Jasper Arduino Hexapod: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Жоба күні: 2018 жылдың қараша айы

ШОЛУ (JASPER)

Алты аяғы, бір аяққа үш серво, Arduino Mega басқаратын 18 серво қозғалысының жүйесі. V2 Arduino Mega сенсорлық қалқаны арқылы қосылған сервистер. Hexapod -пен Android BT12 модулі арқылы байланыс. 2 x 18650, 3400mAh және 2 x 2400mA аккумуляторлық батареялармен жұмыс істейтін жүйе, әрқайсысы Velcro көмегімен алтыбұрышты корпустың астында орналасқан. Серво және басқару жүйелерінің қосқыш қосқышы алтыбұрышты басындағы жасыл жарықтандырғыш шамының қосылуымен қамтамасыз етілген. Пәрмендер 16x2 СКД дисплейіне қайталанады. Бейне беру, жарық сақинасы және ультрадыбыстық кедергілерді болдырмау бас жағында орналасқан.

ЕСКЕРТПЕ: Ақылды болу үшін мен жоғары сапалы серводарды қолдануды ұсынамын, мен MG995 сервосымен бастадым, олардың 20 -сы, оның 11 -і жанып кетті, орталыққа түсу қабілетінен айырылды немесе жұмысын тоқтатты.

www.youtube.com/embed/ejzGMVskKec

1 -қадам: ЖАБДЫҚ

1. 20 x DS3218 сервосы

2. 1x Hexapod базалық жинағы

3. 1x Arduino Mega R3

4. 1x Arduino Mega сенсорлық қалқаны v2

5. 1 х 2 шығанағы 18650 батарея ұстағыш

6. 2 x екі полюсті қуат қосқышы

7. Жасыл жарықдиодты шам және 220км резистор

8. Velcro бекітілген 2 x 6v 2800mAh батареялық пакеттер

9. 2 x 18650 x 3400mAh батареялар

10. 1x HC-SR04 Sonar модулі

11. 1x BT12 Bluetooth модулі

12. 1 x Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT әзірлеу тақтасы

13. OV2640 2 мегапиксельді объективі бар 1 x Arducam шағын модульдік камера қалқаны

14. 1 x Pixie Neon 16 LCD жарық сақинасы

15. Қосылған IIC адаптері бар 1х 16х2 сызықты СКД дисплей.

16. Arduino Mega үшін 1х 5В қуат ашасы

17. NodeMcu модуліне арналған 1х 5в микро USB қосқышы.

18. 1 x DC DC DC Бак түрлендіргіш модулі

19. 1 x 70mm x 120mm x 39mm шаршы қара пластикалық қорап (корпус)

20. 1 x 70mm x 50mm x 70mm қара пластикалық қорап (басы)

21. 4 х 40мм М3 жезден жасалған тіректер, 4 резеңке тірек тіректері

22. Әр түрлі ерлер мен еркектерге арналған кабельдер, дәнекерлеуіштер, м3 бұрандалар мен болттар және ыстық желім

Логиканы қолдана отырып, аяқтың қозғалысы. Камераның екі тәуелсіз серво арқылы қозғалысы төмен, төмен, солға, оңға және орталықтандырылған қозғалыстан бас тартады. Android қосымшасында WebView көрінісінде көрсетілетін WIFI байланысы арқылы басқарылатын камера.

2 -қадам: SERVOS

Әрқайсысының максималды 180 градусқа дейін

минималды 0 градус қозғалысы.

LegCFT үш сан комбинациясымен анықталған әрбір серво; мұндағы С - дене (COXA), F - сан (FEMUR), ал T - шынтақ (TIBIA), сондықтан 410 төртінші аяғы мен Tibia сервосына жатады, сол сияқты 411 төртінші аяғы мен Tibia сервосына жатады. Нөмірлеудің реттілігі 100-ден 611-ге дейін болады. Әр серво аяғы резеңке негізде жастықшалы соққыға ие болады және жақсы ұстауды қамтамасыз етеді.

Аяқ 1: 100, 110, 111 Алдыңғы

Аяқ 2: 200, 210, 211 аяқ2-аяқ1

3-аяғы: 300, 310, 311 аяғы4-аяғы3

Аяқ 4: 400, 410, 411 аяқ6-аяқ5

Аяқ 5: 500, 510, 511 Артқа

Аяқ 6: 600, 610, 611

Барлық Coax Servos үшін әдепкі позиция - 90 градус.

Femur Servos үшін әдепкі позиция - 90 градус, 45 градус - демалыс орны.

Tibia Servos үшін барлық аяқтар үшін әдепкі позиция - 90 градус, 1, 3 және 5 - аяғы 175 градус, ал қалған күйі - 2, 4 және 6 - 5 градус.

Мойын 1: 700 Жоғары және төмен қозғалыс үшін 75 -тен 105 градусқа дейін шектелген

Мойын 2: 800 Солға және оңға қозғалыс үшін 45 -тен 135 градусқа дейін шектелген

10 миллисекундтық кідіріс енгізілгенге дейін, әрі қарай «жазу» пәрмендері шығарылмай тұрып, үш «жазумен» шектелген сервистік қозғалыс. Бұл батареяларға жүктемені азайтуға көмектеседі.

