ICBob - Bob шабыттандырылған екі жақты робот: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Біз Бриджевилл Делавэр қоғамдық кітапханасының жасөспірімдер қиял клубы. Біз электроника, компьютерлік кодтау, 3D дизайны мен 3D басып шығару туралы біле отырып, керемет жобалар жасаймыз.

Бұл жоба біздің BoB BiPed Arduino негізіндегі роботқа бейімделуіміз. Біз денені сүйікті Arduino қуат көзі - Powerbot телефон қуат банкін пайдалану үшін қайта құрдық. Бұл арзан қайта зарядталатын 5 вольтты қуат көзі біздің Arduino жобаларын қуаттандыруға өте ыңғайлы және кез келген USB қабырға зарядтағышымен зарядталады. Біз сондай -ақ Arduped екі жақты роботтан 3 саусақты аяқты керемет етіп көрсеткендіктен бейімдедік. Біз сізге қажет бөлшектерді қайдан алу керектігін, роботты қалай жинау керектігін көрсетеміз, тіпті сізге жаяу жүру үшін сізге Arduino кодын береміз. Біз он бір ICBob роботын жасауды жақсы өткіздік. Егер сіз өзіңізге қалай жасау керектігін білгіңіз келсе, оқуды жалғастырыңыз.

1 -қадам: сізге қажет бөлшектер мен құралдар

ICBob келесі бөлшектер жиынтығына арналған. Ауыстырулар мүмкін болса да, олардың жұмыс істеуі үшін денені өзгерту қажет болуы мүмкін. Біздің сүйікті жеткізуші - Yourduino.com, бірақ кейбір заттар үшін сізге Amazon немесе Ebay -ге бару қажет болады.

Өнімнің қол жетімділігін жаңарту- Yourduino енді микро сиқыршыны алып жүрмейді және оларды Дагу тоқтататынын айтады. Dagu веб -сайтында әлі де https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137 қол жетімді, ал егер олар жоқ болса, S4A EDU контроллері алмастырудың төмендеуі болып табылады және 5 вольтте жұмыс істейді.

Бөлшектер

• 1x- MICRO Magician контроллері
• 4x- SG 90 серво
• 1x- HC-SR04 ультрадыбыстық сенсор
• 1x- Powerbot қуаты 2600 мАч (3000mAh Powerbot диаметрі үлкенірек және сәйкес келмейді)
• 1x- DIP 5 істікшелі тақтаға арналған әйел MICRO USB
• 1х- 20см 40 істікшелі жалпақ кабельді әйел ұштары
• 1х-10к резистор
• 4x- 2-56 x 3/8 өздігінен бұрап тұратын бұрандалар (балама ыстық желім)

3D басып шығару - Stl файлдары Thingiverse затында қол жетімді: 1313344

• 1x- дене
• 1х- қабық
• 2x- тізе
• 1х- сол аяқ
• 1х- оң аяқ

Құралдар

• Arduino IDE бар компьютер
• Arduino VarSpeedServo кітапханасына қосады
• MICRO Magician Driver (кейбір операциялық жүйелер үшін қажет)
• 3D принтері (немесе бөлшектері дайын)
• 3D бөлшектерді тазартуға арналған құралдар
• Дәнекерлеу жинағы (тек USB адаптеріндегі түйреуіштер үшін)
• Ыстық желім қаруы
• Кішкентай Philips бұрағыш
• usb зарядтағыш

Бұл нұсқаулық сізде Arduino қолдану туралы негізгі білімі бар деп болжайды. Егер сіз Arduino -да жаңадан болсаңыз, толығырақ https://www.arduino.cc/ сайтынан біле аласыз.

MICRO Magician үшін Board - Arduino Pro немесе Pro Mini (3.3V, 8MHz) w/ ATmega328 таңдаңыз.

