GorillaBot 3D басып шығарылған Arduino автономды спринті төрт робот: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Жыл сайын Тулузада (Франция) Тулуза роботтық жарысы #TRR2021 өтеді

Жарыс екі метрлік және төртбұрышты роботтарға арналған 10 метрлік автономды спринттен тұрады.

Төртбұрыш үшін жинайтын қазіргі рекорд - 10 метрлік жүгіруде 42 секунд.

Осыны ескере отырып, мен жаңа жеңімпаз болу үшін роботты жобалаудың жоспарын ойлап табуым керек еді!

Instructables мүшесі «jegatheesan.soundarapandian» мен былтырғы Тулуза роботтық жарысының «Oracid 1» жеңімпазынан шабыт алғысы келеді, олар екеуі де төртбөлікті қалай салу туралы оқулықтар құруды және бөлісуді ұнататын сияқты. Мен онда дизайнды көшіруді және оны үлкейтуді бастадым!

Дизайн әр аяғы үшін 5 жолақты байланыс механизміне негізделген 2 серво әр аяғы 8 сервоға тең.

Ережеде старт сигналынан басқа барлық жарысты робот автономды түрде жүргізуі тиіс екені айтылады, сондықтан мен роботты жолда ұстау үшін жеңіл салмақты жүйені ойлап табуым керек еді, бұл жағдайда мен QMC5883L магнитометрін (цифрлық компас) қолдандым. ол бағдарлауға, HC-SR04 ультрадыбыстық сенсорға, егер робот шынымен бұзылып, қабырғаға 90 градус бұрышпен соғыла бастаса, мен неше қадам жасау керектігін айту үшін кодтағы қадам есептегішін қолдандым. 10 метр үшін.

Егер сіз осы роботты жасауға қызығушылық танытсаңыз, алаңдамаңыз, бұл маймылда бәрі ойластырылған!

100% ақысыз 3D басып шығарылатын корпус:

Электроника мен электрониканы бекітуге арналған бұрандалардан басқасының бәрі 3D басып шығарылады, тек қана шағын бұрандалы бұрандалар қолданылады, сізге роботты жинау үшін кішкене бұрағыш бұрағыш қажет.

Оңай қосылатын электроника:

күрделі дәнекерлеуді қажет етпейді

Ақылға қонымды басып шығару уақыты:

Ол үлкен және әсерлі болып көрінуі мүмкін, бірақ ол тек 15 сағаттық баспа (кейбіреулер үшін ұзақ уақыт: D)

Ақылға қонымды жинау талаптары:

Оны тек L: 150мм х Б: 150мм х: 25мм көлемін қажет ететін салыстырмалы түрде шағын принтерде басып шығаруға болады.

Роботтың жалпы құны:

Роботтың өзі зарядтағышты жасау үшін шамамен 75 доллар тұрады

Егер сізде мен сияқты орнатуды қаласаңыз, 3D басып шығарылған контроллер (міндетті емес) қажет.

ЕСКЕРТУ:

Мен қолданған 5В 3А қуат көзі - бұл ең жақсы шешім емес, себебі бұл робот үшін барлық 8 серво бір уақытта жүруі керек, сондықтан олар көп ток алады, уайымдамаңыз, мен роботты өртеп жібермедім. бірақ қуатты транзистордың біршама қызып кетуін күтіңіз, мен роботты Серво қалқанына қажетсіз зақым келтірмеу үшін оны жүгіру арасында суытып қоюға бір уақытта 2 минуттан артық пайдалануды ұсынбаймын.

Егер сіздердің біреулеріңізде бұл мәселенің шешімі болса, сіздің енгізулеріңіз жоғары бағаланады!

Жабдықтар

РОБОТҚА ЖАБДЫҚТАР:

• 8x Tower Pro MG90S аналогы 180 градус сервосы (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sunfounder сымсыз сервисті басқару тақтасы (Sunfounder дүкені/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/Amazon)
• 1x NRF24L01 трансивер модулі (контроллерді пайдаланбасаңыз, сізге қажет емес) (Aliexpress/Amazon)
• 1x магнитометр (сандық компас) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x ультрадыбыстық сенсор HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3.7V Li-ion батареялары (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 қос батареялық ұстағыш қосулы (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 Li-ion батарея зарядтаушысы (Aliexpress/Amazon)
• Ұзындығы 10 см болатын 4x аналықтан дупондық қосқыш кабельдер (Aliexpress/Amazon)
• Ұзындығы 20 см болатын 4x аналықтан дупондық қосқыш кабельдер (Aliexpress/Amazon)
• 10x бұрандалар 2мм х 8мм (серво пакетіндегі бұрандалармен бірдей) (Aliexpress/Amazon)

БАСҚАРУШЫ:

Бұл роботты қолмен басқару үшін сізге 3D басып шығарылған Arduino контроллері қажет (сілтеме мына жерде)

Робот сонымен қатар автономды болуы мүмкін, сондықтан контроллер міндетті емес.

