ICBob - Bobdan ilham alan ikiayaqlı robot: 10 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Biz Bridgeville Delaware İctimai Kitabxanasından Yeniyetmə Təsəvvür Klubuyuq. Elektronikanı, kompüter kodlaşdırmasını, 3D dizaynını və 3D çapını öyrənərkən sərin layihələr edirik.

Bu layihə, BoB BiPed Arduino əsaslı bir robotla uyğunlaşmağımızdır. Ən çox sevdiyimiz Arduino enerji mənbəyi olan Powerbot telefon güc bankından istifadə etmək üçün bədəni yenidən dizayn etdik. Bu ucuz şarj edilə bilən 5 volt güc mənbəyi, Arduino layihələrimizi gücləndirmək üçün əladır və istənilən USB divar şarj cihazı ilə doldurulur. Arduped iki ayaqlı robotdan 3 barmaqlı ayaqları da MÜHƏMMİ göründükləri üçün uyğunlaşdırdıq. Lazım olan hissələri haradan əldə edəcəyinizi, robotu necə yığacağınızı və hətta onu gəzdirmək üçün sizə asan Arduino kodunu verəcəyik. On bir ICBob robotumuzu düzəltməklə çox vaxt keçirdik. Özünüz üçün necə hazırlanacağını öyrənmək istəyirsinizsə oxumağa davam edin.

Addım 1: Ehtiyac duyacağınız hissələr və alətlər

ICBob aşağıdakı hissələr dəsti üçün hazırlanmışdır. Əvəz etmələr mümkün olsa da, onların işləməsi üçün bədəni dəyişdirməlisiniz. Ən sevdiyimiz təchizatçı Yourduino.com -dur, lakin bəzi məhsullar üçün Amazon və ya Ebay -a getməyiniz lazım olacaq.

Məhsul Mövcudluğu Güncellemesi- Yourduino artıq Mikro Sehrbazı daşımır və Dagu tərəfindən dayandırıldıqlarını söyləyir. Dagu veb saytında hələ də https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137 mövcuddur və əgər onlar yoxdursa, S4A EDU nəzarətçisi dəyişdirilmənin azalmasıdır və 5 voltda işləyir.

Hissələri

• 1x- MICRO Sehrbaz nəzarətçisi
• 4x- SG 90 servo
• 1x- HC-SR04 Ultrasonik sensor
• 1x- Powerbot güc bankı 2600mAh (3000mAh Powerbot diametri daha böyükdür və uyğun olmayacaq)
• 1x- DIP 5 Pin Pinboard üçün Dişi MICRO USB
• 1x- 20 sm 40 pinli düz qadın dişi ucları
• 1x-10k rezistor
• 4x- 2-56 x 3/8 vintlər (alternativ isti yapışqan)

3D çap - Stl faylları Thingiverse şeyində mövcuddur: 1313344

• 1x bədən
• 1 x qabıq
• 2x diz
• 1x- sol ayaq
• 1x- sağ ayaq

Alətlər

• Arduino IDE ilə kompüter
• Arduino VarSpeedServo kitabxanasına əlavə edin
• MICRO Magician Driver (bəzi əməliyyat sistemləri üçün lazımdır)
• 3D printer (və ya hissələri hazırlanır)
• 3D hissə təmizləmə vasitələri
• Lehim dəsti (yalnız USB adapterindəki pinlər üçün)
• İsti yapışqan silahı
• Kiçik Philips tornavida
• usb şarj cihazı

Bu Təlimat Arduino istifadəsi haqqında əsas biliklərə malik olduğunuzu güman edir. Arduinoda yenisinizsə, daha çox məlumatı https://www.arduino.cc/ saytından öyrənə bilərsiniz.

MICRO Magician üçün Board seçin - Arduino Pro və ya Pro Mini (3.3V, 8MHz)/ ATmega328

Eskizlərimizdən istifadə etmək üçün Kormanın VarSpeedServo kitabxanasına ehtiyacınız olacaq. Kitabxanası haqqında daha çox məlumatı burada tapa bilərsiniz, lakin yeni IDE ilə uyğun olan yükləməmizi istifadə edin. Aşağıdakı VarSpeedServo.zip faylını yükləyin və arduino/libraries qovluğuna açın.

