ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Эй балалар! Міне, осындай керемет электронды жобаларды жасау кезінде сізге біртіндеп нұсқаулық беретін жаңа оқу құралы, ол - «Өрмекші робот» немесе «Төртбұрышты робот» ретінде белгілі.

Әр дене робототехника технологиясының жоғары жылдамдықтағы дамуын байқағандықтан, біз сіздерді робототехника мен робот жасаудың жоғары деңгейіне көтеруді шештік. Біз сізге электронды заттармен аздап таныстыру және өз жобаларыңызды ойлап табу үшін PICTO92 сияқты негізгі электронды жобалар мен негізгі роботтар жасау арқылы бірнеше уақыт бұрын бастадық.

Басқа деңгейге көшу, біз бұл роботтан бастадық, ол тұжырымдамада негізгі болып табылады, бірақ егер сіз оның бағдарламасына тереңірек үңілсеңіз, бұл біршама күрделі болады. Бұл гаджеттер веб -дүкенде өте қымбат болғандықтан, біз сізге өзіңізге Spiderbot жасауға көмектесетін қадамдық нұсқаулықты ұсынамыз.

Бұл жоба біздің роботтың сыртқы түрін жақсарту үшін біз JLCPCB -ден тапсырыс берген теңшелген ПХД алғаннан кейін жасауға өте ыңғайлы, сонымен қатар бұл нұсқаулықта сіздің шынжыр табанды оңай жасауға мүмкіндік беретін құжаттар мен кодтар жеткілікті.

Біз бұл жобаны небәрі 7 күнде жасадық, аппараттық құралдарды жасау мен құрастыруды аяқтау үшін екі күнде, содан кейін код пен андроид қосымшасын дайындауға бес күнде. ол арқылы роботты басқару үшін. Бастамас бұрын алдымен көрейік

Бұл оқулықтан не үйренесіз:

1. Жобаның мүмкіндіктеріне байланысты дұрыс компоненттерді таңдау
2. Барлық таңдалған компоненттерді қосу үшін тізбек құру
3. Жобаның барлық бөліктерін жинаңыз
4. Робот тепе -теңдігін масштабтау
5. Android қосымшасын қолдану. Bluetooth арқылы қосылыңыз және жүйені басқаруды бастаңыз

1 -қадам: «Өрмекші робот» дегеніміз не?

Атауынан анықталғандай, біздің робот - бұл айналдырғыш қозғалыстардың негізгі көрінісі, бірақ ол дәл сол дене қозғалысын жасамайды, өйткені біз сегіз аяқтың орнына төрт аяқты ғана қолданамыз.

Төрт аяғы бар болғандықтан және оның қозғалысын осы аяқтар арқылы жасайтындықтан, Quadrupedrobot деп те аталады, роботтың дене позициясын анықтау үшін, сонымен қатар робот денесінің тепе -теңдігін бақылау үшін әр аяқтың қозғалысы басқа аяқтармен байланысты.

Аяқты роботтар рельефті доңғалақты әріптестеріне қарағанда жақсы өңдейді және әр түрлі және анималды түрде қозғалады. Алайда, бұл аяқты роботтарды күрделендіреді және көптеген өндірушілерге қол жетімді емес етеді. сонымен қатар өндіруші төрт корпусты жасау үшін жұмсайтын шығындар мен жоғары шығындар, себебі ол серво қозғалтқыштарына немесе сатылы қозғалтқыштарға негізделген және екеуі де доңғалақты роботтарда қолдануға болатын тұрақты ток қозғалтқыштарына қарағанда қымбат.

Артықшылықтары

Сіз төртбұрышты табасыз, өйткені төрт аяғы пассивті тұрақтылықты немесе позицияны белсенді реттемей тұрып қалу мүмкіндігін береді. Дәл осындай жағдай роботтарға қатысты. Төрт аяқты робот аяқтары көп роботқа қарағанда арзан әрі қарапайым, бірақ ол тұрақтылыққа қол жеткізе алады.

