Flex Bot: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Бұл нұсқаулықты сіздің бұлшықеттеріңіз басқаратын 4 доңғалақты робот шассиін жасау үшін қолданыңыз!

1 -қадам: Әңгіме

Біз Ирвингтон орта мектебінің екі жасөспіріміміз, PLTW сыныбының Инженерия принциптерін үйренеміз. Біздің мұғалім Бербави ханым бізге Maker Faire Bay Area -да көрсетілетін SIDE жобасын таңдауға мүмкіндік берді. Біз «Backyard Brains» (https://backyardbrains.com) деп аталатын веб -сайтты таба алдық, бұл бізге қозғалтқышты жылжыту үшін бұлшықеттің иілуін қолдану идеясын дамытуға көмектесті. Біздің мұғалім бізге Arduino микроконтроллерін, EMG бұлшықет сенсорын, векс жабдығын, секіргіш сымдар мен батареяларды берді. Содан кейін біз бұрынғы бағдарламалау мен робототехника дағдыларын қолдандық (бәсекеге қабілетті робототехника мен тағылымдамадан өту арқылы үйрендік) бұлшық еттеріміздің көмегімен басқарылатын шассиді құрастыру үшін! Бұл жобаны біз интернеттегі зерттеулерден кейін көргеніміздей, бұрын ешкім жасаған жоқ, демек, біз бәрін басынан бастап жасауымыз керек еді! Бұл көп тестілеуді, өзгертуді және қайта тестілеуді қажет етті, бірақ біздің соңғы жобалық жұмысымызды ақырында көру оған тұрарлық болды.

2 -қадам: негізгі сипаттамасы

Біздің жоба негізінен 4 дөңгелекті, 4 моторлы робот шассиі, ол Arduino микроконтроллері арқылы басқарылады. Arduino -ға бұлшықет кернеуінің деректерін Arduino аналогтық портына жіберетін EMG бұлшықет сенсоры бекітілген. Бірнеше цифрлық түйреуіштер мен 5 вольтты түйреуіштер Arduino шассиінің жоғарғы жағындағы тақтаға қосылады, 4 қозғалтқышты қуаттандырады және оларға сигналдық сигналдарды жібереді.

Жалпы алғанда, иілу кезінде EMG сенсоры жазған кернеудің дисперсиясы цифрлық портқа мотор контроллерінің деректер түйреуішіне деректерді жіберу үшін сигнал береді, бұл қозғалтқышты қосады. Сонымен қатар, бізде Arduino аналогтық түйреуіштеріне қосылған екі түйме бар. Түймелер басылған кезде аналогты түйреуіштерге ток жіберіледі, ал осы аналогтық түйреуіштер ағымдағы кірісті тіркегенде, қозғалтқыштар шассидің алға, артқа, солға немесе оңға жылжуына мүмкіндік беру үшін әр түрлі бағытта бұрылады.

Төменде бұл жобаны сатып алу қажет:

- EMG сенсоры

- VEX 393 MOTORS

- VEX MOTOR БАСҚАРУШЫЛАРЫ

- VEX ЖАБДЫҚТАР ЖИНАҒЫ

- VEX дөңгелектері

- НАН ТАРТЫ ЖӘНЕ СЫМДАР

- ARDUINO UNO

- 9 ВОЛТТЫ БАТАРЕЯ (сізге көп қажет болады, себебі бұл батареялар 4 VEX қозғалтқышының көп мөлшерде қолданылуына байланысты шамамен 30 минут ішінде өледі):

3 -қадам: 1 -қадам: Диск

Бұл шассиді құру үшін сіз кез келген жабдықты/қозғалтқышты қолдана аласыз, дегенмен VEX аппаратурасы, VEX Version 4 Motors және VEX мотор контроллері ұсынылады. Бұл шассиді құрастыру кезінде сіз шкафтың жоғарғы жағына нан тақтасын, Arduino микроконтроллерін, батареяларды және қосқыштарды қоюға қажет кеңістікті ескеруіңіз керек. Сонымен қатар, қолданылатын қозғалтқыштарда PWM мүмкіндігі болуы керек. Бұл жобаның мақсаттары үшін бұл қозғалтқышта оң түйіспелі, теріс істікшелі және деректер түйреуіші болуы керек дегенді білдіреді. Қозғалтқышы бар үздіксіз серво қозғалтқыштары немесе тұрақты ток қозғалтқыштары PWM мүмкіндігіне ие.