3 -қадам: Пәрмендер

A = Тоқтату - әдепкі күйде тұру.

B = алға - жүруге_ алға

C = кері - артқа -артқа

D = оңға - бұрылу_оңға

E = солға - turn_left

F = солға бүйірден қозғалыс - crab_left

G = оңға бүйірден қозғалыс - crab_right

H = Артқы ілмек (аяғы максимум 1 және 2, бейтарап күйде 3 және 4 аяқ, минималды позицияда 5 және 6 аяғы)

I = Front_crouch (1 -ші және 2 -ші аяқтар минималды күйде, 3 және 4 -аяқтар бейтарап күйде, 5 -ші және 6 -шы аяқтар максималды позицияда)

J = камера бұрылды - орталық (1 -мойын және 2 -мойын орта позицияда, әдепкі позиция)

K = камера солға - pan_left (мойын 1, орта позиция, мойын 2 серво минималды позиция)

L = камераның оң жағы - pan_right (мойын 1, ортаңғы позиция, мойын 2 серво максимум позициясы)

M = камера жоғары - pan_up (мойын 1 максималды позиция, мойын 2 серво орта жағдайы)

N = камера төмен - панорамалық (мойын 1 минималды позиция, мойын 2 серво орта жағдайы)

O = демалыс (Hexapod) тіректерге отырады.

P = Тұру - Hexapod әдепкі позицияға тұрады.

Q = Жарық өшеді

R = Pixie Neon жарық сақинасындағы жасыл жарық.

S = Pixie Neon жарық сақинасындағы қызыл жарық.

T = Pixie Neon жарық сақинасындағы көк жарық.

U = Pixie Neon жарық сақинасындағы ақ жарық.

V = Алдыңғы аяқтар бұлғайды.

W = дыбыстық мүйіз.

X = Басты солдан оңға қарай сыпыру.

Y = әуенді ойнату.

4 -қадам: ҚЫЗМЕТ

Coax серво позициясы дененің осіне бойлық орналасқан, сондықтан тура 0 градус, ал артында 180 градус. Алайда, бұл Coax және басқа сервоприводтар 45 -тен 135 градусқа дейін шектеледі.

Аяқтың алға, артқа, солға және оңға қозғалысы фемур мен тибия сервосының көмегімен аяқты көтеруден басталатын болады, содан кейін дененің серво қозғалысы, ақырында фемур мен тибия серво көмегімен қайтадан сол аяқты төмендету..

Алға және кері

Алға немесе артқа қозғалу үшін жұппен жұмыс жасайды: 1 және 2, 3, 4, 5 және 6. Қарапайым алға жылжу 1 және 2 аяқтардан тұрады, олардың орнынан мүмкіндігінше алға қарай жылжиды, содан кейін 3 және 4 аяқтар, ақырында 5 және 6 аяқ бірдей әрекетті қайталайды. Содан кейін барлық алты Coax серво осы кеңейтілген позициядан бастапқы бастапқы күйіне оралады. Бұл процестің кері бағыты артқа жылжу үшін қолданылады. Алға жылжу процесінің бір бөлігі ретінде HC_SR04 ультрадыбыстық қондырғысы алда болатын кедергілерді тексереді және егер ол табылса, он алтылықты кездейсоқ солға немесе оңға бұрады.

Солға және Оңға

Оң немесе сол аяқпен қозғалу үшін жұптар бір -біріне қарама -қарсы бағытта жұмыс жасайды. Мысалы, оң аяқты бұру үшін 1 ағымдағы орнынан 135 градусқа, ал 2 аяғы 45 градусқа алға жылжиды. Бұл 3 және 4 аяғы, 5 және 6 аяғы үшін қайталанады. Бұл кезде Coax сервоы бастапқы орнын жаңа орынға жылжытады, осылайша денені қозғалыс бағытына бұрады, яғни. дұрыс Бұл процесс қажетті солға бұрылу аяқталғанша жалғасады. Бұл процестің кері жағы солға бұрылу үшін қолданылады, сондықтан 1-аяғы қазіргі орнынан 45 градусқа, ал 2-аяғы 135 градусқа артқа жылжиды.

Тұрыңыз және демалыңыз

Бұл екі процесс те аяқтың Coax сервасын пайдаланбайды, сондықтан барлық аяқтар үшін Tibia сервосын орнынан тұрғызу үшін қазіргі қалыптан максимум 45 градусқа дейін жылжиды, ал демалу үшін сол фемур серводары ең төменгі деңгейге өтеді. позиция, 175 немесе 5 градус. Дәл осындай қозғалыс максималды 45 градусқа, ең төменгі деңгейге жылжитын Tibia сервосына қатысты, ал ең төменгісі, яғни. Демалыс үшін 175 немесе 5 градус.

Крауч Алға және Крауч Артқа

Мұнда тағы да процестер бір -бірінің айна бейнелері болып табылады. Алға қарай еңкейту үшін 1 және 2 аяқтар ең төменгі күйде, ал 5 және 6 аяқтар ең жоғары позицияда. Екі жағдайда да 4 пен 5 -ші аяқтар 1 және 2 және 5 және 6 аяқтар жиынтығына сәйкес келетін бейтарап позицияны қабылдайды. Артқа қисайған кезде 1 және 2 аяқтар ең жоғары күйде, ал 5 және 6 аяқтар ең төменгі позицияда.