2 -қадам: Серво қозғалтқыштары негізгі қозғаушы болып табылады

Уикипедияда анықталғандай сервомотор - бұл бұрыштық немесе сызықтық позицияны, жылдамдық пен үдеуді дәл бақылауға мүмкіндік беретін айналмалы қозғаушы немесе сызықтық жетегі. [1] Ол позицияны кері байланыс үшін сенсорға қосылған қолайлы қозғалтқыштан тұрады. Ол сондай -ақ салыстырмалы түрде күрделі контроллерді қажет етеді, көбінесе сервомоторларда қолдануға арналған арнайы модуль.

Сервомоторлар қозғалтқыштың нақты класы емес, дегенмен сервомотор термині көбінесе жабық контурлы басқару жүйесінде қолдануға жарамды қозғалтқышты білдіреді.

Жалпы айтқанда, басқару сигналы - бұл төртбұрышты импульсті пойыз. Басқару сигналдарының жалпы жиілігі 44 Гц, 50 Гц және 400 Гц. Оң импульстің ені серво позициясын анықтайды. Оң импульстің ені шамамен 0,5 мс серво мүйізінің солға қарай бұрылуына әкеледі (әдетте бұл сервоға байланысты шамамен 45-90 градус). Оң импульстің ені 2,5 -тен 3,0 м -ге дейін серво мүмкіндігінше оңға бұрылады. Импульстің ені шамамен 1,5 мс серво 0 градусқа бейтарап күйде болады. Шығарылатын жоғары кернеу әдетте 2,5 вольт пен 10 вольт аралығында болады (3В типтік). Шығу төмен кернеуі -40мВ -тан 0В -қа дейін.

3 -қадам: ПХД жасау (JLCPCB шығарған)

JLCPCB туралы

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.)-бұл Қытайдағы ПХД прототипінің ірі кәсіпорны және ПХД прототипі мен шағын партиялы ПХД өндірісіне маманданған жоғары технологиялық өндіруші.

ПХД өндірісінде 10 жылдан астам тәжірибесі бар JLCPCB -де үйде және шетелде 200 000 -нан астам клиенттер бар, олардың ішінде тәулігіне ПХД прототиптеудің 8 000 -нан астам онлайн тапсырыстары бар және ПХД өндірісінің аз мөлшері бар. Жылдық өндірістік қуаты 200 000 ш.м. әр түрлі 1 қабатты, 2 қабатты немесе көп қабатты ПХД үшін. JLC - бұл кең ауқымды, ұңғымалы жабдықтармен, қатаң басқарумен және жоғары сапамен ерекшеленетін кәсіби ПХД өндірушісі.

Біздің жобаға оралу

ПХД өндіру үшін мен көптеген ПХД өндірушілерінің бағасын салыстырдым және осы схемаға тапсырыс беру үшін PCB ең жақсы ПХД жеткізушілері мен ең арзан ПХД жеткізушілерін таңдадым. Маған гербер файлын жүктеу және ПХД қалыңдығы мен мөлшері сияқты кейбір параметрлерді орнату үшін бірнеше рет басу қажет, содан кейін мен тек бес күн өткеннен кейін ПХД алу үшін 2 доллар төледім.

Бұл схеманың суретін көрсеткендей, мен бүкіл жүйені басқару үшін Arduino Nano қолдандым, мен бұл жобаны жақсарту үшін өрмекші роботының пішінін жасадым.

Сіз бұл жерден Circuit (PDF) файлын ала аласыз. Жоғарыдағы суреттерден көріп отырғаныңыздай, ПХД өте жақсы өндірілген, менде біз жасаған ПХД өрмекші пішіні бар, және барлық жапсырмалар мен логотиптер дәнекерлеу кезінде маған бағыт береді.

Егер сіз дәл осы схемаға тапсырыс бергіңіз келсе, осы схемаға арналған Gerber файлын жүктей аласыз.

