Flex Bot: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

השתמש במדריך זה כדי ליצור מארז רובוט בעל הנעה על 4 גלגלים הנשלט על ידי השרירים שלך!

שלב 1: הסיפור

אנו שני צעירים מבתי הספר האירווינגטון הלומדים עקרונות הנדסה, שיעור PLTW. המורה שלנו, גב 'ברבאווי, נתנה לנו את ההזדמנות לבחור בפרויקט SIDE שיוצג באזור מפרץ מייקר פייר. בסופו של דבר מצאנו אתר בשם "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), שעזר לנו לפתח את הרעיון של שימוש בגמישות שרירים כדי להניע מנוע. המורה שלנו סיפק לנו את המיקרו -בקר ארדואינו, חיישן שרירי EMG, ציוד קשות, חוטי מגשר וסוללות. לאחר מכן יישמנו את כישורי התכנות והרובוטיקה הקודמים שלנו (שנלמדו באמצעות רובוטיקה תחרותית וניסיון התמחות) לתכנון שלדה בה אנו שולטים באמצעות השרירים שלנו! הפרויקט הזה, כפי שראינו לאחר מחקר מקוון, לא באמת בוצע על ידי אף אחד בעבר, מה שאומר שהיינו צריכים ליצור הכל מאפס! זה כלל הרבה בדיקות, שינויים ובדיקות חוזרות, אך לראות את עבודת הפרויקט הסופית שלנו בסופו של דבר היה שווה את זה.

שלב 2: תיאור בסיסי

הפרויקט שלנו הוא למעשה מארז רובוטים בעלי 4 גלגלים, מנועים הנשלטים באמצעות מיקרו -בקר ארדואינו. לחברת Arduino מצורף חיישן שריר EMG המעביר נתוני מתח שרירים ליציאה אנלוגית של הארדואינו. מספר סיכות דיגיטליות וסיכות הקרקע/5 וולט של הארדואינו מחוברות ללוח על גבי המארז, מפעילות 4 מנועים ושולחת להם אותות נתונים.

בסך הכל, כאשר מתגמשים, השונות במתח שנרשם על ידי חיישן EMG מאותתת על יציאה דיגיטלית לשלוח נתונים לפין הנתונים של בקר המנוע, ובסופו של דבר מפעילים את המנוע. בנוסף, יש לנו שני כפתורים המחוברים לסיכות האנלוגיות של ה- Arduino שלנו. כאשר לוחצים על הכפתורים, הזרם נשלח לסיכות האנלוגיות, וכאשר סיכות אנלוגיות אלה רושמות את קלט הזרם, המנועים פונים לכיוונים שונים כדי לאפשר לשלדה להתקדם, אחורה, שמאלה או ימינה.

להלן יסודות רכישה לפרויקט זה:

- חיישן EMG

- VEX 393 מנועים

- בקרי מנוע VEX

- ערכת חומרה של VEX

- גלגלי VEX

- לוח כבלים וחוטים

- ARDUINO UNO

- 9 סוללות וולט (תצטרך הרבה מכיוון שהסוללות האלו מתות תוך כ -30 דקות בגלל כמות גדולה של 4 מנועי VEX הנוכחיים):

שלב 3: שלב 1: הכונן

כדי ליצור מארז זה, אתה יכול להשתמש בכל חומרה/מנועים, אם כי מומלצת חומרת VEX, מוטורי VEX גירסה 4 ובקרי מנוע VEX. בעת בניית שלדה זו, עליך לקחת בחשבון את השטח הדרוש להנחת לוח לחם, מיקרו -בקר ארדואינו, סוללות ומתגים לחלק העליון של המארז. בנוסף, המנועים בהם נעשה שימוש חייבים להיות בעלי PWM. למטרות הפרויקט, זה בעצם אומר שהמנוע חייב להיות בעל סיכה חיובית, סיכה שלילית וסיכת נתונים. מנועי סרוו רציפים או מנועי DC עם בקרי מנועים שניהם בעלי יכולת PWM.

מלבד המידע הנ ל, ניתן להתאים אישית שלדה זו לרצונותיך כל עוד יש לה הנעה 4 גלגלים!