5 -қадам: БАС КАМЕРА/СОНАР

Басы алынбалы қақпағы бар 38 мм х 38 мм х 38 мм шаршы пластикалық қораптан тұрады. Қораптың/бастың тік және көлденең қозғалысы шектеулі болады. Қозғалыс екі серво көмегімен жүзеге асады, олардың бірі роботтың корпусына, екіншісі бірінші серво корпусына және оның қолы басына бекітілген. 18650 екі батареямен қамтамасыз етілген 7.4в Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT әзірлеу тақтасын OV2640 2 мегапиксельді объективі бар Arducam шағын модульді камера қалқанына қосады. Бұл реттеу роботқа кедергілерді анықтауға және борттағы Wi-Fi арқылы тікелей бейне жіберуге мүмкіндік береді. HC-SR04 қолданатын Sonar және жарықты басқару туралы ақпарат Arduino Mega-ға оралады.

Dmainmun -ге Arducam Instructables мақаласы үшін алғысымды айтамын, бұл менің Arducam -ды бейне ағынына қалай қолдануға болатынын алғашқы түсінуіме үлкен көмек болды.

Батарея

Аккумулятордың екі пакетін пайдалану туралы шешім қабылданды, олардың біреуі бастың компоненттері мен Arduino Mega тақтасы үшін, ал екінші сервоға қуат беру үшін екінші пакет. Бірінші пакет 7,4 вольтты беретін 2 x 18650 3400 мАч батареядан тұрды. Екінші пакет параллель жалғанған 6 х 28В мАч аккумуляторлық пакеттерден тұрды, осылайша 6,4 В кернеуді береді, бірақ Velcro жолақтарын пайдаланып Hexapod астына бекітілген сыйымдылығы 5600 мАч.

6 -қадам: АЯҚ ҚИМЫЛЫ

Қолдар жұппен немесе жеке жұмыс жасай алады. Әр қол 45-135 градус қозғалысы бар Coax деп аталатын дене буынынан, 45-135 градус қозғалысы бар Femur деп аталатын жамбас буынынан және ақырында 45-135 градус қозғалысы бар Tibia деп аталатын шынтақ буынынан немесе соңғы эффектордан тұрады.. Аяқтардың қозғалысын қамтамасыз ету үшін арнайы бағдарлама жасалды.

Аяқ қозғалысының түрлері:

Coax үшін 45 градус басынан артқа қарайды, 90 градус бейтарап күйде және 135 градус алға қарайды.

Фемур үшін 45 градус - жердегі ең биік позиция, 90 градус - бейтарап позиция, ал 135 градус - жерден ең төмен орналасу.

Тибия үшін 45 градус - денеден ең алыс орналасу, 90 градус - бейтарап позиция және 135 градус - денеге ең жақын орналасу.

Барлық сервоприводтар 90 градусқа бейтарап күйде деп есептеңіз.

Алға: 1 және 2 аяғы, Фемур 135 градусқа көтеріледі, Коакс 45 градусқа, Тибия денеден 45 градусқа, Фемур 45 градусқа дейін төмендейді. Бұл 3 және 4 аяқ жұптары үшін және 5 және 6 аяқ жұптары үшін қайталанады. Барлық 6 коакс серво 45 градустан артқа 90 градусқа, бейтарап позицияға, барлық 6 Femur серво 45 градустан 90 градусқа дейін, бейтарап қалыпқа ауысады. Ақырында, барлық Tibia серводтары 45 градустан 90 градусқа дейін көтеріледі, бейтарап позиция.

Кері: 5 -ші және 6 -шы аяқтардан, содан кейін 3 -ші және 4 -ші аяқтардан, соңында 1 -ші және 2 -ші аяқтардан бастаңыз, әйтпесе Coax, Femur және Tibia үшін қозғалыс бірдей.

Сол жақ: 1, 3 және 5 аяғы кері бағытта қозғалады, ал 2, 4 және 6 аяғы алға қарай қозғалады. Алға және кері қозғалыс стандартты алға және кері қозғалысқа сәйкес келеді. Барлық алты Coax сервосының айналымын аяқтау үшін денені 45 градусқа жылжытыңыз.

Оң жақта: 2, 4 және 6 -аяқтар кері бағытта қозғалады, ал 1, 3 және 5 аяқтар алға қарай қозғалады. Алға және кері қозғалыс стандартты алға және кері қозғалысқа сәйкес келеді. Коакс қозғалысы жоғарыға ұқсас, бірақ кері бағытта.

Демалыс: Барлық Coax және Femur серводтары бейтарап күйде, барлық Tibia сервосы ең төменгі күйде 45 градус, алдыңғы, ортаңғы және артқы аяқтарын тиімді түрде қисайтады.

Артқы жағында, алдыңғы жағында тұрыңыз: 1 -ші және 2 -ші аяқтар жоғары күйде, 3 -ші және 4 -ші аяқтар бейтарапта, 5 -ші және 6 -шы аяқтар ең төменгі күйде.