Sisteminiz nəzarətçini tanımırsa, MICRO Magician CP210x sürücüsünü quraşdırmalısınız. Bu sayt sürücünün quraşdırılmasına kömək edə bilər

Addım 2: Bina qurmağa başlayaq - Ayaqları yığın

Bu addım üçün 2 - 3D çaplı diz və 4 servo paketə ehtiyacınız olacaq.

Dizləri təmizləməklə başlayın. 2 servo buynuz çuxuru tək tərəfli servo buynuzlara uyğun olmalıdır. Onları L (.290) hərfli bir matkapla təmizlədik. Onları # 2 (.220) ölçülü bir qazma ucu ilə təmizlədik.

4 servo buynuzu dizlərə yerləşdirin. Buynuzu servo paketi ilə birlikdə gələn daha böyük vintlərdən istifadə edərək bağlayın. Vidayı diz tərəfdən keçirin və servo buynuzundakı kiçik deliklərdən birinə sıxın. Bir vida üçün bir tornavida ilə bir açı ilə sıxmaq lazımdır, ancaq mümkündür. İstəyirsinizsə, yan kəsici kəlbətinlə yapışan vida nöqtələrini kəsə bilərsiniz.

4 servo mili dizə bağlanmadan əvvəl mərkəzləşdirilməlidir. Yarım nöqtəni tapmaq üçün mili fırlanaraq yumşaq bir şəkildə hərəkət etdirərək əllə edə bilərsiniz. Daha yaxşı bir yol, pin 12 -yə bir servo bağlamaqdır. Aşağıdakı icbob_servo_center.zip faylını yükləyin. Arduino qovluğunu açın. Sonra hər bir servo üçün bu Arduino eskizini işlədin.

Kalça (yuxarı) servolarını dizlərə yığaraq başlayın. Mili hərəkət etdirmədən, itburnu servoya dizlərə paralel olaraq digər servo buynuzuna (ön) baxan şəkildə bağlayın. Servo paketdən bir kiçik vida ilə bərkidin. Digər diz üçün təkrarlayın.

İndi ayaq biləyi servoları üçün. Unutmayın ki, sağ və sol ayaq biləkləriniz olacaq, belə ki ayaqlar bir -birinin güzgü şəkilləri olacaq. Ayaq biləyi servosunu yığmaq üçün dizi bir az yaymaq məcburiyyətində qalacaqsınız, beləliklə servonu sıxmadan əvvəl fotoşəkildə olduğu kimi istiqamətləndirin. İş milini döndərməyin. Kiçik bir vida ilə bərkidin. Sağ və sol ayaqla bitirməyiniz üçün digər dizinizlə təkrarlayın.

Addım 3: Bina - Bacakları Bədənə Bağlayın

Bu addım üçün 2 ayaq montajına və 3D çaplı bazaya ehtiyacınız olacaq. Ayrıca (4) 2-56x3/8 özünü vurma vintləri və ya isti yapışqan lazımdır.

Bacak qurğusu, kalça servoları vasitəsilə bazaya bağlanır. Əvvəlcə 2 servo teli bazanın altına keçirin. Hüquqları və solları düşünün. Rəsmdən göründüyü kimi, ayaq biləyi teli yarım ayda kəsilir, ancaq servo bağlanmadan əvvəl ayaq biləyi telini taxmalısınız. Qıç telinin (servoya daxil olduğu yer) əvvəlcə düzbucaqlı çuxurdan (önə) keçməsi üçün servoyu əymək lazımdır. Sıx bir şəkildə oturur, ancaq arxa tərəfi sürüşməlidir. İndi bazanı çevirin və servoyu 2 vida ilə bağlayın və ya alternativ olaraq isti yapışqan işləməlidir. Proseduru digər ayaq üçün də təkrarlayın.

