD: Ağlı başında olmaq üçün keyfiyyətli servolardan istifadə etməyi şiddətlə məsləhət görürəm, onlardan 20 -si MG995 servoları ilə başladım, onlardan 11 -i ya yandı, mərkəzləşdirmə qabiliyyətini itirdi və ya sadəcə işini dayandırdı.

www.youtube.com/embed/ejzGMVskKec

Addım 1: TƏHVİZAT

1. 20 x DS3218 servo

2. 1x Hexapod əsas dəsti

3. 1x Arduino Mega R3

4. 1x Arduino Mega sensor qalxanı v2

5. 1 x 2 yuva 18650 batareya tutacağı

6. 2 x iki qütblü güc açarı

7. Yaşıl led işıq və 220kohm rezistor

8. Velcro fiksasiya ilə 2 x 6v 2800mAh batareya paketləri

9. 2 x 18650 x 3400mAh batareya

10. 1x HC-SR04 Sonar modulu

11. 1x BT12 Bluetooth modulu

12. 1 x Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT inkişaf lövhəsi

13. OV2640 2 Megapiksel Lensli 1 x Arducam Mini Modul Kamera Qalxanı

14. 1 x Pixie Neon 16 LCD işıq üzüyü

15. Əlavə edilmiş IIC adapteri olan 1 x 16x2 ölçülü LCD ekran.

16. Arduino Mega üçün 1 x 5v elektrik fişi

17. NodeMcu modulu üçün 1 x 5v mikro USB fişi.

18. 1 x DC -dən DC Buck çevirici modulu

19. 1 x 70mm x 120mm x 39mm kvadrat qara plastik qutu (Bədən)

20. 1 x 70mm x 50mm x 70mm qara plastik qutu (Baş)

21. 4 x 40 mm M3 pirinç dayaqlar və 4 rezin dayaq dəstəyi

22. Müxtəlif kişilərdən kişilərə keçid kabelləri, lehim, m3 vintlər və boltlar və isti yapışqan

Xüsusi məntiqdən istifadə edərək ayaqların hərəkəti. Aşağı, sol, sağ və mərkəzli hərəkətdən imtina edən iki müstəqil servo vasitəsi ilə kamera hərəkəti. WIFI bağlantısı ilə idarə olunan kamera Android Tətbiqində WebView görünüşündə göstərilir.

Addım 2: SERVOS

Hər birinin maksimum 180 dərəcəsi var

minimum 0 dərəcə hərəkət.

LegCFT üç ədəd birləşməsi ilə tanınan hər bir servo; burada C bədən (COXA), F bud (FEMUR) və T dirsəkdir (TIBIA), buna görə 410 dördüncü ayağa və Tibia servosuna, eyni şəkildə 411 dördüncü ayağa və Tibia servoya aiddir. Nömrələmə ardıcıllığı 100-dən 611-ə qədər olardı. Hər bir servo ayağının rezin əsaslı ayağı olmalıdır ki, yastığı vursun və daha yaxşı tutuş təmin etsin.

Ayaq 1: 100, 110, 111 Ön

Ayaq 2: 200, 210, 211 ayaq2-ayaq1

Ayaq 3: 300, 310, 311 ayaq4-ayaq3

Ayaq 4: 400, 410, 411 ayaq6-ayaq5

Ayaq 5: 500, 510, 511 Arxa

Ayaq 6: 600, 610, 611

Bütün Coax Servosları üçün standart mövqe 90 dərəcədir.

Femur Servos üçün standart mövqe 90 dərəcə, 45 dərəcə istirahət mövqeyidir.

Tibia Servosun bütün ayaqları üçün standart mövqe 90 dərəcədir, 1, 3 və 5 ayaqları 175 dərəcə, qalan mövqeyi isə 2, 4 və 6 ayaqları 5 dərəcədir.

Boyun 1: 700 Yuxarı və aşağı hərəkət üçün 75 ilə 105 dərəcə arasında məhduddur

Boyun 2: 800 Sol və sağ hərəkət üçün 45 ilə 135 dərəcə arasında məhduddur

10 milisaniyə gecikmədən əvvəl, əlavə "yaz" əmrləri verilməzdən əvvəl üç "yazma" ilə məhdudlaşan servo hərəkəti. Bu, batareyalardakı yükü azaltmağa kömək edir.

Addım 3: ƏMƏRLƏR

A = Dur - Varsayılan mövqedə durun.

B = irəli - walk_forward

C = tərs - gediş -geri

D = sağ - turn_right

E = sol - turn_left

F = sol yan hərəkət - crab_left

G = sağa doğru hərəkət - crab_right

H = Arxa əyilmə (maksimum ayaqları 1 və 2, neytral vəziyyətdə 3 və 4 ayaqları, minimum mövqedə 5 və 6 ayaqları)

I = Front_crouch (minimum mövqedə 1 və 2 ayaqları, neytral vəziyyətdə 3 və 4 ayaqları, maksimum mövqedə 5 və 6 ayaqları)

J = kamera döndü - mərkəz (Boyun 1 və Boyun 2 orta mövqedə, standart mövqe)

K = kamera sol - pan_left (Boyun 1, orta mövqe, Boyun 2 servo minimum mövqe)

L = kamera sağ - pan_right (Boyun 1, orta mövqe, Boyun 2 servo maksimum mövqe)

M = kamera yuxarı - pan_up (Boyun 1 maksimum mövqe, Boyun 2 servo orta mövqe)

N = kamera aşağı - pan_down (Boyun 1 minimum mövqe, Boyun 2 servo orta mövqe)

O = İstirahət (Hexapod) dayaqlara oturur.