Артқы жағында, еңкейгенде тұрыңыз: 1 -аяғы мен ең төменгі күйінде, 3 -ші және 4 -ші аяқтары бейтарапта, 5 -ші және 6 -шы аяқтары ең жоғары күйде.

Сол жақ краб: 1 -ші және 5 -ші аяқтар жоғары қарай көтеріліп, солға қарай созылады, сонымен бірге 2 және 6 -шы аяқтар көтеріліп, дененің астында қысылады. Осы төрт аяқтың бәрі жерде болғанда, барлық Тибиялар бейтарап күйге оралады. Соңында 3 және 4 -ші аяқтар сол процедураны қайталайды.

Оң жақ краб: 2 және 6 аяғы оңға қарай көтеріліп, сыртқа қарай созылады, сонымен бірге 1 және 5 аяғы көтеріліп, дененің астында қысылады. Осы төрт аяқтың бәрі жерде болғанда, барлық Тибиялар бейтарап күйге оралады. Соңында 3 және 4 -ші аяқтар сол процедураны қайталайды.

Сол жақ бастың қозғалысы: мойын 1 серво 45 градус. Екі серво да 90 бейтарап күйге оралады.

Оң жақ бас қозғалысы: мойын 1 серво 135 градус

Бас қозғалысы: мойын 2 серво 45 градус

Төменгі бас қозғалысы: мойын 2 серво 135 градус

Табаның қозғалысы: мойын 2 45 -тен 135 градусқа дейін жылжиды

СЕРВО

Бастапқы тестілеуден кейін MG995 және MG996 сервистері ауыстырылды. Барлық 20 серво, онда DS32228 20 кг сервосымен ауыстырылды, бұл орталықтандыруды жақсартты және жүктеме қабілетін арттырды.

Сәйкес тестілеу бағдарламасын қолдана отырып, әрбір серводы мұқият тексеру маңызды. Мен қарапайым «тазалау» мысал бағдарламасын 0, 90 және 180 позицияларға арнайы тестілеу үшін өзгерттім, бұл тест тәртібі әр серво үшін кемінде 5 минут орындалды, содан кейін бір күннен кейін қайталанады.

ЕСКЕРТПЕ: USB кабелімен жұмыс істейтін стандартты Arduino Uno тақтасын пайдалану белгілі бір серверлерді іске қосу үшін жеткілікті кернеуді бермеуі мүмкін. Мен Uno -дан алынған 4.85в серво DS3218 сервосымен тұрақсыз мінез -құлықты тудырды, бұл кернеуді 5,05В -қа дейін көтеру бұл мәселені шешті. Сонымен, мен серверлерді 6в -те іске қосуды шештім. Ақырында мен 6,4 вольт кернеу қажет екенін білдім, себебі 6 воль сервалардың тұрақсыз әрекетін тудырды.

7 -қадам: ҚҰРЫЛЫС

АЯҚТАР

Hexapod жиынтығының бөлшектерін салудан басталды. Барлық серво дөңгелек мүйіздері Фемурдың екі ұшындағы және барлық Коакс тесіктеріндегі саңылауды ұлғайтуды қажет етті. Әр серво мүйізі сәйкес Coax пен Femur -ге төрт бұрандамен және бесінші бұрандамен серво бастың ортасы арқылы бекітілген. Төрт болт пен гайкамен бекітілген барлық серво корпустары. Coax серво қондырғысы, алты аяқтың әрқайсысы үшін, болт пен гайканың көмегімен бекітудің төменгі жағына мойынтірек бекітілген. Әр Coax серво қондырғысы төрт болт пен гайканы қолдана отырып, Femur серво қондырғысына бекітілген, бұл бекіту 90 градусқа бұрылған. Фемур сервосының басы фемур қолының бір ұшына, фемурдің екінші ұшына Tibia серво басына бекітілген. Алты Тибия серво алты болттың жоғарғы жағына төрт болт пен гайкамен бекітілген. Аяқтың әр эффекторы қосымша ұстау үшін жұмсақ резеңке етікпен жабылған. Берілген серво мүйізі Coax, Femur және Tibia байланыстарына бекіту үшін тым үлкен екендігі анықталды, сондықтан барлық орталық тесіктер 9 мм -ге дейін ұлғайтылды. Hexapod жиынтығының құрылымдық элементтеріне қатысты нұсқаулықтары бар Capers II үшін «Toglefritz» -ке алғысым шексіз. Мен бір аймақтағы құрылыстан, яғни серво мүйіздерін Фемурдің екі шетіне бекітуден бас тарттым. Мен серво мүйізінің ортасынан өтуге мүмкіндік беру үшін Фемурдың орталық тесігін ұлғайтуды шештім, осылайша серво мүйізіне қосымша күш берді, себебі ол сервоға жақын болды және бұл екі буын максималды моментке ие болды. Әр серво мүйізі Фемурға екі М2.2 өздігінен бұрап тұратын бұрандалармен бекітілген, бұл бұрандалардың ұштары алынып, тегіс бекітілген. Барлық M3 болттары бекітілген.