Жоғарыда келтірілген ақпараттан басқа, бұл шасси 4 дөңгелегі бар болса, сіздің қалауыңыз бойынша толығымен реттелуі мүмкін!

Шассиді құрастыру кезінде есте сақтау қажет қосымша нәрселер (осының бәрін шассидің қосымша суреттерінен көруге болады!):

1) майыспау үшін әр ось екі нүктеде тірелуі керек

2) Дөңгелек шассидің бүйіріне тікелей тиіп кетпеуі керек (аралықтарды қолдану арқылы қол жеткізуге болатын кішкене алшақтық болуы керек), бұл дөңгелектің айналу жылдамдығын баяулататын үйкелісті азайтады.

3) Дөңгелекті шассиге бекіту үшін доңғалақтың екінші жағындағы осьтік түйіндерді (шасси жаққа қарама -қарсы) қолданыңыз.

4 -қадам: 2 -қадам: Электр тізбегі

* Назар аударыңыз, бұл жобаның тізбегін құру үшін біз қатты/алдын ала бүктелген тақтаны қолдануды ұсынамыз, себебі тізбекті қателерді тексергенде түсіну әлдеқайда таза/оңай. Тұтас сымды қолдануға мысал үшін осы жобаның кіріспе суреттерін қараңыз. *

Бұл жоба келесі себептерге байланысты тақтаны пайдаланады:

- басқарылатын бірнеше қозғалтқышқа кернеу беру

- мотордың қозғалтқыш реттегіштеріне деректер сигналдарын жіберу

- түймелерден деректер сигналдарын қабылдау

- ЭМГ датчигіне кернеуді беру

- ЭМГ датчигінен деректер сигналдарын қабылдау

Анықтама алу үшін TinkerCAD схемасын қараңыз.

TinkerCAD схемасы біз жасаған/қолданған нақты схемаға қалай сәйкес келетінін түсіну үшін бірнеше қадамдар:

Сары сымдар моторды бұруға шақыратын мотор контроллеріне сигналдарды жіберетін «деректер» сымдарын білдіреді.

Қара сымдар теріс немесе «жерге қосылған» сымды білдіреді. Бір маңызды ескерту - барлық қозғалтқыштар/ компоненттер Arduino басқаратын теріс жерге қосылатын сымға қосылуы керек.

Қызыл сымдар оң сымды білдіреді. Оң және теріс сымдар жұмыс істеуі үшін тізбекте болуы керек.

5 -қадам: 3 -қадам: кодтау

Бұл жобаны түсінудің ең қиын бөлігі. Біздің бағдарлама Arduino веб -сайтынан жүктеуге болатын Arduino IDE қолдануды қажет етеді, егер қаласаңыз, жүктелген IDE орнына Arduino онлайн редакторын пайдалануға болады.

ARDUINO IDE

Бұл IDE жүктелгеннен кейін/пайдалануға дайын болғаннан кейін және біз жасаған бағдарлама IDE -ге жүктелгеннен кейін, Arduino -ға кодты жүктеу жеткілікті, және бұл жобаның бағдарламалық қамтамасыз етілуі аяқталды!

Ескерту - бұл жобаның кодына арналған ZIP файлы төменде тіркелген.

Негізінде біздің бағдарлама кернеудің мәндерін үздіксіз жылдамдықпен оқиды, ал егер кернеудің мәндері белгілі бір ауқымнан тыс болса (бұл иілуді көрсетеді), онда қозғалтқыштың қозғалтқышты реттегішіне деректер сигналы жіберіледі, бұл қозғалтқышты бұрылуға итермелейді. Сонымен қатар, егер түймелердің екеуі де, екеуі де басылса, онда жеке қозғалтқыштар әр түрлі бағытта бұрылады, бұл роботқа алға, артқа және екі жаққа бұрылуға мүмкіндік береді.

6 -қадам: 4 -қадам: тойлаңыз

Алдыңғы үш қадамды орындағаннан кейін (шасси мен схеманы құру, сондай -ақ кодты жүктеу), сіз аяқталды! Енді сізге 9 вольтты батареяны нан тақтасына (2 9 вольтты батарея), 9 вольтты батареяны Arduino микроконтроллеріне бекіту жеткілікті. Бұлшықет сенсорын бицепске қойыңыз, Arduino мен FLEX қосыңыз! Есіңізде болсын, түймелерді басу шассиді солға, оңға және артқа жылжытуға мүмкіндік береді!

Бұл жобаның жүзеге асуын көруге арналған бейне қоса берілген!