ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 addım

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

Hey, uşaqlar! "Hörümçək Robotu" və ya "Dördlü robot" olaraq da bilinən "Tarama robotu" kimi bu cür inanılmaz elektron layihələr hazırlayarkən sizə addım -addım yol göstərəcək yeni bir dərslik.

Hər bir orqanizm robototexnika texnologiyasının yüksək sürətlə inkişaf etdiyini fərq etdiyindən, biz sizi robototexnika və robot istehsalı sahəsində daha yüksək səviyyəyə qaldırmağa qərar verdik. Sizi elektronika ilə bir az tanış etmək və öz layihələrinizi icad etmək üçün PICTO92 kimi əsas elektron layihələr və əsas robot hazırlayaraq bir müddət əvvəl başladıq.

Başqa bir səviyyəyə keçərkən, konsepsiyada əsas olan bu robotla başladıq, ancaq proqramını dərindən öyrənsəniz bir az çətinləşəcək. Və bu gadget'lar veb mağazasında çox bahalı olduğundan, öz Spiderbotunuzu düzəltmək üçün sizə bu addım -addım təlimatı veririk.

Bu layihə, robotumuzun görünüşünü yaxşılaşdırmaq üçün JLCPCB -dən sifariş verdiyimiz xüsusi PCB aldıqdan sonra xüsusi olaraq etmək üçün çox əlverişlidir və bu təlimatda tarayıcınızı asanlıqla yaratmağınıza imkan verən kifayət qədər sənəd və kod var.

Bu layihəni yalnız 7 gündə etdik, yalnız iki gün ərzində aparat hazırlamağı və yığmağı başa çatdırdıq, sonra kodu və android tətbiqini hazırlamaq üçün beş gün. vasitəsilə robotu idarə etmək üçün. Başlamadan əvvəl əvvəlcə baxaq

Bu dərslikdən nə öyrənəcəksiniz:

1. Layihə funksiyalarından asılı olaraq doğru komponentləri seçmək
2. Bütün seçilmiş komponentləri birləşdirmək üçün dövrə qurmaq
3. Layihənin bütün hissələrini yığın
4. Robot balansının miqyası
5. Android tətbiqindən istifadə. Bluetooth vasitəsilə əlaqə qurmaq və sistemi manipulyasiya etmək

Addım 1: "Hörümçək Robotu" nədir

Adından da göründüyü kimi, robotumuz sipder hərəkətlərinin əsas nümayəndəsidir, lakin səkkiz ayaq yerinə yalnız dörd ayaq istifadə etdiyimiz üçün eyni bədən hərəkətlərini yerinə yetirməyəcək.

Dörd ayağı olduğu üçün bu ayaqları istifadə edərək hərəkət etdiyi üçün hər dörd ayağın hərəkəti robot bədən mövqeyini təyin etmək və robot bədən tarazlığını idarə etmək üçün digər ayaqları ilə əlaqədardır.

Ayaqlı robotlar ərazini təkərli həmkarlarından daha yaxşı idarə edir və müxtəlif və heyvani şəkildə hərəkət edir. Ancaq bu, bacaklı robotları daha mürəkkəb və bir çox istehsalçı üçün daha az əlçatan edir. həm də istehsal xərcləri və istehsalçının tam bədən yaratmaq üçün xərcləməli olduğu yüksək keyfiyyətlər, çünki servo mühərriklərə və ya pilləli mühərriklərə əsaslanır və hər ikisi də təkərli robotlarda istifadə edilə bilən DC mühərriklərindən daha bahalıdır.

Üstünlüklər

Təbiətdə çoxlu quşçuluq tapa bilərsiniz, çünki dörd ayaq passiv sabitliyə və ya mövqeyi aktiv şəkildə tənzimləmədən ayaqda qalmağa imkan verir. Eyni şey robotlara da aiddir. Dörd ayaqlı robot, daha çox ayağı olan bir robotdan daha ucuz və sadədir, buna baxmayaraq sabitliyə nail ola bilir.