ПЛАСТИКА:

Бөлшектерді PLA немесе PETG немесе ABS басып шығаруға болады.

!! Назар аударыңыз, 500 г катушка 1 роботты басып шығаруға жеткілікті!

3D принтер:

Ең төменгі платформа қажет: L150mm x W150mm x H25mm

Кез келген 3D принтер жасайды. Мен 200 $ -дан төмен 3D принтер болып табылатын Creality Ender 3 бөліктерін жеке басып шығардым. Басып шығарулар өте жақсы шықты.

1 -қадам: бөліктерді 3D басып шығару

Сонымен, қазір басып шығарудың уақыты келді … Иә!

Мен барлық бөлшектерді басып шығару кезінде қосымша материалдарды қажет етпей 3D форматында басып шығаруды мұқият ойластырдым.

Барлық бөліктерді жүктеп алуға болады (сілтеме мына жерде)

Барлық бөліктер Creality Ender 3 -те сынақтан өтті

• Материал: PETG
• Қабат биіктігі: 0,3 мм
• Толтыру: 15%
• Шүмектің диаметрі: 0,4 мм

Бөлшектер тізімі келесідей:

• 1x BASE ELECTRONICS
• 1x НЕГІЗГІ АРҚА
• 1x БАЗА ФРОНТ
• 8x ЦИРКУЛЬДІК PIN L1
• 4x ЦИРКУЛЬДІ PIN L2
• 4x ЦИРКУЛЬДІК PIN L3
• 4x ЦИРКУЛЬДІК PIN L4
• 8x THIGH SERVO
• 8x ТҰҢҒЫ
• 8x CALF EXT
• 8x CALF INT
• 8x АЯҚ
• 4x КВАДРАТТЫ КЛИП
• 44x ЦИРКУЛДІК КЛИП

Файлдар жеке және топтық бөліктер түрінде қол жетімді.

Жылдам басып шығару үшін GROUP.stl файлын бір рет басып шығарыңыз.

2 -қадам: GorillaBot денесін жинау

Барлық құрастыру нұсқаулары жоғарыдағы жинау бейнесінде көрсетілген:

1. BASE FRONT алдыңғы сол жақ серво ұстағышының тесігіне L1 CIRCULAR PIN кодын салыңыз
2. MG90S сервосының біреуінің кабелін BASE FRONT алдыңғы сол жақ серво ұстағышындағы ұя арқылы өткізіңіз.
3. MG90S сервосын орнына салыңыз
4. MG90S сервосын 2 бұрандамен бекітіңіз (қатты тартпаңыз, себебі бұл негізге зақым келтіруі мүмкін)
5. Сол процесті BASE FRONT артқы солға, алдыңғы оңға және артқа оңға серво ұстағыштары үшін қайталаңыз
6. Сол процесті BASE BACK алдыңғы сол, артқы сол, алдыңғы оң және артқы оң жақ серво ұстағыштары үшін қайталаңыз.
7. Батарея ұстағышын BASE ELECTRONICS -ке диагональ бойынша 2 бұранда немесе 4 бұранда арқылы бекітіңіз.
8. Сымсыз серво басқару тақтасын BASE ELECTRONICS -ке диагональ бойынша 2 бұранда немесе 4 бұранда арқылы бекітіңіз.
9. Arduino нано мен NRF24L01 трансиверін сымсыз сервисті басқару тақтасына бекітіңіз
10. BASE FRONT -ды BASE ELECTRONICS -ке 2 шаршы тесікті USB порты арқылы артқа қарай сырғытыңыз
11. 2 SQUARE CLIPS көмегімен орнында бекітіңіз
12. BASE BACK -ті BASE ELECTRONICS -ке 2 шаршы тесікті USB порты арқылы артқа қарай сырғытыңыз.
13. 2 SQUARE CLIPS көмегімен орнында бекітіңіз
14. Магнитометрді 2 винтпен БАСТЫҚ Фронтқа бекітіңіз
15. Ультрадыбыстық сенсорды базалық фронтқа бекітіңіз
16. Серво кабельдерін суретте көрсетілгендей сымсыз қызмет көрсету тақтасына қарай бағыттаңыз

3 -қадам: Электрониканы қосу

Барлық байланыстар жоғарыдағы суретте көрсетілген:

1. 4 дюймдік 20 дюймдік кабельдерді ультрадыбыстық түйреуіштердің сымсыз серво басқару тақталарына қосыңыз
2. 4 кабельдің екінші ұшын ультрадыбыстық сенсорға қосыңыз (олардың дұрыс екеніне көз жеткізіңіз)
3. 4 дюймдік 10 кабельді сымсыз серво басқару тақталарына магнитометр түйреуіштеріне қосыңыз
4. 4 кабельдің екінші ұшын магнитометрге қосыңыз (олардың дұрыс екеніне көз жеткізіңіз)
5. Барлық сервоприводтарды сымсыз серво басқару тақтасына арнайы түйреуіштерге қосыңыз
6. Батареяның VIN және GND сымдарын сымсыз серво басқару тақтасына бұрап бекітіңіз, бұл полярлықтың дұрыс болуын қамтамасыз етеді

4 -қадам: GorillaBot аяқтарын жинау

Барлық құрастыру қадамдары жоғарыдағы жинау бейнесінде көрсетілген:

1. L4 1 ЦИРКУЛЬДІ ПИН -1 үстінен 1 FOOT сырғытыңыз
2. 1 CALF EXT жуан ұшын L4 циркулярлық PIN кодының үстінен сыртынан сыртқа қаратып сырғытыңыз
3. L4 CIRCULAR PIN коды бойынша 2 CALF INT сырғытыңыз
4. 1 CALF EXT жуан ұшын сырғыған жағын табанға қаратып L4 CIRCULAR PIN кодының үстіне сырғытыңыз.
5. L4 ЦИРКУЛЬДІ ПИН -ЖҰБЫНЫҢ үстінен 1 FOOT сырғытыңыз
6. 3 ЦИРКУЛЬДЫ ҚЫСҚЫШ көмегімен орнында бекітіңіз
7. 1 -ЦИРКУЛДЫҚ PIN -кодты LAL EXT жиналған 1 арқылы сырғытыңыз
8. 1 THIGH SERVO сырғымасын L3 CIRCULAR PIN кодымен сырғытып, CALF EXT -қа қаратыңыз.
9. L3 ЦИРКУЛЬДІ PIN -кодының үстінен 1 THIGH сырғытыңыз
10. ЦИРКУЛЬДІ PIN L3 басқа жинақталған CALF EXT арқылы сырғытыңыз
11. 3 ЦИРКУЛДЫ ҚЫСҚЫШТЫҢ көмегімен орнында бекітіңіз
12. 1 THIGH SERVO сырғымасын L2 CIRCULAR PIN L2 басына қаратып сыртқа қаратыңыз.
13. ЦИРКУЛЬДІ PIN 2 L2 құрастырылған CALF INTS екеуі арқылы сырғытыңыз
14. L2 ЦИРКУЛЬДІ ПИН -1 арқылы 1 -ші СЫРҒЫ сырғытыңыз
15. 3 ЦИРКУЛДЫ ҚЫСҚЫШТЫҢ көмегімен орнында бекітіңіз
16. Қалған 3 аяқ үшін барлық процестерді қайталаңыз, егер аяқтар роботқа жиналса, түйреуіштердің басы сыртқа қарайды, ал CALF EXTS CALF INTS алдында болады, сондықтан жинақ алдыңғыдан артқа бірдей, бірақ солдан оңға қарай симметриялы болады..

5 -қадам: Arduino орнату

GorillaBot жұмыс істеу үшін C ++ бағдарламалауды қолданады. Бағдарламаларды GorillaBot -ке жүктеу үшін біз Arduino IDE -де Arduino IDE -де орнатылуы қажет басқа кітапханаларды қолданамыз.

Arduino IDE -ді компьютерге орнатыңыз: Arduino IDE (сілтеме мына жерде)

Кітапханаларды Arduino IDE -ге орнату үшін төмендегі сілтемелердегі барлық кітапханалармен келесі әрекеттерді орындау қажет.

1. Төмендегі сілтемелерді басыңыз (бұл сізді GitHub кітапханаларының бетіне апарады)
2. Код жазылған жасыл түймені басыңыз
3. ZIP жүктеу түймесін басыңыз (жүктеу веб -шолғышта басталуы керек)
4. Жүктелген кітапхана қалтасын ашыңыз
5. Жүктелген кітапхана қалтасын ашыңыз
6. Бұрылмаған кітапхана қалтасын көшіріңіз
7. Бұрылмаған кітапхана қалтасын Arduino кітапхана қалтасына қойыңыз (C: / Documents / Arduino / librarys)

Кітапханалар:

• Varspeedservo кітапханасы (сілтеме мына жерде)
• QMC5883L кітапханасы (сілтеме мына жерде)
• RF24 кітапханасы (сілтеме мына жерде)

Бізде бар, сіз баруға дайын болуыңыз керек, Arduino IDE -ді дұрыс орнатқаныңызға көз жеткізу үшін келесі қадамдарды орындаңыз.