Біздің эскиздерді пайдалану үшін сізге Korman VarSpeedServo кітапханасы қажет болады. Сіз оның кітапханасы туралы көбірек біле аласыз, бірақ төмендегі жаңа IDE -мен үйлесімді жүктеуді қолданыңыз. Төмендегі VarSpeedServo.zip файлын жүктеп алып, arduino/libraries қалтасына ашыңыз.

Егер сіздің жүйе контроллерді танымаса, сізге MICRO Magician CP210x драйверін орнату қажет болуы мүмкін. Бұл сайт драйверді орнатуға көмектесе алады

2 -қадам: Құрылысты бастайық - аяқтарды жинаңыз

Бұл қадам үшін сізге 2 - 3D басып шығарылған тізе мен 4 серво пакеті қажет болады.

Тізені тазалаудан бастаңыз. Серво мүйізінің 2 саңылауы бір жақты серво мүйізіне сәйкес келуі керек. Біз оларды L (.290) әрпі бар бұрғымен тазарттық, бір айналмалы тесік табанға бұрылуға тиіс. Біз оларды №2 (.220) өлшемді бұрғымен тазарттық.

4 серво мүйізін тізеге салыңыз. Мүйізді серво пакетімен бірге келген үлкен бұрандалардың бірімен бекітіңіз. Бұранданы тізеден өткізіп, серво мүйізіндегі кішкене тесіктердің біріне бекітіңіз. Бір бұранда үшін бұрауышты бұрышпен бұрау керек, бірақ бұл мүмкін. Қаласаңыз, бүйірлік кескіш қысқышпен бекітілетін бұрандалы нүктелерді қыстыруға болады.

Тізеге бекітілмес бұрын 4 серво шпиндельін ортасына қою керек. Сіз мұны жартылай айналдыру нүктесін табу үшін шпиндельді айналдыру арқылы ақырын жылжыту арқылы қолмен жасай аласыз. Серваны 12 -ші пинге бекітудің ең жақсы жолы - төмендегі icbob_servo_center.zip файлын жүктеңіз. Arduino каталогын ашыңыз. Содан кейін әр серво үшін осы Arduino эскизін іске қосыңыз.

Хип (жоғарғы) серваларды тізеге жинай бастаңыз. Шпиндельді қозғамай, жамбас сервосын тізеге параллель бекітіңіз, сымдар басқа серво мүйізіне қарайды (алдыңғы). Серво пакетінен бір кішкене бұрандамен бекітіңіз. Басқа тізе үшін қайталаңыз.

Енді тобық сервосына. Естеріңізде болсын, сізде оң және сол жақ тобық болады, сондықтан аяқтар бір -бірінің айнасы болады. Тізе серпісін жинау үшін тізені сәл жайып қою керек болады, сондықтан сервоны қыспас бұрын фотодағыдай бағыттаңыз. Шпиндельді айналдырмаңыз. Кішкене бұрандамен бекітіңіз. Оң және сол аяқпен аяқтау үшін басқа тіземен қайталаңыз.

3 -қадам: құрылыс - аяқтарды денеге бекіту

Бұл қадамды орындау үшін сізге 2 аяқты жинау және 3D басып шығарылған негіз қажет болады. Сондай-ақ, сізге қажет (4) 2-56x3/8 өздігінен бұрап тұратын бұрандалар немесе ыстық желім.

Аяқтар жамбас сүйектері арқылы негізге бекітіледі. Алдымен 2 серво сымын негіздің түбінен жоғары қарай жүргізіңіз. Құқықтар мен солға назар аударыңыз. Сызбада көрсетілгендей, тобық сымы жарты айлық үзіліспен аяқталады, бірақ серво бекітілмес бұрын, сізде тобық сымы болуы керек. Серваны еңкейту керек, ол жамбас сымы (ол сервоға кіретін жерде) алдымен тікбұрышты тесіктен өтеді (алдыңғыға). Ол тығыз бекітілген, бірақ артқы жағы жай ғана сырғып кетуі керек. Енді негізді төңкеріп, сервоны 2 бұрандамен бекітіңіз, немесе ыстық желім жұмыс істеуі керек. Процедураны екінші аяқ үшін қайталаңыз.