P = Ayağa qalxmaq - Hexapod standart mövqedə dayanır.

Q = İşıqlar sönür

R = Pixie Neon işıq halqasında yaşıl işıq.

S = Pixie Neon işıq halqasında qırmızı işıq.

T = Pixie Neon işıq halqasında mavi işıq.

U = Pixie Neon işıq halqasında ağ işıq.

V = Ön ayaqları yelləyir.

W = Səs Buynuzu.

X = Başı soldan sağa sürüşdürün.

Y = Ayarla.

Addım 4: HƏRƏKƏT

Coax servo mövqeyi bədənin oxuna uzanır, buna görə düz irəli 0 dərəcə və birbaşa arxa 180 dərəcədir. Bununla birlikdə, bu Coax və digər bütün servolar 45 ilə 135 dərəcə arasında məhdudlaşacaq.

Ayağın irəli, geri, sola və sağa hərəkəti, Femur və Tibia servolarından istifadə edərək ayağın qaldırılması ilə başlayacaq, sonra bədən servo hərəkəti və nəhayət Femur və Tibia servoları ilə eyni ayağın aşağı salınması ilə başlayacaqdı..

İrəli və Geri

İrəli və ya geriyə doğru hərəkət etmək üçün ayaqlar 1 və 2, 3 və 4, 5 və 6 -da cüt -cüt işləyə bilər. Sadə bir irəli hərəkət, mövcud mövqelərindən mümkün qədər irəli doğru hərəkət edən 1 və 2 ayaqlarından, sonra isə 3 və 4 ayaqlarından, və nəhayət 5 və 6 ayaq eyni hərəkəti təkrarlayır. Sonra bütün altı Coax servoları bu irəli uzanan mövqedən orijinal başlanğıc mövqeyinə qayıdır. Bu prosesin tərsi geriyə doğru hərəkət etmək üçün istifadə olunur. İrəli hərəkət prosesinin bir hissəsi olaraq, HC_SR04 ultrasəs cihazı öndəki maneələri yoxlayacaq və tapılarsa Hexapodu təsadüfi olaraq sola və ya sağa çevirin.

Sol və sağ

Sol və ya sağ ayaq hərəkət etmək üçün cütlər birlikdə işləyir, əks istiqamətdə. Beləliklə, məsələn, sağ ayağı çevirmək üçün 1, hazırkı mövqedən 135 dərəcə mövqeyinə, 2 -ci ayaq 45 dərəcə mövqeyinə doğru irəliləyir. Bu, 3 və 4, 5 və 6 ayaq cütləri üçün təkrarlanır. Bu zaman Coax servoları bədənlərini hərəkət istiqamətinə bükməklə orijinal mövqelərini yeni mövqelərinə qaytarırlar. sağ Bu proses, lazım olan sola dönmə tamamlanana qədər davam edir. Bu prosesin tərsi sola dönmək üçün istifadə olunur, buna görə ayaq 1 hazırkı mövqeyindən irəli 45 dərəcə mövqeyinə, ayaq 2 geri 135 dərəcə mövqeyinə doğru hərəkət edir.

Ayağa qalxın və istirahət edin

Hər iki proses də heç bir bacağın Coax servosundan istifadə etmir, buna görə Tibia servosunu ayaq üstə qaldırmaq üçün bütün ayaqları üçün hazırkı vəziyyətindən maksimum 45 dərəcəyə doğru hərəkət edir, eyni zamanda bu Femur servoları ən aşağı səviyyəyə keçir. mövqe, 175 və ya 5 dərəcə. Eyni hərəkət, ayaq üstə maksimum 45 dərəcəyə qədər hərəkət edən Tibia servolarına da aiddir. İstirahət üçün 175 və ya 5 dərəcə.

Crouch İrəli və Crouch Geri

Burada proseslər bir -birinin güzgü şəkilləridir. İrəli əyilmək üçün 1 və 2 ayaqları ən aşağı, 5 və 6 ayaqları isə ən yüksək mövqedədir. Hər iki halda 4 və 5 ayaqları 1 və 2 və 5 və 6 ayaq dəstlərinə uyğun olaraq neytral mövqe tutur. Geriyə əyilmək üçün 1 və 2 ayaqları ən yüksək mövqedə, 5 və 6 ayaqları isə ən aşağı mövqedədir.