Addım 2: Əsas Aktuatorlar Servo Motorlardır

Vikipediyada müəyyən edildiyi kimi bir servomotor, bucaqlı və ya xətti mövqeyi, sürəti və sürətlənməni dəqiq idarə etməyə imkan verən fırlanan aktuator və ya xətti aktuatordur. [1] Vəzifə geribildirimi üçün sensora qoşulmuş uyğun bir motordan ibarətdir. Həm də nisbətən inkişaf etmiş bir nəzarətçi, tez -tez servomotorlarla istifadə üçün xüsusi olaraq hazırlanmış xüsusi bir modul tələb olunur.

Servomotorlar xüsusi bir mühərrik sinfi deyil, baxmayaraq ki, servomotor termini tez-tez qapalı döngə idarəetmə sistemində istifadə üçün uyğun bir mühərriki ifadə etmək üçün istifadə olunur.

Ümumiyyətlə, nəzarət siqnalı kvadrat dalğalı bir nəbz qatarıdır. Nəzarət siqnalları üçün ümumi tezliklər 44Hz, 50Hz və 400Hz -dir. Müsbət nəbz genişliyi servo mövqeyini təyin edən şeydir. Təxminən 0,5 m -lik müsbət bir nəbz genişliyi servo buynuzunun sola doğru əyilməsinə səbəb olacaq (ümumiyyətlə sözügedən servodan asılı olaraq təxminən 45-90 dərəcə). Təxminən 2,5 ms -dən 3,0 m -ə qədər olan müsbət bir nəbz genişliyi servonun mümkün qədər sağa əyilməsinə səbəb olacaq. Təxminən 1,5 millik bir darbe eni servonun 0 dərəcə neytral mövqedə qalmasına səbəb olacaq. Çıxış yüksək gərginliyi ümumiyyətlə 2,5 volt və 10 volt arasındadır (tipik 3V ilə). Çıxış aşağı gərginliyi -40mV ilə 0V arasında dəyişir.

Addım 3: PCB istehsalı (JLCPCB tərəfindən istehsal olunur)

JLCPCB haqqında

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Çinin ən böyük PCB prototip müəssisəsidir və sürətli PCB prototipi və kiçik partiyalı PCB istehsalında ixtisaslaşmış yüksək texnologiyalı bir istehsalçıdır.

PCB istehsalında 10 ildən çox təcrübəsi olan JLCPCB, gündə 8000 -dən çox PCB prototipinin online sifarişi və az miqdarda PCB istehsalı ilə evdə və xaricdə 200.000 -dən çox müştəriyə malikdir. İllik istehsal gücü 200.000 kv.m. müxtəlif 1 qatlı, 2 qatlı və ya çox qatlı PCB-lər üçün. JLC, geniş miqyaslı, yaxşı avadanlıqlar, ciddi idarəetmə və üstün keyfiyyətə malik peşəkar bir PCB istehsalçısıdır.

Qayıdaq layihəmizə

PCB istehsal etmək üçün bir çox PCB istehsalçısının qiymətini müqayisə etdim və bu dövrəni sifariş etmək üçün ən yaxşı PCB təchizatçıları və ən ucuz PCB təminatçılarını JLCPCB seçdim. Etməyim lazım olan şey, gerber faylını yükləmək və PCB qalınlığının rəngi və miqdarı kimi bəzi parametrləri təyin etmək üçün bir neçə sadə klikdir, sonra PCB -ni yalnız beş gündən sonra əldə etmək üçün cəmi 2 Dollar ödədim.

Əlaqədar şemtikin şəklini göstərdiyi kimi, bütün sistemi idarə etmək üçün bir Arduino Nano istifadə etdim və bu layihəni daha yaxşı etmək üçün robot hörümçək formasını hazırladım.

Circuit (PDF) faylını buradan əldə edə bilərsiniz. Yuxarıdakı şəkillərdə görə biləcəyiniz kimi, PCB çox yaxşı istehsal olunmuşdur və dizayn etdiyim eyni PCB hörümçək formasına sahibəm və lehimləmə mərhələlərində mənə yol göstərmək üçün bütün etiketlər və loqotiplər var.

Eyni sxem dizaynı üçün sifariş vermək istəsəniz, bu dövrənin Gerber faylını buradan da yükləyə bilərsiniz.