4 -қадам: құрылыс - аяқты бекітіңіз

Бұл қадамды орындау үшін сізге сол аяқ пен оң аяқ қажет болады. Олар ыстық желіммен жабыстырылған, сондықтан желімді пистолетті өртеп жіберіңіз.

Аяқтардағы ойықтарды жақсылап тазалағаныңызға көз жеткізіңіз. Тазалағаннан кейін серводы аяққа ақырын тексеріңіз. Тізедегі айналмалы тесік табандағы бұрандалы істікке сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Егер табан тығыз болса, оны жұлып алу үшін серво мен табан арасындағы жұқа бұрағышты қолданған дұрыс. Жақсы сынақтан өткеннен кейін табанға бір дюймдік ыстық желім глобусын қойыңыз, содан кейін сервоны табанға басыңыз. Айналмалы аймақтың жанында желім алуға жол бермеңіз. Сіздің ботыңыз аяққа тұруы үшін екінші жағын қайталаңыз.

5 -қадам: Сымдар - сервистер мен қуат

Бұл қадамда сізге MICRO Magician контроллері, үстіңгі түйреуіштері бар шағын USB адаптер тақтасы, жалпақ кабель және тұрақты бот қажет болады. Бұл қадамда сіз дәнекерлеп, ыстық желімдейсіз, сондықтан бұл құралдарды дайындаңыз.

Powerbot қуат банкі қысқа USB -микро -USB кабелімен бірге келеді. Батареяны зарядтау үшін micro USB батареяның зарядтау ұясына қосылады, ал USB қабырғадағы зарядтағышқа түседі. ICBob -ты қосу үшін сіз бұл кабельді қайта қолданасыз. Батареяның шығысы USB арқылы, сондықтан біз ботқа қуат алу үшін микро USB адаптер тақтасы арқылы қосыламыз.

Алдымен адаптерді жинауға рұқсат етіңіз. Келесі қадамдар үшін фотосуретті қараңыз. Сіз ботты қосу үшін тек 2 сыртқы түйреуішті (gnd және V+) қолданасыз. Сырттағы 2 түйреуішті абайлап сырғытыңыз, осылайша қысқа жағы 3/16 дюймге шығып тұрады. Қысқышпен 2 ұзын түйреуішті 60 градусқа бүгіңіз. Дәнекерлеу алдында бүгіңіз, өйткені тақталар нәзік. Көрсетілгендей тақырыпты енгізіңіз және беріктікке арналған барлық түйреуіштерді дәнекерлеңіз. Барлық пайдаланылмаған түйреуіштерді алдыңғы және артқы жағына мүмкіндігінше қысқа етіп қысыңыз. Адаптерді бөшкеге жапсырмас бұрын, жеткілікті мөлшерде бос орын алу үшін микро USB кабелін бекітіңіз. Адаптердің артқы жағына ыстық желімнің үлкен шары салыңыз, содан кейін оны бөшкеде көрсетілген жерге қойыңыз. Ол қатайғанша ұстаңыз.

Содан кейін контроллерге 4 серво коннекторын қосыңыз. Бізге MICRO Magician ұнайды, себебі оның бортында 3 серпінді қосқыштары бар. Қою түсті сым (қоңыр?) Тақтаның шетіне қарай жүреді. Қосылған Arduino эскиздері келесі түйреуіштерді қолданады.

• Оң жамбас (RH) - түйреуіш 9
• Оң жақ тобық (RA) - 10 -түйреуіш
• Сол жақ жамбас (LH) - түйреуіш 11
• Сол жақ тобық (LA) - 12 түйреуіш

Қуат тақтасына қосылу үшін жалпақ кабельден жұп сымдарды алыңыз. Сіз бұл жалпақ кабельді көп мөлшерде сымдар үшін қолданасыз. Жұптың бір ұшын micro USB адаптеріне қосыңыз. Боттың алдыңғы жағына жақын орналасқан түйреуіш - бұл басқа, басқа V+. Екінші ұш коммутатордың жанындағы контроллерге бекітіледі. V+ сымы құжаттамада 'Battery IN' деп белгіленген түйреуішке қосылады. Жерге қосу сымын 'gnd' түйреуішіне 'Battery IN' түйреуішінен сәл жоғары жалғаңыз.