Addım 5: BAŞ KAMERASI/SONAR

Baş, çıxarıla bilən qapağı olan 38 mm x 38 mm x 38 mm ölçülü kvadrat plastik qutudan ibarət olacaq. Qutunun/başın məhdud şaquli və üfüqi hərəkəti olacaq. Hərəkət, biri robotun gövdəsinə, ikincisi birinci servo gövdəsinə və qolu başına bərkidilmiş iki servo vasitəsi ilə əldə ediləcək. İki 18650 batareya ilə təchiz edilən 7.4v, Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT inkişaf lövhəsi DEVKIT -i, OV2640 2 Megapiksel Lensli Arducam Mini Modul Kamera Qalxanına əlavə edəcək. Bu tənzimləmə robotun maneələri aşkar etməsinə və bortdakı Wi-Fi vasitəsilə canlı video yayımlamasına imkan verəcək. HC-SR04 və mümkün işıq idarəetmə məlumatlarından istifadə edən Sonar, Arduino Mega-ya qayıdır.

Arducamın video axını üçün necə istifadə oluna biləcəyini anlamaqda böyük kömək olan Arducam Instructables məqaləsi üçün Dmainmun'a təşəkkürümü bildirirəm.

Batareya

Biri başın komponentləri və Arduino Mega lövhəsi üçün iki batareya paketindən və bütün servoları enerji ilə təmin etmək üçün ikinci bir paketdən istifadə edilməsinə qərar verildi. İlk paket 7.4v təchiz edən 2 x 18650 3400mAh batareyalardan ibarət idi. İkinci paket, paralel olaraq bağlanan 2 x 6V 2800mAh batareya paketlərindən ibarət idi, beləliklə 6.4V təchizatı verildi, ancaq Velcro zolaqları istifadə edərək Hexapodun alt tərəfinə əlavə edilmiş 5600mAh tutum verdi.

Addım 6: AYAK HƏRƏKƏTİ

Qollar ya cüt, ya da tək işləyə bilər. Hər bir qol 45-135 dərəcə hərəkəti olan bir Coax adlı bədən eklemi, 45-135 dərəcə hərəkəti ilə Femur adlı bir bud eklemi və son olaraq Tibia adlı dirsək eklemi və ya 45 ilə 135 dərəcə hərəkətlə son effektordan ibarətdir.. Bacakların hərəkətini təmin etmək üçün xüsusi proqram hazırlanmışdır.

Ayaq hərəkətlərinin növləri:

Coax üçün 45 dərəcə başdan geriyə, 90 dərəcə neytral mövqedən və 135 dərəcə irəli baxır.

Femur üçün 45 dərəcə yerdən ən yüksək mövqe, 90 dərəcə neytral mövqe və 135 dərəcə yerdən ən aşağı mövqedir.

Tibia üçün 45 dərəcə bədəndən ən uzaq, 90 dərəcə neytral və 135 dərəcə bədənə ən yaxın mövqedir.

Bütün servoların 90 dərəcə neytral vəziyyətdə olduğunu düşünün.

İrəli: Ayaq 1 və 2, Femur 135 dərəcəyə, Coax 45 dərəcəyə, Tibia bədəndən ən uzaq 45 dərəcəyə, Femur 45 dərəcəyə enir. Bu, 3 və 4 -cü ayaq cütləri və 5 -ci və 6 -cı ayaq cütləri üçün təkrarlanır. Bütün 6 Coax servoları 45 dərəcədən 90 dərəcəyə, neytral mövqeyə, 6 Femur servolarının hamısı 45 dərəcədən 90 dərəcəyə, neytral mövqeyə keçir. Nəhayət, bütün Tibia servoları 45 dərəcədən 90 dərəcəyə, neytral mövqedə hərəkət edir.

Ters: 5 və 6 ayaqları, sonra 3 və 4 və nəhayət 1 və 2 ayaqları ilə başlayaraq, əks halda hərəkət Coax, Femur və Tibia üçün eynidır.

Sol: 1, 3 və 5 ayaqları tərs istiqamətdə, 2, 4 və 6 ayaqları irəli istiqamətdə hərəkət edir. Həm irəli, həm də tərs hərəkət standart irəli və geri hərəkətə uyğundur. Altı Coax servosunun hamısını tamamlamaq üçün bədəni döndərən 45 dərəcə hərəkət edin.

Sağda: 2, 4 və 6 -cı ayaqlar tərs istiqamətdə, 1, 3 və 5 -ci ayaqlar irəli istiqamətdə hərəkət edir. Həm irəli, həm də tərs hərəkət standart irəli və geri hərəkətə uyğundur. Koaks hərəkəti yuxarıya bənzəyir, əksinə.

İstirahət: Bütün Coax və Femur servoları neytral vəziyyətdə, bütün Tibia servoları ən aşağı vəziyyətdə 45 dərəcə, həm ön, həm orta, həm də arxa ayaqları əyilmiş vəziyyətdədir.

Çömçə arxa, ön durun: 1 -ci və 2 -ci ayaqları ən yüksək vəziyyətdə, 3 -cü və 4 -cü ayaqları neytral, 5 -ci və 6 -cı ayaqları ən aşağı vəziyyətdədir.

Arxa, əyilmiş ön: Ayaqlar 1 və ən aşağı vəziyyətdə, 3 və 4 ayaqları neytral, 5 və 6 ayaqları ən yüksək mövqedə.