Addım 4: Bina - Ayaqları bağlayın

Bu addım üçün montajınıza əlavə etmək üçün sol ayağa və sağ ayağa ehtiyacınız olacaq. İsti yapışdırılırlar, buna görə də yapışqan silahını yandırın.

Ayaqlarındakı yuvaları yaxşı təmizlədiyinizə əmin olun. Təmizlədikdən sonra servonun ayağa yumşaq bir şəkildə oturmasını yoxlayın. Dizdəki dönmə çuxurunun ayağındakı dönmə piminə oturduğundan əmin olun. Ayağı sıxdırsa, onu geri çəkmək üçün servo ilə ayaq arasında nazik bir tornavida istifadə etmək yaxşıdır. Yaxşı bir test aldıqdan sonra ayağınıza bir qəpik isti yapışqan qoyun, sonra servoya ayağa basın. Dönmə sahəsinə yaxın yapışqan almaqdan çəkinin. Botunuzun ayaq üstə dayanması üçün digər tərəfi də təkrarlayın.

Addım 5: Kablolama - Servolar və Güc

Bu addımda MICRO Magician nəzarətçisinə, başlıq pinləri olan mikro USB adapter lövhəsinə, düz kabelə və dayanacaq botuna ehtiyacınız olacaq. Bu mərhələdə lehim və isti yapışdıracaqsınız, buna görə də bu alətləri hazırlayın.

Powerbot güc bankı, qısa USB -dən mikro USB kabelinə qədər gəlir. Batareyanı doldurmaq üçün mikro USB batareyanın şarj yuvasına qoşulur və USB divar şarj cihazına gedir. ICBobu gücləndirmək üçün bu kabeldən yenidən istifadə edəcəksiniz. Batareya çıxışı USB vasitəsi ilədir, buna görə də botu gücləndirmək üçün mikro USB adapter lövhəsi ilə əlaqə qururuq.

Əvvəlcə adapteri yığmağa icazə verin. Növbəti addımlar üçün fotoya baxın. Botu gücləndirmək üçün yalnız 2 kənar pindən (gnd və V+) istifadə edəcəksiniz. Qısa tərəfi təxminən 3/16 düymlükdə çıxacaq şəkildə başlıqdakı 2 kənar sancağı diqqətlə sürüşdürün. Kəlbətinlə 2 uzun sancağı 60 dərəcə bükün. Lövhələr kövrək olduğu üçün lehimdən əvvəl bükün. Başlığı göstərildiyi kimi daxil edin və güc üçün bütün sancaqları arxa tərəfə lehimləyin. İstifadə edilməmiş bütün sancaqları həm öndən, həm də arxadan mümkün qədər qısa şəkildə kəsin. Adaptoru barelə yapışdırmadan əvvəl, kifayət qədər boşluq əldə etməyiniz üçün mikro USB kabelini bağlayın. Adaptörün arxasına böyük bir isti yapışqan qoyun və sonra lülə üzərində göstərilən yerə qoyun. Sərtləşənə qədər saxlayın.

Sonra 4 servo konnektoru nəzarətçiyə bağlayın. MICRO Sehrbazını bəyənirik, çünki asan servo naqilləri üçün 3 pinli konnektoru var. Daha qaranlıq rəngli tel (qəhvəyi?) Lövhənin kənarına doğru gedir. Daxil olan Arduino eskizlərində aşağıdakı sancaqlar istifadə olunur.

• Sağ Kalça (RH) - pin 9
• Sağ Ayaq Biləyi (RA) - pin 10
• Sol Kalça (LH) - pin 11
• Sol Ayaq Biləyi (LA) - pin 12

Lövhəyə elektrik bağlantısı üçün düz kabeldən bir cüt tel çəkin. Sonar naqilləri üçün bu düz kabeldən daha çox istifadə edəcəksiniz. Cütün bir ucunu mikro USB adapterinə qoşun. Botun ön hissəsinə daha yaxın olan pin torpaqdır və digər V+. Digər ucu açarın yaxınlığındakı nəzarətçiyə bağlanır. V+ teli sənədlərdə 'Battery IN' etiketli pinə bağlanır. Topraklama telini 'Gnd' pininə 'Battery IN' pinindən bir az yuxarı bağlayın.