4 -қадам: ингредиенттер

Енді осы жобаға қажет компоненттерді қарастырайық, мен айтқанымдай, мен Arduino Nano көмегімен роботтың 12 серво моторының төрт аяғын іске қосамын. Жобада сонымен қатар Cozmo беттерін көрсететін OLED дисплейі және Android қосымшасы арқылы роботты басқаруға арналған Bluetooth модулі бар.

Мұндай жобаларды құру үшін бізге қажет:

• - Біз оны JLCPCB -ден тапсырыс берген ПХД
• - 12 серво қозғалтқышы, әр аяқ үшін 3 серво есіңізде:
• - Бір Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth модулі:
• - Бір OLED дисплей экраны:
• - 5 мм RGB светодиодтары:
• - Кейбір тақырыптық коннекторлар:
• - Ал робот корпусы оларды 3D принтер көмегімен басып шығару үшін қажет

5 -қадам: Робот жиналады

Енді бізде ПХД дайын және барлық компоненттер өте жақсы дәнекерленген, содан кейін робот корпусын құрастыру қажет, процедура соншалықты қарапайым, мен көрсеткен қадамдарды орындаңыз, алдымен әр аяқты бір жағына дайындау керек. бір сым бізге буындарға арналған екі серво қозғалтқышы мен осы кішкене бекіткіш бөлігі бар Coxa, Femur және Tibia баспа бөлшектерін қажет етеді.

Роботтың дене бөліктері туралы оның STL файлдарын осы жерден жүктеуге болады.

Алғашқы серводан бастап, оны розеткаға орнатып, бұрандалармен ұстаңыз, содан кейін тіректерге бұранданы қоймай, серво балтасын 180 ° -қа бұрыңыз да, оны бел сүйегіне қосатын Фемур болатын келесі бөлікке өтіңіз. бірінші серво түйісетін балта мен бекітпе бөлігін қолдана отырып. Аяқты аяқтаудың соңғы қадамы - екінші буынды орналастыру, мен Coxa бөлігі болып табылатын аяқтың үшінші бөлігін ұстап тұру үшін екінші серводы айтамын.

Енді төрт аяқты дайындау үшін барлық аяқтар үшін бірдей қайталаңыз. Осыдан кейін жоғарғы шассиді алып, қалған сервоприводтарды розеткаларға салыңыз, содан кейін әр аяғын сәйкес сервоға қосыңыз. Соңғы бір ғана басылған бөлік бар, ол төменгі тақтаны орналастыратын робот шассиі

6 -қадам: Android қосымшасы

Android туралы сөйлесу сізге мүмкіндік береді

Bluetooth арқылы роботқа қосылыңыз және алға және артқа қозғалыстар мен солға оңға бұрылыстар жасаңыз, бұл сонымен қатар роботтың ашық түстерін осы түсті дөңгелектен қажетті түсті таңдау арқылы басқаруға мүмкіндік береді.

Сіз андроид қосымшасын мына сілтемеден ақысыз жүктей аласыз: мына жерде

7 -қадам: Arduino коды және тестті тексеру

Енді бізде робот жұмыс істеуге дайын, бірақ алдымен буындардың бұрыштарын орнату керек, сондықтан 90 градусқа серво қосу арқылы әр серводы дұрыс күйге қоюға мүмкіндік беретін баптау кодын жүктеңіз, 7В қосуды ұмытпаңыз. Роботты іске қосу үшін тұрақты ток.

Әрі қарай, роботты андроид қосымшасы арқылы басқаратын негізгі бағдарламаны жүктеу керек. Екі бағдарламаны да мына сілтемелерден жүктеуге болады:

- Серво кодын масштабтау: жүктеу сілтемесі- Өрмекші роботтың негізгі бағдарламасы: жүктеу сілтемесі

Кодты жүктегеннен кейін мен негізгі кодта жасаған Cozmo роботының күлкісін көрсету үшін OLED дисплейін қостым.

Жоғарыдағы суреттердегі жігіттерді көріп тұрғандай, робот менің смартфонымнан жіберілген барлық нұсқауларды орындап, оны жақсартуға мүмкіндік береді.