Sol Yengeç: 1 və 5 ayaqları qaldırılır və sola doğru uzanır, eyni zamanda 2 və 6 ayaqları qaldırılır və bədənin altında büzülür. Bu dörd ayağın hamısı yerdə olarkən, bütün Tibias neytral mövqeyinə qayıdır. Nəhayət 3 və 4 ayaqları eyni prosesi təkrarlayır.

Yengeç sağ: 2 -ci və 6 -cı ayaqları qaldıraraq sağa doğru uzanır, eyni zamanda 1 və 5 -ci ayaqları qaldırılır və bədənin altında büzülür. Bu dörd ayağın hamısı yerdə olarkən, bütün Tibias neytral mövqeyinə qayıdır. Nəhayət 3 və 4 ayaqları eyni prosesi təkrarlayır.

Sol baş hərəkəti: boyun 1 servo 45 dərəcə. Hər iki servo 90 neytral mövqeyə qayıdır.

Sağ baş hərəkəti: boyun 1 servo 135 dərəcə

Başın yuxarı hərəkəti: boyun 2 servo 45 dərəcə

Başın aşağı hərəkəti: boyun 2 servo 135 dərəcə

Pan baş hərəkəti: boyun 2 45 ilə 135 dərəcə arasında hərəkət edir

XİDMƏTLƏR

İlkin sınaqdan sonra hamısının dəyişdirildiyi MG995 və MG996 servoları. DS32228 ilə əvəzlənən 20 servonun hamısı, 20 kq servo ilə təchiz edilmiş, daha yaxşı mərkəzləşdirmə və yükləmə qabiliyyətini artırmışdır.

Uyğun bir test proqramı istifadə edərək hər bir servonun hərtərəfli sınanması vacibdir. Sadə "süpürmə" nümunə proqramını xüsusi olaraq 0, 90 və 180 mövqeləri sınamaq üçün dəyişdirdim, bu sınaq qaydası hər bir servo üçün minimum 5 dəqiqə işlədildi və sonra bir gün sonra təkrarlandı.

Qeyd: USB kabeli ilə işləyən standart bir Arduino Uno lövhəsinin istifadəsi müəyyən servoların işləməsi üçün kifayət qədər gərginlik verməyə bilər. Uno -dan alınan 4.85v servonun DS3218 servoları ilə nizamsız davranışlara səbəb olduğunu gördüm və bu gərginliyi 5.05v -ə qaldırmaq bu problemi həll etdi. Beləliklə, servoları 6v -də idarə etməyə qərar verdim. Sonda, 6v -un servoların nizamsız davranışına səbəb olduğu üçün 6.4v gərginliyinin lazım olduğunu gördüm.

Addım 7: İNŞAAT

AYAQLAR

Hexapod dəsti hissələrinin çəkilməsi ilə başladı. Bütün servo dairəvi buynuzlar, Femurun hər iki ucunda və bütün Coax deliklərində paspas çuxurunun genişləndirilməsini tələb edirdi. Hər bir servo buynuzu servo başının ortasından dörd vida və beşinci vida ilə müvafiq Coax və Femur -a bağlanırdı. Dörd bolt və qoz -fındıq istifadə edərək bağlandığı bütün servo gövdələr. Altı ayağın hər biri üçün Coax servo montajı, tək bir bolt və qoz istifadə edərək montajın altına bərkidilmiş bir yatağa malik idi. Hər bir Coax servo montajı, dörd bolt və qoz -fındıqdan istifadə edərək, Femur servo montajına 90 dərəcə döndərilərək bağlanmışdır. Femur servonun başı Femur qolunun bir ucuna, Femurun digər ucu Tibia servo başına bağlanmışdı. Altı Tibia servosu, dörd bolt və qoz -fındıq ilə altı ayağın üstünə bərkidildi. Hər bir ayaq ucu effektoru əlavə tutuş təmin etmək üçün yumşaq rezin çəkmə ilə örtülmüşdür. Verilən servo buynuzunun Coax, Femur və Tibia bağlantılarına bərkidilməyəcək qədər böyük olduğu aşkar edildi, buna görə də bütün mərkəzi deliklər 9 mm -ə qədər genişləndirildi. Hexapod dəstinin konstruksiya elementləri ilə bağlı təlimatlandırdığı Capers II üçün "Toglefritz" ə təşəkkür edirəm. Ancaq bir bölgədəki tikintidən, yəni servonun buynuzlarının Femurun hər iki ucuna yapışdırılmasından yayındım. Servo buynuzunun mərkəzinin oradan keçməsinə imkan vermək üçün Femurun mərkəz çuxurunu böyütmək qərarına gəldim ki, servoya daha yaxın olduğu üçün servo buynuzuna əlavə güc verək və bu iki oynaq maksimum fırlanma anını yaşadı. Hər bir servo buynuzu Femura iki M2.2 özünü vurma vintindən istifadə edərək bağlandı, bu vintlərin ucları çıxarıldı və düz şəkildə düzəldildi. Bütün M3 boltlar sıx bağlanmışdı.