להלן מספר דברים נוספים שיש לזכור בעת בניית המארז (ניתן לראות את כל הדברים הללו גם בתמונות השלדה המצורפות!):

1) כל סרן חייב להיות נתמך בשתי נקודות כדי להימנע מכיפוף

2) הגלגל לא צריך לגעת ישירות בצד המארז (חייב להיות פער קטן שאפשר להשיג באמצעות מרווחים) זה מפחית את החיכוך שמאט את מהירות הגלגל בעת סיבוב

3) השתמש ברכזות ציר בצד השני של הגלגל (הפונה הרחק מהמארז) כדי להדק את הגלגל לשלדה.

שלב 4: שלב 2: מעגלים

* שימו לב, ליצירת המעגל לפרויקט זה, אנו ממליצים בחום להשתמש בחוט קרש מוצק/כפוף מראש מכיוון שהוא הרבה יותר נקי/קל להבנה בעת בדיקת המעגל לאיתור שגיאות, מה שקרוב לוודאי יקרה. לקבלת דוגמא לשימוש בחוט מוצק, עיין בתמונות המבוא של פרויקט זה. *

פרויקט זה משתמש בלוח לחם מהסיבות הבאות:

- לתת מתח למספר המנועים הנשלטים

- כדי לשלוח אותות נתונים לבקרי המנוע של המנוע

- לקבלת אותות נתונים מהכפתורים

- לספק מתח לחיישן EMG

- לקבלת אותות נתונים מחיישן EMG

עיין בתמונת מעגל TinkerCAD המצורפת לעיון.

להלן כמה שלבים להבנת איך TinkerCADcircuitry תואם את המעגלים בפועל שיצרנו/השתמשנו בהם:

החוטים הצהובים מייצגים חוטי "נתונים", שבעצם שולחים את האותות לבקר המנוע המניע את המנוע להסתובב.

החוטים השחורים מייצגים את החוט השלילי, או ה"טחון ". הערה אחת חשובה היא שכל המנועים/ הרכיבים חייבים להיות מחוברים לחוט קרקע שלילי כדי לשלוט בו על ידי הארדואינו.

החוטים האדומים מייצגים את החוט החיובי. החוטים החיוביים והשליליים חייבים להיות במעגל כדי שזה יעבוד.

שלב 5: שלב 3: הקידוד

זה החלק הכי קשה בפרויקט להבין. התוכנית שלנו דורשת שימוש ב- Arduino IDE, הניתן להורדה באתר Arduino. ניתן להשתמש בעורך המקוון של Arduino במקום ב- IDE שהורד אם עדיף.

IDE ARDUINO

ברגע שה- IDE הזה מוריד/מוכן לשימוש והתוכנית שעשינו הורדה ל- IDE, כל שעליך לעשות הוא להעלות את הקוד לארדואינו, והיבט התוכנה של הפרויקט הזה נעשה!

הערה - קובץ ה- ZIP של קוד הפרויקט הזה מצורף למטה.

בעיקרו של דבר, התוכנית שלנו קוראת את ערכי המתח בקצב רציף, ואם ערכי המתח נמצאים מחוץ לטווח מסוים (המציין כיפוף), אז אות נתונים נשלח לבקר המנוע של המנוע, מה שמניע את המנוע להסתובב. בנוסף, אם נלחץ על אחד או שני הלחצנים, המנועים הבודדים פונים לכיוונים שונים ומאפשרים לרובוט לנוע קדימה, אחורה ולפנות לשני הכיוונים.

שלב 6: שלב 4: חוגגים

לאחר ביצוע שלושת השלבים הקודמים (בניית המארז והמעגל, כמו גם הורדת הקוד), סיימת! כל שעליך לעשות הוא לחבר את סוללות ה -9 וולט למסילות הלוח (2 סוללות 9 וולט), סוללת 9 וולט למיקרו -הבקר Arduino, ואתה מסודר. שים את חיישן השרירים על שרירי הגב שלך, הפעל את הארדואינו, ו- FLEX! זכור, לחיצה על הכפתורים תאפשר לך להזיז את השלדה גם שמאלה, ימינה, וגם אחורה!

מצורף סרטון לראות את הפרויקט הזה בפעולה!