BODY

Корпус әрқайсысы алты саңылауы бар екі табақшадан тұрады, олардың әрқайсысы Coax серво мүйізін бекіту үшін қолданылады. 6V 2800mAh екі батарея Velcro көмегімен төменгі пластинаның астына бекітілген. Батарея ұстағышының түбінен сәл әрі қарай ұзартылған төрт M3 тіреуіштері бекітілген, олардың әрқайсысының түбіне жұмсақ резеңке етік салынған, бұл Hexapod қонуға болатын тұрақты негізді қамтамасыз етеді. Төменгі тақтайшаның жоғарғы бөлігінде Arduino Mega мен оның сенсорлық қалқаны 5 мм төрт тіреуіш көмегімен бекітілген. Төменгі тақтайшаның жоғарғы жағында биіктігі 6 см болатын 4 x M3 тіректері бекітілген, олар Arduino Mega қоршалған және үстіңгі тақтайға қолдау көрсеткен. Үстіңгі тақтайшада 120x70 мм х 30 мм қорап болды, бұл мойынның бірінші сервосы мен СКД экранын орналастырады. Жоғарғы пластинаның астыңғы жағына Arduino Mega тақтасының артқы жағына Hexapod -тың алдыңғы жағына қараған екінші 2 шығанағы, 2 x 18650 батарея ұстағы бекітілген.

Үстіңгі тақтада әрқайсысы төрт M2.2 бұрандасы бар алты серво мүйізі бар. Пластинаның жоғарғы жағында 70 мм х 120 мм х 30 мм қорап орнатылған, оған 18650 батареялы 2 ұялы ұстағыш, екі полюсті қосқыш, жасыл жарық диоды және IC2 16 x 2 СК дисплейі орнатылған. Сонымен қатар, бірінші мойын серво де орнатылады, қуат және екінші мойын серво деректер кабелі екінші серво мен Arduino V3 NodeMcu модулін беру үшін тесік арқылы өтеді. Қосымша деректер кабелі жоғарғы қораптан өтеді және қайтадан басында орналасқан HC-SR04 ультрадыбыстық модулін береді. Екінші пиксельді сақинаны қуаттандыру үшін екінші деректер мен қуат кабелі де бар.

Екі серво деректер кабелі мен HC-SR04 деректер кабелі үстіңгі тақта арқылы беріледі, ал Bluetooth модулі пластинаның астыңғы жағына неон пішіні мен ыстық желім көмегімен бекітіледі. Қалған 18 серво деректер кабелінің кабельдік басқаруы төменгі тақтаға бекітілген 4 x M3 тіреуіштеріне сәйкес келетін 4 x M3 бұранда көмегімен үстіңгі тақтаны төменгі тақтаға бекітуге тырыспас бұрын болуы керек. Үстіңгі тақтайшаны бекіту процесінің бөлігі ретінде Coax сервосының барлық алты сервисі подшипниктерді төменгі пластинаның саңылауына және серво басын үстіңгі пластинаның мүйізіне бекітіп, дұрыс күйде орналастыруы керек. Орнатылғаннан кейін алты Coax серво шыңдары 6 M3 бұрандалармен бекітіледі. Сервистік мүйіздердің алты Coax сервосына арналған орналасуына байланысты 4x M3 тіректерін биіктігі 2 мм -ге азайту қажет болды, осылайша Coax серво мойынтіректері төменгі тақтаға дұрыс отырды.

БАС

Басы бір-біріне 90 градусқа қарама-қарсы орналасқан екі серводан тұрады, біреуі үстіңгі тақтаға бекітілген қорапта орналасқан, ал екіншісі жез табақшаның U-тәрізді бөлігін қолданып серво мүйізі арқылы біріншісіне бекітілген. Екінші серво мүйізі L болаттан жасалған жезден жасалған кронштейнге бекітілген, ол 70 мм х 70 мм х 50 мм қорапқа екі болт пен гайкамен бекітілген. Қорап басын құрайды, оның ішінде Ardcam камерасы, HC-SR04 ультрадыбыстық модулі, Arduino V3 NodeMcu модулі және қуат диоды орнатылған. Ультрадыбыстық модуль екеуі де жібереді және қабылдайды, сенсор бастары камераның линзасы сияқты қораптың алдыңғы жағынан шығып тұрады. Қораптың сыртында линзаның айналасында 16 LCD Nero pixie сақинасы орналасқан. NodeMcu қуат жарық диоды бастың артқы тақтасындағы тесік арқылы көрінеді, қуат кабелі, ультрадыбыстық модульдің деректер кабелі және pixie Neon қуат кабельдері артқы пластина мен бас тақтайшасы арасындағы тесік арқылы енеді.

ЭЛЕКТРОНИКА

Келесі Фритзинг диаграммалары корпус пен бас электроникасын көрсетеді. Диаграмманың анық болуына көмектесу үшін 20 серво үшін VCC және GRD сызықтары көрсетілмеген. Bluetooth модулі Android қосымшасы арқылы Hexapod қозғалысын басқарады, оның ішінде мойын сервосы. WIFI негізіндегі Arduino NodeMcu модулі Arducam камера модулін басқарады. Барлық сервоприводтар Arduino сенсорлық қалқанына VCC, GRD және сигнал желілері бар бір блок арқылы бекітілген. Bluetooth BT12, HC-SR04 және IC2 СКД қосу үшін стандартты 20 см DuPont қосқыш кабельдері қолданылады.