Bədən

Gövdə, hər biri altı delikli iki lövhədən ibarətdir, hər delik Coax servo buynuzunu bağlamaq üçün istifadə olunur. Velcro istifadə edərək, alt lövhənin alt hissəsinə 6V 2800mAh gücündə iki batareya bağlandı. Batareya tutucusunun dibinin yanından keçən dörd M3 dayaq dayağı bağlandı, hər birinin altına sürüşən yumşaq rezin çəkmələri var, bu da Hexapodun dayana biləcəyi sabit bir baza təmin edir. Alt lövhənin yuxarı hissəsində Arduino Mega və onun Sensor qalxanı 5 mm -lik dörd dayaqdan istifadə edərək bağlanmışdır. Alt lövhənin üstünə 6 sm hündürlüyündə 4 x M3 ölçülü dayaqlar bağlandı, bunlar Arduino Meqanı əhatə etdi və üst lövhəyə dəstək verdi. Üst lövhədə 120 mm x 70 mm x 30 mm ölçülü bir qutu vardı, bu boyun servolarının birincisini və LCD ekranı yerləşdirəcək. İkinci 2 yuva, 2 x 18650 batareya tutacağı, üst plitənin alt hissəsinə, Hexapodun önünə baxan Arduino Mega lövhəsinin arxasına bağlandı.

Üst lövhədə hər biri dörd M2.2 vida ilə bağlanmış altı servo buynuz var. Plitənin üstünə 70 mm x 120 mm x 30 mm ölçülü bir qutu quraşdırılmışdır ki, içərisində 2 yuvalı 18650 batareya tutacağı, iki qütb açarı, yaşıl LED və IC2 16 x 2 LCD displey quraşdırılmışdır. Əlavə olaraq, birinci boyun servosu da quraşdırılır, güc və ikinci boyun servo məlumat kabeli ikinci servo və Arduino V3 NodeMcu modulunu qidalandırmaq üçün bir çuxurdan keçir. Başqa bir məlumat kabeli üst qutudan keçir və yenidən başda yerləşən HC-SR04 ultrasəs modulunu qidalandırır. İkinci bir məlumat və güc kabeli də pixie led halqasını işə salmaq üçün başın üstündən keçir.

İki servo məlumat kabeli və HC-SR04 məlumat kabeli üst lövhədən keçir, Bluetooth modulu isə neon formalı yastıq və isti yapışqan istifadə edərək lövhənin altına bərkidilir. Qalan 18 servo məlumat kabelinin kabel idarəçiliyi, alt lövhəyə bərkidilmiş 4 x M3 dayaq yuvalarına uyğun olan 4 x M3 vintlər istifadə edərək üst lövhəni alt lövhəyə düzəltmək cəhdindən əvvəl olmalıdır. Üst alt boşqabın bərkidilməsi prosesinin bir hissəsi olaraq, altı Coax servosu da alt boşqab çuxuruna və servo başı üst lövhə buynuzuna yerləşdirilərək düzgün mövqedə yerləşdirilməlidir. Altı Coax servonun üstü quraşdırıldıqdan sonra 6 M3 vida ilə bərkidilir. Altı Coax servo üçün servo buynuzlarının mövqeyinə görə, 4 x M3 dayaqların hündürlüyünü 2 mm azaltmaq lazım idi, beləliklə Coax servo yataqları alt plakaya düzgün oturdu.

BAŞ

Baş bir-birinə 90 dərəcə iki servodan ibarətdir, biri üst lövhəyə bərkidilmiş qutuda, ikincisi isə pirinç lövhənin U şəkilli bir hissəsindən istifadə edərək servo buynuzu vasitəsilə birinciyə bərkidilir. İkinci servonun buynuzu, iki bolt və qoz -fındıq olan 70 mm x 70 mm x 50 mm ölçülü bir qutuya bağlanan L formalı pirinç braketə bərkidilir. Qutunun içərisində Ardcam kamera, HC-SR04 ultrasəs modulu, Arduino V3 NodeMcu modulu və güc LED-i quraşdırılmış başlıq var. Həm ultrasəs modulu, həm də ötürücü və qəbuledici sensor başlıqları, kamera lensi kimi qutunun önündən çıxır. Qutunun kənarındakı lensi əhatə edən 16 LCD Nero pixie üzüyüdür. NodeMcu güc LED -i başın arxa plakasındakı bir deşik, elektrik kabeli, ultrasəs modulunun məlumat kabeli və pixie Neon məlumat güc kabelləri arxa plaka ilə baş lövhəsi arasındakı boşluqdan daxil olur.

ELEKTRONİK

Aşağıdakı Fritzing diaqramları bədən və baş elektronikasını göstərir. VCC və GRD xətləri, diaqramın aydın olmasına kömək etmək üçün 20 servo üçün göstərilmir. Bluetooth Tətbiqi vasitəsilə Bluetooth modulu, boyun servoları da daxil olmaqla Hexapod hərəkətini idarə edir. WIFI əsaslı Arduino NodeMcu modulu Arducam kamera modulunu idarə edir. Bütün servolar VCC, GRD və siqnal xətləri olan tək blok vasitəsilə Arduino sensor qalxanına bərkidilir. Standart 20 sm DuPont keçid kabelləri Bluetooth BT12, HC-SR04 və IC2 LCD-ni birləşdirmək üçün istifadə olunur.