МАҢЫЗДЫ! - D1 түйреуішінің дәл үстінде 'V+ таңдау' секіргісі бар. Бұл секіргіш INSIDE түйреуіштер жиынтығында болуы керек, әйтпесе серво жұмыс істемейді.

Ақыр соңында контроллердің бекітілуіне арналған негіздегі контроллер ұясын тазалаңыз. Батареяны қосып, контроллерді қосуға болады.

6 -қадам: Бағдарламалау - үйді калибрлеу коды

Біздің бағдарламалау туралы бірнеше сөз

Біз бұл жобаның прототипін құрастырған кезде, BoB Biped -ке қалай үйретуге болатынын үйретейік, робот жасайық. Bob Poser бағдарламалық қамтамасыз ету керемет болды және біз онымен ойнаудан көңілді болдық. Мәселе Навигация эскизіндегі 600+ код жолдары жасөспірімдердің білім деңгейінен жоғары болды. Бұл жобаны үйрену тәжірибесі үшін біз Poser кодынан бірнеше идеяларды жинап, содан кейін бос беттен бастауға шешім қабылдадық. Жасөспірімдер VarSpeedServo кітапханасын біздің Arduino зертханаларындағы сервистермен таныса отырып пайдаланған. Біз VarSpeedServo сервистердің уақыт пен жылдамдық міндеттерін орындай алатынын білуге шешім қабылдадық, осылайша біз жай ғана позицияға шоғырлана аламыз. Алынған код жақсы жұмыс істейді және толық walk_avoid_turn эскизінде 100 -ден аз код жолдары бар. Жасөспірімдерге тек екі өлшемді массивтер және бұл деректерге кодпен қалай қол жеткізуге болатыны туралы білуге қажет жаңа ұғымдар келді. Ләззат алыңыз!

Үйді калибрлеу

Серво шпиндельдерін құрастырған кезде сіз оларды орталықтандырдыңыз. Енді сіз қаншалықты жақындағаныңызды көресіз және олардың үйдегі позициясын дәл реттейсіз. VarSpeedServo кітапханасының 1 -қадамнан орнатылғанына көз жеткізіңіз. Төмендегі icbob_home_calibration.zip файлын жүктеп алып, Arduino каталогына ашыңыз. Эскизді Arduino IDE -де ашыңыз. MICRO Magician -ді батареямен қосыңыз. Компьютерді тақтаға қосыңыз және кодты жүктеңіз. Мүмкін, үйдегі серво позициялары мінсіз болмайды. Келесі кодты табыңыз. Дұрыс болғанға дейін реттеуді және жүктеуді жалғастырыңыз.

//…………………………………………………….

// 90 градусқа орнатылған 4 сағ жиілік мембраналарынан бастаңыз. содан кейін // осы параметрді реттеңіз, осылайша тізе түзу, аяғы тегіс болады int hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // RH, RA, LH, LA әр серво үшін үй жағдайын сақтауға арналған массив // …………………………………………………….

Егер сіздің нөмірлеріңіздің біреуі 50 -ден аз болса немесе 130 -дан асса, сіз аяқтарын артқа бұрып, бөлшектеуіңіз керек және шпиндельдерді ортаға жақындатыңыз.

Жақсы үй жағдайына ие болғаннан кейін, сандарды жазыңыз. Қалған эскиздер үшін сізге бұл сандар қажет болады.

7 -қадам: бағдарламалау - генератор кодын жылжыту

Енді боттың қозғалуы үшін. Төмендегі icbob_move_generator.zip файлын жүктеп алып, Arduino каталогына ашыңыз. Эскизді Arduino IDE -де ашыңыз. Келесі код бөлімін табыңыз. Ботқа жазған үй позицияларын эскизге салыңыз.