Vacib! - D1 pin dəstinin üstündə 'V+ select' tullanan var. Bu tullanan INSIDE pin pinində olmalıdır, əks halda servolar işləməyəcək.

Nəhayət, bazadakı nəzarətçi yuvasını təmizləyin ki, nəzarətçi möhkəm otursun. Batareyanı bağlaya və işə saldığınızdan əmin olmaq üçün nəzarətçini yandıra bilərsiniz.

Addım 6: Proqramlaşdırma - Ev Kalibrləmə Kodu

Proqramlaşdırma seçimlərimiz haqqında bir neçə kəlmə

Bu layihənin prototipini hazırlayarkən, BoB Biped -ə "Robotlar Yarataq" dərsliyində hərəkət etməyi öyrətmək üsulundan istifadə etdik. Bob Poser proqramı sərin idi və onunla oynayaraq əyləndik. Problem, Naviqasiya eskizindəki 600+ kod sətirinin gənclərin bilik səviyyəsindən xeyli yüksək olması idi. Bu layihəni onlar üçün daha çox öyrənmə təcrübəsi halına gətirmək üçün Poser kodundan bir neçə fikir toplamağa və sonra boş bir səhifədən başlamağa qərar verdik. Yeniyetmələr Arduino laboratoriyalarımızda servoları öyrənərkən artıq VarSpeedServo kitabxanasından istifadə edirdilər. VarSpeedServo -nun servoların vaxt və sürət vəzifələrini idarə edə biləcəyini görmək qərarına gəldik ki, yalnız mövqelərə konsentrasiya olaq. Yaranan kod əla işləyir və tam walk_avoid_turn eskizində 100 -dən az kod xətti var. Yeniyetmələrin öyrənmələri lazım olan yeganə yeni anlayışlar 2 ölçülü seriallar və bu məlumatlara kodla necə daxil olmaq idi. Zövq alın!

Evin Kalibrlənməsi

Onları yığarkən servo milləri mərkəzləşdirdiniz. İndi nə qədər yaxınlaşdığınızı və ev mövqelərini dəqiq tənzimlədiyinizi görəcəksiniz. 1 -ci addımdan VarSpeedServo kitabxanasının quraşdırıldığından əmin olun. Aşağıdakı icbob_home_calibration.zip faylını yükləyin və Arduino qovluğuna açın. Eskizi Arduino IDE -də açın. Batareya ilə MICRO Magician -ı işə salın. Kompüteri lövhəyə qoşun və kodu yükləyin. Çox güman ki, servo ev mövqeləri mükəmməl olmayacaq. Kodda aşağıdakı bölməni tapın. Düzgün olana qədər yükləməyə və tənzimləməyə davam edin.

//…………………………………………………….

// 90 dərəcəyə təyin edilmiş 4 hm dizi üzvlərindən başlayın. sonra // bu ayarı dizlər düz irəli və ayaqlar düz olacaq int hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // hər bir servo RH, RA, LH, LA üçün ev mövqeyini tutacaq sıra // …………………………………………………

Nömrələrinizdən biri 50 -dən az və ya 130 -dan çox olarsa, geri çəkilməli və ayaqları sökməlisiniz və milləri mərkəzə yaxınlaşdırmalısınız.

Yaxşı bir ev mövqeyinə sahib olduqdan sonra nömrələri yazın. Qalan eskizlər üçün bu nömrələrə ehtiyacınız olacaq.

Addım 7: Proqramlaşdırma - Generator Kodunu köçürün

İndi botunuzu hərəkət etdirmək üçün. Aşağıdakı icbob_move_generator.zip faylını yükləyin və Arduino qovluğuna açın. Eskizi Arduino IDE -də açın. Aşağıdakı kod hissəsini tapın. Eskizdə botunuz üçün qeyd etdiyiniz ev mövqelərini yerləşdirin.