AYAQ KALİBRASİYASI

Hexapodun hərəkəti üzərində iş başlamazdan əvvəl hazırlığın ən çətin sahələrindən biridir. İlkin fikir, bütün ayaqları aşağıya, Coax servolarını 90 dərəcəyə, Femur servolarını 90 dərəcəyə və Tibia servolarını 2, 4 və 6 və 75 ayaqları üçün 105 dərəcə olaraq ayaqların fiziki vəziyyətini 90 olaraq təyin etməkdir. ayaqları 1, 3 və 5 üçün. Hexapod, batareya yuvasının altındakı dörd dayağa söykənən düz bir səthə yerləşdirilmişdir. Hər ayaq arasında bərabər məsafədə və bədəndən bərabər məsafədə yerləşdiyi ayaqlar. Səviyyə səthində qeyd olunan bütün bu mövqelər. Bacakların qurulması zamanı hər bir servonun orta nöqtəsi tapıldı, bu servoların 90 dərəcə mövqeyi olmalıdır. Bu 90 dərəcə standart mövqe bütün servolarda istifadə olunur.

Coax servoları 2 və 5 iç üzləri bir -birinə paraleldir, bu 1 və 6, 3 və 4 servolarına aiddir. Bütün Femur və Coax servoları tikinti mərhələsində bir -birinə 90 dərəcə bir yerdə sabitlənir. Bütün Femur servolarında Femur qolu 90 dərəcə bir açı ilə bağlanmışdır. Bütün Tibia servoları Tibiyaya 90 dərəcə bağlanır. 2, 4 və 6 Tibia servoları Femur qoluna 105 dərəcə, Tibia servoları 1, 3 və 5 də Femur qoluna 75 dərəcə bağlanır.

Qeyd etmək vacibdir ki, sınaq zamanı bütün servoların temperaturu izlənməlidir, isti bir servo servonun çox işlədiyini və uğursuz ola biləcəyini bildirir, əksər servolar toxunmaq üçün isti olacaq.

İlkin kalibrləmə, açıldıqdan sonra Hexapodu istirahət vəziyyətindən, həm sabit, həm sabit, həm də səviyyəli və servoların heç birinin qızdırmadığı bir dayanma vəziyyətinə keçirməkdir. Sabit bir mövqe saxlamaq üçün 20 milisaniyədən az gecikmə ilə hər bir servoya yazmaq lazımdır, 10 milisaniyə istifadə edilmişdir. Bütün servolar yalnız 0 -dan 180 dərəcəyə və 180 dərəcədən 0 -a dönə bilər, buna görə də bütün Femur servoları üçün 0 və 180 dərəcə şaquli və 90 dərəcə üfüqi olur.

Hər bir servoyu bağlamadan əvvəl, əvvəlcədən təyin edilmiş servoların hər birinə indiki istirahət bucağını verən bir başlanğıc yazısı göndərildi, yəni. istirahət edərkən servonun hazırkı mövqeyi. Bu, bütün Coax servoları üçün 90 dərəcə, Femur və Tibia servoları 1, 3 və 5 üçün 55 dərəcə, Femur və Tibia servoları 2, 4 və 6 üçün 125 dərəcə idi.

Kalibrləmə seansının əvvəlində batareyaların həmişə tam doldurulması lazım olduğunu qeyd etmək vacibdir.

Hexapod həmişə istirahət mövqeyindən başlayır, bütün bədəni dörd ayaqla dəstəklənir. Bu mövqedən bütün Femur və Tibia servoları, başlanğıc mövqelərindən ayaq üstə olan mövqelərinə qədər çevrilir, bu nöqtədə bütün servolar 90 dərəcədir. Ayağa qalxma mövqeyini tamamlamaq üçün "dur" əmri verilir, bu əmr bütün ayaqların üç ayaq hərəkətindən ibarət iki dəstə (1, 5, 4 və 2, 6 və 3) yenidən yuxarı qaldırılmasını və endirilməsini tələb edir.

Addım 8: YAZILIM

Proqram üç hissədən ibarətdir, birinci hissə Arduino Mega üzərində işləyən Arduino kodudur, ikinci hissə başındakı NodeMcu modulunda işləyən Arduino kodudur. Əlaqə, Android tabletdən əmr alan Bluetooth BT12 vahidi, yəni Android Studio tərəfindən hazırlanmış xüsusi bir proqramla işləyən Samsung Tab 2 vasitəsi ilə həyata keçirilir. Hexapod -a əmrlər göndərən bu tətbiqdir. Eyni tətbiq, NodeMcu modulundan quraşdırılmış WIFI vasitəsilə canlı video axını da alır.

ANDROID KODU

Android Studio istifadə edərək hazırlanmış xüsusi Android kodu, iki ekran tətbiqinin işlədiyi platformanı təmin edir. Tətbiqin iki ekranı var, əsas ekran istifadəçiyə Hexapod -a əmr verməyə və hexapod başından gələn video lentinə baxmağa imkan verir. WIFI düyməsi ilə əldə edilən ikinci ekran, istifadəçiyə əvvəlcə altıbucaqlı Bluetooth -a, ikincisi isə altıbucaqlı başlıqdakı NodeMCU Arduino kartı tərəfindən yaradılan WIFI qaynar nöqtəsinə qoşulmağa imkan verir. Tətbiq, 9600 Baud seriyası vasitəsi ilə Tablet -dən gömülü Bluetooth vasitəsilə hexapod -a qoşulmuş BT12 Bluetooth -a tək məktub əmrləri göndərir.