// hm массивінің мүшелерін роботтың бастапқы орындарына орнатыңыз

// оларды icbob_home_calibration эскизін пайдалану арқылы табуға болады const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // RH, RA, LH, LA әр серво үшін үй жағдайын ұстауға арналған массив

Келесі код бөлімінде жылжу реттілігі енгізіледі. Әр жолда бастапқы позицияға қатысты 4 серво (RH, RA, LH, LA) үшін позициялар бар.

// mv массивінің деректері. Әрбір жол 4 кадрға арналған «кадр» немесе позиция болып табылады

// Бірнеше жолдар ілмектелетін қозғалыстар тобын жасайды // жаяу, бұрылу, би немесе басқа қозғалыстар жасау const int mvct = 6; // Бұл санды const int mv [mvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} массивіндегі жолдар санына тең етіңіз, // Бұл алдын ала жүктелген сандар алға жылжуға мүмкіндік береді {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Бұл mv массивінің деректерін серво баяу қозғалысқа айналдыратын код

void loop () // цикл мәңгі қайталанады

{// Rh.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp) саны бойынша (int x = 0; x <mvct; x ++) {// циклы үшін жылжу ретін жасаңыз; // RA.slowmove (hm [1] + mv [x] [1], svsp) массивіндегі 'кадрлар' жолдары; LH.slowmove (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA.slowmove (hm [3] + mv [x] [3], svsp); кешіктіру (кадрлық кеш); }}

Ботқа жүктеу. Бот 2 секунд ішінде бастапқы күйге өтеді, содан кейін алға ілгерілеу циклін бастайды. Егер кесте тым тайғақ болмаса, бұл жақсы жұмыс істейді.

Оның жүргенін көруден шаршаған соң, сіз өзіңіздің қимылдарыңызды жасай аласыз. Эскиздің атын өзгерту үшін 'сақтау ретінде' пайдаланыңыз. Содан кейін сандармен ойнаңыз және не істей алатыныңызды қараңыз. Нөмірлерді +50 мен -50 аралығында ұстаңыз, әйтпесе сіз сервоприводтарға қысым жасай аласыз. Есіңізде болсын, егер сіз жолдарды қоссаңыз немесе алып тастасаңыз, өзгерісті көрсету үшін mvct мәнін өзгертуіңіз керек. Масайрау!

8 -қадам: Сымдар - HC -SR04 Sonar сенсоры (көздер)

Бұл қадамды орындау үшін сізге icbob_shell 3D басып шығару, HC-SR04 ультрадыбыстық сенсоры, аналық жалпақ кабель және 10км резистор қажет болады. Бұл біздің тізімдегі бөліктерді аяқтауы керек. Иә!

Орташа тығыз орналасу үшін алдымен қабықтың сенсорлық тесіктерін тазалаңыз. Тексеру кезінде сенсорға тым көп қысым жасамаңыз. Сымға арналған қабықтан алыңыз.

Содан кейін жалпақ кабельден 4 бұрымды алыңыз. 4 сымды HC-SR04 сенсорлық түйреуіштерге қосыңыз.

MICRO Magician 3,3 вольт ішінде жұмыс істейді, ал түйреуіштер тек 3,3 вольтты сигнал қабылдай алады. Мәселе HC-SR04 5 вольтте жұмыс істейді. Ол «триггер» сигналы ретінде 3,3 вольтты енгізуді қолдана алады, бірақ ол «жаңғырық» сигналын жібергенде 5 вольтты құрайды және ол тікелей қосылған жағдайда контроллердің кірісін зақымдайды. Кірісті қорғау үшін бізге «эхо» сымына 10к Ом ток шектеу резисторын қою керек.

ЖАҢАРТУ: Бізде тек 10K резистордың кірістірілуімен ешқандай проблемалар туындамаса да, түсініктемелерде ең жақсы тәжірибе кернеу бөлгіш тізбекті қолдану керектігін көрсетеді. 10K резисторынан басқа, «эхо» мен «жерге» арасында 15К резистор орналастырылуы керек.