Addım 4: Tərkibi

İndi bu layihə üçün lazım olan komponentləri nəzərdən keçirək, dediyim kimi robotun dörd ayağı olan 12 servo motorunu işə salmaq üçün Arduino Nano istifadə edirəm. Layihədə Cozmo üzlərini göstərmək üçün OLED displey və robotu android tətbiqetməsi ilə idarə etmək üçün bluetooth modulu da var.

Bu cür layihələr yaratmaq üçün bizə lazım olacaq:

• - JLCPCB -dən sifariş etdiyimiz PCB
• - Hər ayaq üçün 3 servo xatırladığınız kimi 12 Servo mühərriki:
• - Bir Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth modulu:
• - Bir OLED Ekran:
• - 5 mm RGB LED:
• - Bəzi başlıq əlaqələri:
• - Və robot gövdəsi, onları 3D printerdən istifadə edərək çap etməyiniz lazım olduğunu söyləyir

Addım 5: Robot Birləşir

İndi PCB hazırdır və bütün komponentlər çox yaxşı lehimlənmişdir, bundan sonra robot gövdəsini yığmalıyıq, prosedur o qədər asandır ki, göstərdiyim addımları izləyin, əvvəlcə hər ayağı bir tərəfə hazırlamalı və düzəltməliyik. Biri, oynaqlar üçün iki servo mühərrikə və bu kiçik əlavə hissəsi olan Coxa, Femur və Tibia çaplı hissələrə ehtiyacımız var.

Robotun bədən hissələri haqqında STL fayllarını buradan yükləyə bilərsiniz.

İlk servodan başlayaraq, yuvasına qoyun və vintləri ilə tutun, sonra servoları baltanı 180 ° döndərin və vintləri bağlamayın və Femurun tibiyaya bağlayacağı digər hissəyə keçin. ilk servo birləşmə baltasından və bağlama hissəsindən istifadə edin. Ayağı tamamlamaq üçün son addım, ikinci oynağı yerləşdirməkdir, yəni ayağın üçüncü hissəsini tutmaq üçün ikinci servo, yəni Coxa parçasıdır.

İndi dörd ayağın hazır olması üçün bütün ayaqları eyni şeyi təkrarlayın. Bundan sonra, yuxarı şassini götürün və qalan servoları yuvalara yerləşdirin və sonra hər ayağını müvafiq servoya bağlayın. Elektron lövhəmizi yerləşdirəcəyimiz alt robot şassisi olan yalnız son bir çap hissəsi var

Addım 6: Android Tətbiqi

Android haqqında danışmaq sizə imkan verir

Robotunuza Bluetooth vasitəsilə qoşulun və irəli və geriyə hərəkətlər və sol sağa dönmə edin, bu rəng çarxından istədiyiniz rəngi seçərək robotun işığının rəngini real vaxtda idarə etməyə də imkan verir.

Android tətbiqini bu linkdən buradan pulsuz yükləyə bilərsiniz: burada

Addım 7: Arduino Kodu və Test Doğrulama

İndi robot demək olar ki, işə hazırdır, amma əvvəlcə oynaqların açılarını təyin etməliyik, buna görə də servoları 90 dərəcə bağlayaraq hər bir servoyu düzgün yerə qoymağa imkan verən quraşdırma kodunu yükləyin. 7V -ni bağlamağı unutmayın. Robotu işə salmaq üçün DC batareyası.

Sonra android tətbiqindən istifadə edərək robotu idarə etmək üçün əsas proqramı yükləməliyik. Hər iki proqramı bu linklərdən yükləyə bilərsiniz:

- Ölçmə servo kodu: yükləmə linki- Hörümçək robotunun əsas proqramı: yükləmə linki

Kodu yüklədikdən sonra əsas kodda etdiyim Cozmo robot təbəssümlərini göstərmək üçün OLED displeyini bağladım.

Yuxarıdakı şəkillərdəki uşaqları gördüyünüz kimi, robot daha çox yağ əldə etmək üçün ağıllı telefonumdan göndərilən bütün təlimatlara və hələ də bəzi digər inkişaflara əməl edir.