ARDUINO KODU

Kodun inkişafı, Hexapodun başını və bədənini əsas funksiyalarını sınamaq üçün hazırlanmış bir test proqramının inkişafı ilə başladı. Baş və əməliyyat bədəndən tamamilə ayrı olduğu üçün, proqramın inkişafı bədən funksiyası kodu ilə paralel olaraq sınaqdan keçirildi. Baş əməliyyat kodu, əsasən servo hərəkəti daxil olmaqla əvvəlki bir inkişafa əsaslanır. Kod 16x2 LCD displey, HC-SR04 ultrasəs modulu və 16 LED işıq halqasının işini əhatə edir. Başdan canlı video lentinə WIFI girişi təmin etmək üçün əlavə kod inkişafı tələb olundu.

Bədən funksiyası kodu əvvəlcə istirahət zamanı ilkin servo qoşma və ilkin mövqeyi təmin etmək üçün hazırlanmışdır. Bu mövqedən Hexapod sadəcə dayanmaq üçün proqramlaşdırılmışdır. İnkişaf daha sonra Hexapodun əlavə hərəkətləri və baş və bədən kodu bölmələrinin Android tətbiqi ilə serial rabitə ilə birləşməsi ilə davam etdi.

Test servo kodu, ayaq və bədən hərəkətlərinin inkişafına icazə verdi, yəni:

1. InitLeg - İstirahət ayaq mövqeyinə, ayaq üstə durma mövqeyinə, sol və ya sağ gediş üçün cır ilkin ayaq mövqeyinə, irəli və ya geriyə gediş üçün ilkin ayaq mövqeyinə icazə verir.

2. Dalğa - Ön ayaqların ayaq üstə dayanmadan dörd dəfə dalğalanmasına imkan verir.

3. TurnLeg- Hexapodun sola və ya sağa dönməsinə imkan verir.

4. MoveLeg- Hexapodun irəli və ya geriyə getməsinə icazə verir.

5. CrouchLeg- Hexapodun ya ön ayaqlarının üstünə, ya da arxa ayaqlarına geriyə əyilməsinə imkan verir.

Ayaqların hərəkəti bir yerdə işləyən ayaqlara əsaslanır, buna görə 1 və 2, 3 və 4, 5 və 6 ayaqları cüt olaraq işləyir. Hərəkət iki əsas hərəkətdən ibarətdir: irəli getmək və çəkmək və arxaya itələmək. Geri çəkilmək üçün bu iki hərəkət tərsinə çevrilir, məsələn, irəli gedərkən 1 və 2 ayaqları çəkilir, 5 və 6 ayaqları itələyir, 3 və 4 ayaqları sabitlik təmin edir. Yengeç gəzintisi sadəcə eyni hərəkətlərdir, ancaq bədənə 90 dərəcə qoyulur, bu vəziyyətdə 3 və 4 ayaqları digər ayaqları ilə eyni şəkildə hərəkət edir. Gəzinti zamanı ayaq cütləri növbə ilə hərəkət edir, lakin yengeç gəzərkən 1 və 5 ayaqları cüt olaraq işləyir, 3 -cü ayaq isə 1 və 5 -ci ayaqlara alternativ addımlar üzərində işləyir.

Hərəkət funksional təsviri, hər biri müəyyən bir ardıcıllıqla bir araya gətirilən və hərəkət edən hərəkət elementlərindən ibarət olan əsas hərəkət funksiyalarının hər biri üçün gəlir.

RESTING: Ayaq üstə duraraq bütün Femur servoları bədəni dörd dayağa endirmək üçün yuxarıya doğru hərəkət edir. Eyni zamanda bütün Tibia servoları hamısı içəriyə doğru hərəkət edir.

DAYANMA: İstirahət mövqeyindən başlayaraq bütün Tibia servoları xaricə doğru hərəkət edir, bu tamamlandıqda bütün Femur servoları 90 dərəcə mövqeyə keçir, nəhayət bütün Tibia servoları eyni anda 90 dərəcə mövqeyinə keçir.

SOLA AYRAQ: 1, 3 və 5 -ci ayaqlar başdan 45 dərəcə geriyə, eyni zamanda 2, 4 və 6 -cı ayaqlar başa doğru irəliləyir. Bütün Coax servoları hazırkı mövqelərindən standart 90 dərəcə mövqeyinə qayıtdıqdan sonra bu hərəkət bədənin saat yönünün əksinə olardı.

Sağa dönmə: 1, 3 və 5 -ci ayaqlar başa doğru 45 dərəcə irəli, eyni zamanda 2, 4 və 6 ayaqları başdan geriyə doğru hərəkət edir. Bütün Coax servoları hazırkı mövqedən standart 90 dərəcə mövqeyinə keçdikdən sonra bu hərəkət bədənə doğru saat yönünde olacaq.