Резисторды 5 дюймге дейін кесіңіз. Резистор жалпақ кабельдегі «жаңғырық» сымына түседі. Біз қосылымға бір тамшы супер желім жабыстырамыз, ол орнында қалады.

Эскизде триггер үшін 13 түйреуіш және жаңғырық үшін 3 түйреуіш қолданылады. Контроллердегі pin 13 тобын 'gnd', 'vcc', 'trig' үшін шетінен орталыққа қарай жұмыс жасаңыз. Дұрыс болу үшін мұнда бірнеше сымдарды қиып өту керек болады. Резисторы бар «жаңғырық» сымы аналық 3 -ші розеткаға қосылады.

Егер сіз келесі қадамға өтпес бұрын сенсорды тексергіңіз келсе, оны тексеру үшін https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance бетіндегі бірінші эскизді қолдана аласыз. Батареяны қосу қажет. Сіз қашықтықтан оқуды сериялық монитордан көре аласыз. Эскизде 'trigger_pin' мәнін 13 -ке, 'echo_pin' мәнін 3 -ке орнатқаныңызға көз жеткізіңіз.

Датчикті қабықшаға орнатудың ең жақсы әдісі - түйреуіштерді жоғары қаратып, сымдарды сенсордың көзімен қабықтың арасына бүктеп бағыттау.

9 -қадам: Бағдарламалау - Walk_Avoid_Turn коды

Бәрін біріктіру. Барлық бөлшектер жиналған. Біз толық кодты жүктеп, қабықты киіп, оның өз жұмысын орындауын қадағалаймыз.

Сіз күн тәртібін білесіз. Төмендегі icbob_walk_avoid_turn.zip файлын жүктеп алып, Arduino каталогына ашыңыз. Эскизді Arduino IDE -де ашыңыз. Келесі код бөлімін табыңыз. Ботқа жазған үй позицияларын эскизге салыңыз.

// hm массивінің мүшелерін роботтың бастапқы орындарына орнатыңыз

// оларды icbob_home_calibration эскизін пайдалану арқылы табуға болады const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // RH, RA, LH, LA әр серво үшін үй жағдайын ұстауға арналған массив

Бұл эскиз «жылжу» қозғалысы үшін екінші жылжу массивін және баяу жылжу кодының екінші жиынтығын қосады.

// массив деректерін жіберу

const int fwdmvct = 6; // Бұл санды const int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20} массивіндегі жолдар санына тең етіңіз, // кадрларды алға жылжытыңыз {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // turn array data const int trnmvct = 5; // Бұл санды const int trnmv [trnmvct] [4] = {{-40, 0, -20, 0} массивіндегі жолдар санына тең етіңіз, // жылжыту кадрларын бұрыңыз {-40, 30, -20, 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

Біз түзу немесе бұрылып бара жатқанымызды анықтау үшін дыбыстық кедергілерді анықтау кодын, сондай -ақ 'if' 'else' мәлімдемесін қостық.

Қорытынды жинау және іске қосу

Батареяны желіден ажыратылған күйде қалдырыңыз және эскизді жүктеңіз. Бағдарламалау сымын ажыратыңыз. Контроллердегі қуат қосқышының төмен «қосулы» күйде екеніне көз жеткізіңіз. Қабықты негізге абайлап сырғытыңыз, сымның жоғарғы саңылауынан USB қуат сымы өтеді. Батареяны салыңыз. Оны қосыңыз. Сіздің ICBob 7 дюймге жақын кедергілерді болдырмау үшін қозғала және бұрыла бастайды.

10-қадам: Қорытынды

Біз ICBob құру біздікіндей қызықты болады деп сенеміз. Егер сізде сұрақтар немесе түсініктемелер болса, бізге хабарлаңыз. Егер сіз біреуін салсаңыз, бізге осы жерде немесе Thingiverse туралы хабарлаңыз.