1. Қажетті Arduino кодын төменде жүктеңіз (GorillaBot Controller & Autonom.ino)
2. Оны Arduino IDE -де ашыңыз
3. Құралдарды таңдаңыз:
4. Тақтаны таңдау:
5. Arduino Nano таңдаңыз
6. Құралдарды таңдаңыз:
7. Процессорды таңдаңыз:
8. Сіз сатып алған Arduino наноға байланысты ATmega328p немесе ATmega328p (ескі жүктеуші) таңдаңыз.
9. Arduino IDE бағдарламасының жоғарғы сол жақ бұрышындағы Тексеру түймесін (Белгі түймесі) басыңыз

Егер бәрі ойдағыдай болса, сіз төменгі жағында «Дайын болды» деген хабарламаны алуыңыз керек.

6 -қадам: кодты жүктеу

Енді кодты GorillaBot миына Arduino Nano жүктеу уақыты келді.

1. Arduino Nano -ны компьютерге USB кабелі арқылы қосыңыз
2. Жүктеу түймесін басыңыз (оң жақ көрсеткі)

Егер бәрі ойдағыдай болса, сіз төменгі жағында жүктеу аяқталды деген хабарды алуыңыз керек.

7 -қадам: Серверлерді калибрлеу

Аяқтарды дұрыс жинау үшін біз серводы бастапқы орнына қоюымыз керек.

1. Батарея ұстағышына 2 Li-ion батареясын салыңыз
2. Роботты қосыңыз және сервалардың бастапқы орнына жеткенше 5 секунд күтіңіз
3. Роботты өшіріңіз

8 -қадам: аяқты денеге жинау

Аяқтарды сервоға жалғау өте қарапайым, CALF EXT -ті CALF INT -тың алдында, түйреуіш бастарын сыртқа қаратып қою керектігін есте сақтаңыз.

1. Алдыңғы сол жақ серво ұстағышындағы L1 циркулярлық PIN кодының үстінен бір аяқтың CALF EXT жағын сырғытыңыз.
2. 1 ЦИРКЛУРЛЫҚ КЛИП арқылы орнында бекітіңіз
3. Сол аяғының CALF EXT жағындағы THIGH SERVO -ны алдыңғы алдыңғы сол жақ серво ұстағышындағы серво басының үстіне сырғытыңыз (THIGH SERVO денеге 90 градус бұрышта екеніне көз жеткізіңіз)
4. THIGH SERVO -ны денеге 90 градус бұрышта бекітіңіз, бір қолмен серво мүйізі мен кіші серво бұрандасы бар
5. Сол аяқтың артқы сол және сол жақ серво ұстағыштарымен сол процедураны қайталаңыз.
6. Қалған 3 аяқ үшін барлық алдыңғы процестерді қайталаңыз

9 -қадам: Жарысқа дайын !

Сондықтан сіз барлығына дайын болуыңыз керек !!!

Қол режимі:

• Робот пен контроллерді қосыңыз және джойстиктің жоғары және төмен оң жақ бағыттарын қолданып роботтың дұрыс жүргенін тексеріңіз.
• Төменгі батырманы басыңыз, сонда робот кішкене би билеуі керек

Егер бәрі жақсы жұмыс істесе, серво жақсы калибрленген, енді сіз автономды режимді қолдана аласыз.

Автономды режим

Автоматтық спринт режимі роботты тұрақты бағытта 2,5 метрге дейін ұстап тұру үшін магнитометрді қолданады. Контроллер көмегімен қалаған позиция мен қажетті түзету бұрышын бағдарламалауға болады

1. Робот пен контроллерді қосыңыз
2. Магнитометрді 5 секунд ішінде калибрлеу үшін роботты барлық бағытта жылжытыңыз
3. Роботты жерге сіз қалаған жерге қойыңыз
4. Осы тақырыпты есте сақтау үшін жоғары түймесін басыңыз
5. Роботты қажетті тақырыптан 30-45 градусқа бұрыңыз
6. Сол позицияны есте сақтау үшін сол жақ батырманы басыңыз
7. Роботты қажетті тақырыптан 30-45 градусқа бұрыңыз
8. Бұл орынды есте сақтау үшін оң жақ батырманы басыңыз
9. Роботты қалаған бағытына қойыңыз
10. Роботты іске қосу үшін джойстик түймесін басыңыз

Робот 2,5 метрге тұрақты бағытта жүгіреді, содан кейін отыруды тоқтатып, жеңіс биін жасайды.

Менің роботым 2,5 метрді 7,5 секундта жүріп өтті.

Бұл маған 30 секундта 10 метр теориялық уақыт береді, бұл маған Тулуза роботтық жарысында жақсы уақыт өткізуге жеткілікті болады деп үміттенемін.

Маған сәттілік тілеңіз және осы роботты құруға шешім қабылдағандарға мен сіздің пікіріңізді және сіздің ойыңызша мүмкін болатын жақсартуларды естуге қуаныштымын !!!

Роботтар сайысында екінші орын