CROUCH İLƏ: Femur və Tibia servolarından istifadə edərək 1 və 2 ayaqları aşağı, 5 və 6 ayaqları Femur və Tibia servolarından istifadə edərək qaldırılır, 3 və 4 ayaqları standart vəziyyətdə qalır.

CROUCH BACKWARD: 1 və 2 ayaqları Femur və Tibia servoları ilə qaldırılır, 5 və 6 ayaqları Femur və Tibia servoları ilə aşağı salınır, 3 və 4 ayaqları standart vəziyyətdə qalır.

WAVING: Bu prosedur yalnız 1 və 2 ayaqları istifadə edir. Coax servoları 50 dərəcə qövsdə, Femur və Tibia da 50 dərəcə qövsdə hərəkət edir. 3 və 4 ayaqları başa doğru 20 dərəcə irəli hərəkət edir, bu daha sabit bir platforma təmin edir.

İLƏ YÜRÜŞ: 1 və 6, 2 və 5, 3 və 4 ayaqları birlikdə işləməlidir. Beləliklə, 1 -ci ayaq bədəni çəkərkən, 6 -cı ayaq bədəni itələməlidir, bu hərəkət başa çatan kimi 2 -ci və 5 -ci ayaqlar eyni hərəkəti yerinə yetirməlidir, bu hərəkət dövrlərinin hər biri isə 3 -cü və 4 -cü ayaqları yerinə yetirməlidir. rutinlə irəliləyin.

İlk ayaq modulunun funksiyaları üç ayaq hərəkətinin hər biri üçün bir dizayn yaratmağa imkan verdi. Üç ayaq hərəkəti tələb olunur, çünki əks ayaqlar sadəcə tərs hərəkətlər edir. Yeni birləşdirilmiş ayaq 1, 3 və 6 modulu ikinci tərs ayaq 2, 4 və 5 ayaq modulu üçün hazırlanmış, sınaqdan keçirilmiş və kopyalanmışdır. Altıbucaqlı ayaq hərəkətlərinin sınağı, hexapodu qaldırılmış bir bloka yerləşdirməklə əldə edildi, beləliklə ayaqları yerə toxunmadan tam hərəkət edə bildi. Ayaqların hərəkət edərkən ölçülməsi və bütün ayaqların üfüqi şəkildə 80 mm məsafədə hərəkət etməsi, eyni zamanda hərəkət zamanı yerdən ən aşağı nöqtədə 10 mm qalması müəyyən edilmişdir. Bu, Hexapodun hərəkət əsnasında yan -yana yellənəcəyi və hərəkət zamanı bütün ayaqların bərabər çəkmə qüvvəsinə sahib olacağı deməkdir.

TƏRİF YÜRÜŞ:

SƏBƏB YÜRÜYƏN SOL: İlk hərəkət 1, 2, 5 və 6 -cı ayaqları ilə hərəkət istiqamətinə doğru 45 dərəcə dönərək başlayır. Bu, bütün ayaqları səyahət istiqamətinə uyğun olaraq yerləşdirir, 3 və 4 ayaqları artıq düzgün istiqamətdədir. Hər ayağın Femur və Tibia standart 90 dərəcə mövqedən başlayır. Bu gediş, alternativ addımlar üzərində işləyən üç ayaqdan ibarət iki dəstdən ibarətdir, ayaqlar 1, 5 və 4 və ayaqlar 3, 2 və 6. Hər üç ayaq dəsti ön ayaqları ilə çəkməklə işləyir, yəni 1 və 5 və itələməklə ayaq 4, bu hərəkət daha sonra tərsinə çevrilir, belə ki, ayaq 3 və 2 və 6 ayaqları itərkən, Coax servolarından heç biri bu hərəkət zamanı heç bir iş görmür. Hər üç ayaq dəsti, ilk dəst hərəkət edərkən digər sabit ayaqları qaldırır.

Yengeç Yürüyən Sağ:

DİQQƏT: Baş sola və ya sağa yengeç gəzintisi istiqamətində dönəcək. Bu, gəzinti zamanı HC-SR04 ultra sonik aşkarlamanın istifadəsinə imkan verir.

AYAQ AYARI: Hexapodun düz durması üçün bütün ayaqların eyni hündürlükdə dayanması lazımdır. Hexapodu bloklara yerləşdirmək, sonra stend və İstirahət rejimlərindən istifadə etməklə hər bir son efektörün yerdən olan məsafəsini ölçmək mümkün idi. Əvvəlcə tutuşu əlavə etmək üçün, həm də bütün ayaqları arasında 5 mm və ya daha az olması üçün ayaq uzunluğuna az miqdarda düzəlişlər etmək üçün hər bir son effektora rezin çəkmələr əlavə etdim. Hər bir servonun 90 dərəcəyə təyin edilməsi asan idi, lakin hər servo buynuzun Femurun hər iki ucuna bağlanması problemlərə səbəb ola bilərdi və buynuzların fırlanma bucaqlarında çox kiçik fərqlər var idi. Vidaların servo buynuzların müxtəlif bərkidici deliklərinə dəyişdirilməsi bu 20 mm hündürlük fərqini düzəltdi. Proqram istifadə edərək bu hündürlük fərqlərini kompensasiya etmək əvəzinə, bu problemi həll etmək qərarına gəldim.