АЯҚ КАЛИБРАЦИЯСЫ

Бұл гексаподтың қозғалысы бойынша жұмыс алдындағы дайындықтың ең қиын бағыттарының бірі. Бастапқы идея - барлық аяқтарды келесіге қою, Coax сервоприводтары 90 градусқа, Femur сервосы 90 градусқа және Tibia сервосы 90, дене аяғы 2, 4, 6 және 75 аяғына 105 градусқа орнатылған. Аяқтар үшін 1, 3 және 5. Hexapod батарея корпусының астындағы төрт тірекке тірелген тегіс жерге қойылды. Бұл аяқтар әр аяқтың арасында бірдей қашықтықта және денеден бірдей қашықтықта орналасқан. Барлық осы позиция тегіс бетте белгіленген. Аяқтарды салу кезінде әр серваның ортаңғы нүктесі табылды, бұл 90 градусқа қызмет ететін серво болуы керек. Бұл 90 градус әдепкі позиция барлық серверлерде қолданылады.

Coax серводтары 2 және 5 ішкі беттері бір -біріне параллель, бұл 1 және 6, 3 және 4 серводарына жатады. Барлық Femur және Coax сервалары құрылыс кезеңінде бір -біріне 90 градусқа бір -біріне бекітіледі. Барлық Femur серваларында Femur қолы 90 градус бұрышта бекітілген. Барлық Tibia серводары Тибияға 90 градусқа бекітілген. 2, 4 және 6 Tibia сервалары Фемур қолына 105 градусқа бекітілген, ал Tibia 1, 3 және 5 серводары Femur қолына 75 градусқа бекітілген.

Айта кету керек, тестілеу кезінде барлық сервоприводтар температураны бақылап отыруы керек, ыстық серво серво тым қатты жұмыс істеп тұрғанын және істен шығуы мүмкін екенін білдіреді, көптеген сервопросторлар жылы болады.

Алғашқы калибрлеу - он алтылықты қосқаннан кейін оны орныққан орнынан жылжыту, ол тұрақты, тұрақты, деңгейлі және ең маңыздысы сервалардың ешқайсысы қызбайды. Тұрақты позицияны ұстап тұру үшін әр сервоға 20 миллисекундтан аз кідіріспен жазу қажет, 10 миллисекунд қолданылды. Барлық сервоприводтар тек 0 -ден 180 градусқа дейін және 180 градустан 0 -ге дейін жылжи алады, сондықтан барлық Femur сервосы үшін 0 және 180 градус тік және 90 градус көлденең болады.

Әрбір сервоприводты бекітпестен бұрын, алдын ала анықталған сервалардың әрқайсысына оның ағымдағы тыныс бұрышын беретін инициализация жазбасы жіберілді, яғни. демалыс кезінде серваның қазіргі жағдайы. Бұл барлық Coax серводары үшін 90 градус, Femur мен Tibia 1, 3 және 5 серводары үшін 55 градус, Femur және Tibia 2, 4 және 6 сервосы үшін 125 градус болды.

Батареяларды калибрлеу сеансы басталғанда әрқашан толық зарядтау қажет екенін ескеру маңызды.

Он алтыбақан әрқашан демалыс орнынан басталады, бүкіл денесі төрт футпен тіреледі. Бұл позициядан бастап барлық Femur және Tibia серводары бастапқы күйлерінен тұрақты күйлеріне дейін велосипедпен жүреді, бұл кезде барлық сервоприводтар 90 градус. Тұру позициясын аяқтау үшін «тұру» командасы беріледі, бұл пәрмен барлық аяқтарды үш аяқ қозғалысының екі жиынтығымен жоғары көтеріп, қайтадан орнатуды талап етеді, аяқтар 1, 5, 4, және 2, 6 және 3.

8 -қадам: БАҒДАРЛАМА

Бағдарламалық қамтамасыз ету үш бөліктен тұрады, бірінші бөлігі - Arduino Mega -де жұмыс істейтін Arduino коды, екінші бөлігі - басындағы NodeMcu модулінде жұмыс істейтін Arduino коды. Байланыс Android BT12 қондырғысы арқылы жүзеге асады, ол Android планшетінен командаларды қабылдайды, атап айтқанда Samsung Studio 2, Android Studio -да орнатылған реттелетін қосымшамен жұмыс істейді. Дәл осы бағдарлама Hexapod -қа командалар жібереді. Сол қолданба NodeMcu модулінен тікелей WIFI арқылы тікелей бейне беруді алады.

ANDROID КОДЫ

Android Studio көмегімен әзірленген Android коды екі экранды қосымша жұмыс істейтін платформаны ұсынады. Қолданбаның екі экраны бар, негізгі экран пайдаланушыға Hexapod -қа пәрмендер шығаруға және алтыбұрыш басынан келетін бейне арнаны көруге мүмкіндік береді. WIFI батырмасы арқылы қол жеткізілетін екінші экран пайдаланушыға бірінші кезекте алтыбұрышты Bluetooth -ға, екіншіден, NodeMCU Arduino картасында алтыбұрыш басындағы WIFI ыстық нүктесіне қосылуға мүмкіндік береді. Қолданба 9600 Baud сериялық арқылы планшеттен ендірілген Bluetooth арқылы он алтылыққа бекітілген BT12 Bluetooth -ға бір әріптік командаларды жібереді.