// hm dizisinin üzvlərini robotunuz üçün ev mövqelərinə təyin edin

// icbob_home_calibration eskizini istifadə edərək tapmaq olar const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // hər bir servo RH, RA, LH, LA üçün ev mövqeyini tutacaq sıra

Aşağıdakı kod bölməsi, hərəkət ardıcıllığının daxil edildiyi yerdir. Hər bir sətrin, ev mövqeyinə nisbətən 4 servo (RH, RA, LH, LA) üçün mövqeləri var.

// mv array məlumatları. Hər bir xətt, 4 servo üçün bir 'çərçivə' və ya mövqedir

// Birdən çox xətt, döngəyə salınacaq // hərəkət, dönmə, rəqs və ya digər hərəkətlər yaratmaq const int mvct = 6; // Bu sayını const int mv [mvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} massivindəki sətirlərin sayına bərabər edin, // Bu əvvəlcədən yüklənmiş ədədlər irəli addım atmalıdır {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Bu, mv serial məlumatlarını servo yavaş hərəkətlərə çevirən koddur

void loop () // loop sonsuza qədər təkrarlanır

{// Rh.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp) sayına görə (int x = 0; x <mvct; x ++) {// dövrü üçün hərəkət ardıcıllığı edin; // RA.slowmove (hm [1] + mv [x] [1], svsp) massivində 'çərçivələr' sətirləri; LH.yavaş hərəkət (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA.slowmove (hm [3] + mv [x] [3], svsp); gecikmə (çərçivə gecəsi); }}

Bota yükləyin. Bot 2 saniyə ev mövqeyinə gedəcək və sonra irəli bir döngə başlayacaq. Cədvəl çox sürüşkən olmasa daha yaxşı olar.

Onun gəzdiyini görməkdən yorulduqda, öz hərəkətlərinizi sınaya bilərsiniz. Eskizin adını dəyişdirmək üçün 'kimi saxla' istifadə edin. Sonra nömrələrlə oynayın və nə edə biləcəyinizə baxın. Nömrələri +50 ilə -50 arasında saxlayın, əks halda servoları gərginləşdirə bilərsiniz. Xətləri əlavə etsəniz və ya çıxarsanız, dəyişikliyi əks etdirmək üçün mvct dəyərini dəyişdirməlisiniz. Əylənin!

Addım 8: Kablolama - HC -SR04 Sonar Sensoru (Gözlər)

Bu addım üçün icbob_shell 3D çapına, HC-SR04 ultrasəs sensoruna, dişi düz kabelə və bir 10k ohm rezistora ehtiyacınız olacaq. Bu, siyahımızdakı hissələri bitirməlidir. Bəli!

Orta sıxlıq üçün qabıqdakı sensor deliklərini təmizləyin. Sınaq zamanı sensora çox təzyiq etməyin. Kabel qurmaq üçün qabıqdan çıxarın.

Sonra düz kabeldən 4 tel çıxarın. 4 teli HC-SR04 sensor pinlərinə bağlayın.

MICRO Magician daxili olaraq 3.3 volt üzərində işləyir və sancaqlar yalnız 3.3 voltluq bir siqnal qəbul edə bilər. Problem HC-SR04 5 voltda işləyir. 'Tetik' siqnalı olaraq 3.3 voltluq bir girişdən istifadə edə bilər, ancaq 'əks -səda' siqnalı göndərəndə 5 voltdur və birbaşa bağlandıqda nəzarətçi girişini zədələyəcək. Girişi qorumaq üçün 'echo' telinə 10k ohm cərəyan məhdudlaşdıran bir rezistor qoymalıyıq.

YENİLƏNİB: Yalnız 10K rezistor daxilində heç bir problem yaşamamağımıza baxmayaraq, şərhlərdə ən yaxşı təcrübənin burada bir gərginlik bölücü dövrə istifadə edilməli olduğunu göstərir. 10K rezistora əlavə olaraq 'echo' və 'ground' arasına 15K rezistor qoyulmalıdır.