ARDUINO КОДЫ

Кодты әзірлеу Hexapod, оның басы мен денесінің негізгі функцияларын тексеруге арналған тестілеу бағдарламасын жасаудан басталды. Басы мен оның жұмысы денеден мүлдем бөлек болғандықтан, бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу дене функциясының кодымен қатар тексерілді. Бас операциялық коды негізінен серво қозғалысы қосылған алдыңғы әзірлеуге негізделген. Код 16x2 СКД дисплейінің, HC-SR04 ультрадыбыстық модулінің және 16 жарықдиодты жарық сақинасының жұмысын қамтиды. WIFI -ге тікелей бейне арнасына басынан кіруді қамтамасыз ету үшін кодты одан әрі дамыту қажет болды.

Дене функциясының коды бастапқыда серваның бастапқы бекітілуін және тыныштық күйдегі бастапқы орнын қамтамасыз ету үшін жасалды. Бұл позициядан Hexapod жай тұруға бағдарламаланған. Содан кейін дамыту он алтылық қондырғының қосымша қозғалыстарына және бас пен дене кодының бөлімдерін Android қосымшасымен сериялық байланыстармен біріктіруге көшті.

Сынақ серво коды аяқ пен дене қозғалысын дамытуға мүмкіндік берді, атап айтқанда:

1. InitLeg - аяқтың демалуына, аяқтың тік тұруына, сол немесе оң жүру үшін крабтың бастапқы позициясына, алға немесе артқа жүруге арналған бастапқы аяқ позициясына мүмкіндік береді.

2. Толқын - Алдыңғы аяққа төрт рет, тұрып қалған күйіне оралмастан бұрын, толқуға мүмкіндік береді.

3. TurnLeg- он алтылыққа оңға немесе солға бұрылуға мүмкіндік береді.

4. MoveLeg- он алтылыққа алға немесе артқа жүруге мүмкіндік береді.

5. CrouchLeg- он алтылыққа алдыңғы аяқтарына не артқа қарай артқа қарай еңкейтуге мүмкіндік береді.

Аяқ қозғалысы екі жұптың бірлескен жұмысына негізделген, сондықтан 1 және 2, 3 және 4, 5 және 6 аяқтар жұп болып жұмыс істейді. Қозғалыс екі негізгі әрекеттен тұрады: алға жету мен тарту және артқа қарай итеру. Артқа жүру үшін бұл екі қозғалыс керісінше болады, мысалы, алға қарай жүру, 1 және 2 аяқты тарту, 5 және 6 аяқты итеру, 3 және 4 аяқтар тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Крабпен жүру - бұл дәл сол әрекеттер, бірақ денеге 90 градусқа орнатылған, бұл жағдайда 3 және 4 аяқтар да басқа аяқтар сияқты қозғалады. Жаяу серуендеу кезінде жұптар кезекпен қозғалады, алайда краб жаяу жүретін 1 және 5 аяқтар жұп болып жұмыс істейді, ал 3 аяқ 1 және 5 аяқтарға ауыспалы қадамдарда жұмыс істейді.

Қозғалыстың функционалды сипаттамасы негізгі қозғалыстардың әрқайсысы үшін орындалады, олардың әрқайсысы белгілі бір реттілікпен біріктірілген және әрекет ететін қозғалыс элементтерінен тұрады.

ҚАЛДЫРУ: Тұрған орнынан бастап барлық Femur серво жоғары көтеріліп, денені төрт тірекке түсіреді. Сонымен бірге барлық Тибия серводтары ішке қарай жылжиды.

ТҰРУ: Тыныштық күйінен бастап барлық Tibia серводары сыртқа қарай жылжиды, бұл аяқталғаннан кейін барлық Femur серводтары 90 градусқа жылжиды, ақырында барлық Tibia servo бір мезгілде 90 градусқа ауысады.

СОЛҒА БҰРЫЛУ: 1, 3 және 5 аяғы басынан 45 градусқа артқа қарай жылжиды, сонымен бірге 2, 4 және 6 аяқтары басына қарай алға қарай жылжиды. Аяқталғаннан кейін барлық Coax серводтары қазіргі орнынан стандартты 90 градусқа оралады, бұл қозғалыс денеге сағат тіліне қарсы болады.

ОҢҒА БҰРЫЛУ: 1, 3 және 5 аяғы басына қарай 45 градусқа алға жылжиды, сонымен бірге 2, 4 және 6 аяқтары басынан артқа қарай жылжиды. Аяқталғаннан кейін барлық Coax сервалары ағымдағы орнынан стандартты 90 градусқа оралады, бұл қозғалыс денеге сағат тілімен бағытталады.

АЛҒА КӨРІҢІЗ: 1 және 2 аяғы Femur және Tibia сервосының көмегімен төмен, ал 5 және 6 аяғы Femur және Tibia серво көмегімен көтеріледі, 3 және 4 аяғы стандартты күйде қалады.