Rezistoru kəsin.5 düym. Rezistor düz kabelinizdəki 'echo' telinə girir. Yerdə qalmasına kömək etmək üçün əlaqəyə bir damla super yapışqan qoyduq.

Eskiz, tetik üçün pin 13 və echo üçün pin 3 istifadə edir. Kənardan mərkəzə doğru işləyən 'gnd', 'vcc', 'trig' üçün nəzarətçi üzərindəki pin 13 qrupunu istifadə edin. Düzəltmək üçün burada bir neçə tel kəsmək məcburiyyətində qalacaqsınız. Rezistorlu 'echo' teli dişi pin 3 yuvasına bağlanır.

Növbəti mərhələyə keçməzdən əvvəl sensoru yoxlamaq istəyirsinizsə, test etmək üçün https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance səhifəsindəki ilk eskizdən istifadə edə bilərsiniz. Batareyanın bağlı olması lazımdır. Seriyalı monitorda məsafə oxunuşunu görə bilərsiniz. Eskizdə 'trigger_pin' in 13 və 'echo_pin' in 3 -ə qoyulduğundan əmin olun.

Sensoru qabığa quraşdırmağın ən yaxşı yolu, pinləri yuxarıya doğru yönəltmək və tellərin bükülüb sensorun gözləri ilə qabığı arasında yerləşdirilməsidir.

Addım 9: Proqramlaşdırma - Walk_Avoid_Turn Kodu

Hamısını bir araya gətirmək. Bütün hissələr yığılır. Tam kodu yükləməyə, qabığı taxmağa və öz işini görməyə hazırıq.

Rutini bilirsən. Aşağıdakı icbob_walk_avoid_turn.zip faylını yükləyin və Arduino qovluğuna açın. Eskizi Arduino IDE -də açın. Aşağıdakı kod bölməsini tapın. Eskizdə botunuz üçün qeyd etdiyiniz ev mövqelərini yerləşdirin.

// hm dizisinin üzvlərini robotunuz üçün ev mövqelərinə təyin edin

// icbob_home_calibration eskizini istifadə edərək tapmaq olar const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // hər bir servo RH, RA, LH, LA üçün ev mövqeyini tutacaq sıra

Bu eskiz, 'dönüş' hərəkəti üçün ikinci bir hərəkət dizisi və ikinci yavaş hərəkət kodu əlavə edir.

// massiv məlumatlarını irəli aparın

const int fwdmvct = 6; // Bu sayını const int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20}, // irəli hərəkət çərçivələri {30, -40, 30 sıra sətirlərinin sayına bərabər edin, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // array data const int trnmvct = 5 çevir; // Bu sayını const int trnmv [trnmvct] [4] = {{-40, 0, -20, 0}, // hərəkət çərçivələrini çevirmək {-40, 30, -20 sıra sətirlərinin sayına bərabər edin, 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

Düz gedəcəyimizə və ya döndüyümüzə qərar vermək üçün sonar maneə aşkarlama kodunu və 'başqa' 'başqa' ifadəsini əlavə etdik.

Son montaj və işə salınma

Batareyanı elektrikdən kənarda qoyun və eskizi yükləyin. Proqramlaşdırma kabelini ayırın. Denetleyicinin güc açarının aşağı 'açıq' vəziyyətdə olduğundan əmin olun. USB elektrik kabeli üst çuxurdan yapışaraq qabığı diqqətlə bazaya sürüşdürün. Batareyanı qoyun. ICBobunuz 7 düymdən daha yaxın maneələrin qarşısını almaq üçün hərəkət etməyə və dönməyə başlamalıdır.

Addım 10: yekunlaşdırma

Ümid edirik ki, ICBob qurmaq bizimki qurduğumuz qədər çox əylənəcək. Hər hansı bir sualınız və ya şərhiniz varsa bizə bildirin. Birini qurarsanız, burada və ya Thingiverse haqqında bizə bildirin.