CROUCH BACKWARD: 1 -ші және 2 -ші аяқтар Femur және Tibia сервосының көмегімен көтеріледі, ал 5 және 6 -аяғы Femur және Tibia серводтары арқылы төмендетіледі, 3 және 4 -аяқтары стандартты күйде қалады.

WAVING: Бұл тәртіп тек 1 және 2 аяқты ғана қолданады. Coax сервосы 50 градус доғасында қозғалады, ал Фемур мен Тибия да 50 градус доғасында қозғалады. 3 және 4 аяғы басына қарай 20 градусқа алға жылжиды, бұл тұрақты платформаны қамтамасыз етеді.

АЛҒА ЖҮРУ: 1 және 6, 2 және 5, 3 және 4 аяғы бірге жұмыс істеуі керек. 1 аяғы денені тартып жатқанда, 6 аяғы денені итеруі керек, бұл әрекет аяқталғаннан кейін 2 және 5 аяғы бірдей әрекетті орындауы керек, ал бұл циклдердің әрқайсысы 3 және 4 аяқтармен орындалуы керек. тәртібін алға жылжытыңыз.

Аяқтың сынақ модулінің бастапқы функциялары аяқтың үш қозғалысының әрқайсысына арналған дизайн жасауға мүмкіндік берді. Аяқтың үш қозғалысы қажет, өйткені қарама -қарсы аяқтар кері қозғалыстарды орындайды. 1, 3 және 6 -шы жаңа біріктірілген модуль 2 -ші, 4 -ші және 5 -ші тіректі екінші модуль үшін қайта өңделді, сыналды және көшірілді. Гексаподтың аяқ қозғалысын тексеруге алтыбұрышты көтерілген блокқа қою арқылы қол жеткізілді, осылайша аяқтар жерге тигізбей толық қозғалады. Аяқтар қозғалатын кезде өлшеу жүргізілді және барлық аяқтар көлденеңінен 80 мм қашықтықта қозғалатыны анықталды, ал қозғалыс кезінде ең төменгі нүктеде жерден 10 мм қашықтықта қалды. Бұл алтыбұрышты қозғалыс кезінде бір жағынан бір жағына қарай жылжиды және қозғалыс кезінде барлық аяқтар бірдей тартылатын күшке ие болады дегенді білдіреді.

Кері серуендеу:

ШАЯН ҚАЛДЫРУ СОЛҒА: Алғашқы қозғалыс 1, 2, 5 және 6 аяғынан басталады, барлығы 45 градусқа бағытқа қарай бұрылады. Бұл барлық аяқтарды қозғалыс бағытына сәйкес орналастырады, 3 және 4 -аяқтар қазірдің өзінде дұрыс бағытта. Фемур мен Тибия әр аяғының әдепкі 90 градус күйінде басталады. Бұл жүріс кезектесіп жүретін үш аяқтың екі жиынтығынан тұрады, 1, 5 және 4 аяқтар, 3, 2 және 6 аяқтар. Әр үш аяқтың жиынтығы алдыңғы аяқтармен, яғни 1 және 5, итеру арқылы жұмыс істейді. 4 -аяғы, бұл қозғалыс кері айналады, сондықтан 2 -ші және 6 -шы аяқтар итеріп тұрғанда 3 -аяғы тартады, бұл қозғалыс кезінде Coax серваларының ешқайсысы ешқандай жұмыс жасамайды. Үш аяқтың әрбір жиынтығы бірінші қозғалу кезінде басқа стационарлық аяқтарды көтереді.

Шаянның жүру құқығы:

ЕСКЕРТПЕ: Басы краб жүру бағытында солға немесе оңға бұрылады. Бұл серуендеу кезінде HC-SR04 ультра дыбысты анықтауды қолдануға мүмкіндік береді.

АЯҚТАРДЫ РЕТТЕУ: он алтылық қондырғы бір деңгейде тұруы үшін барлық аяқтар бірдей биіктікте тұруы қажет. Он алтылықты блоктарға орналастыру, содан кейін стенд пен демалыс режимдерін қолдану арқылы әр соңғы эффектордың жерден қашықтығын өлшеуге болады. Мен әр эффекторға резеңке етік қостым, бірақ сонымен қатар барлық аяқтар арасында 5 мм немесе одан да аз болуы үшін аяқтың ұзындығын аздап реттеуге мүмкіндік берді. Әр серводы 90 градусқа орнату оңай болды, бірақ мүйіздің екі шетіне де мүйіздің бекітілуі қиындық тудыруы мүмкін және тудырды, өйткені мүйіздің ішкі бұрылыстарының айналу бұрыштарындағы өте аз айырмашылықтар аяқтың биіктігінен 20 мм айырмашылығын тудырады. Бұрандаларды серво мүйіздеріндегі әр түрлі бекіту тесіктеріне ауыстыру биіктігі 20 мм болатын бұл айырмашылықты түзетеді. Мен бұл мәселені бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы биіктіктегі айырмашылықтардың орнын толтырудың орнына осы әдіс арқылы шешуге бел будым.