רובוט עכביש ארדואינו (מרובע): 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

היי חבר'ה! לפניכם הדרכה חדשה שתדריך אתכם צעד אחר צעד תוך ביצוע פרויקטים אלקטרוניים סופר מדהימים שהם "רובוט הסורק" המכונה גם "רובוט העכביש" או "רובוט מרובע".

מכיוון שכל גוף הבחין בהתפתחות המהירה של טכנולוגיית הרובוטיקה, החלטנו לקחת אתכם לרמה גבוהה יותר בתחום הרובוטיקה והייצור הרובוטים. התחלנו לפני זמן מה בהפיכת כמה פרויקטים אלקטרוניים בסיסיים ורובוט בסיסי כמו PICTO92 לרובוט עוקב הקווים על מנת להכיר אותך קצת עם הדברים האלקטרוניים ולמצוא את עצמך מסוגל להמציא פרויקטים משלך.

נעבור לרמה אחרת, התחלנו עם הרובוט הזה שהוא בסיס בסיסי בקונספט אבל הוא יהפוך קצת מסובך אם תתעמק בתוכנית שלו. ומכיוון שהגאדג'טים האלה כל כך יקרים בחנות האינטרנט, אנו מספקים הדרכה צעד אחר צעד להדריך אתכם עם הכנת ספיידרבוט משלכם.

הפרויקט הזה כל כך נוח במיוחד לאחר קבלת הלוח המותאם אישית שהזמנו מ- JLCPCB כדי לשפר את המראה של הרובוט שלנו וגם יש מספיק מסמכים וקודים במדריך זה כדי לאפשר לך ליצור את הסורק שלך בקלות.

עשינו את הפרויקט הזה תוך 7 ימים בלבד, רק יומיים לסיום ייצור החומרה וההרכבה, ולאחר מכן חמישה ימים להכנת הקוד ואפליקציית האנדרואיד. על מנת לשלוט ברובוט דרכו. לפני שמתחילים נראה קודם

מה תלמד מהדרכה זו:

1. בחירת הרכיבים הנכונים בהתאם לפונקציונליות הפרויקט שלך
2. גורם למעגל לחבר את כל הרכיבים הנבחרים
3. הרכיבו את כל חלקי הפרויקט
4. קנה מידה של איזון הרובוטים
5. שימוש באפליקציית אנדרואיד. להתחבר באמצעות Bluetooth ולהתחיל לתפעל את המערכת

שלב 1: מהו "רובוט עכביש"

כפי ששמו מגדיר אותו, הרובוט שלנו הוא ייצוג בסיסי של תנועות הלוע אבל הוא לא יבצע בדיוק את אותן תנועות הגוף מכיוון שאנו משתמשים בארבע רגליים בלבד במקום בשמונה רגליים.

נקרא גם Quadrupedrobot מכיוון שיש לו ארבע רגליים ותנועות באמצעות רגליים אלה, התנועה של כל רגל קשורה לרגליים האחרות על מנת לזהות את תנוחת הגוף הרובוטית וגם לשלוט על איזון גוף הרובוט.

רובוטים עם רגליים מטפלים בשטח טוב יותר מעמיתיהם בגלגלים ונעים בדרכים מגוונות וחיות. עם זאת, הדבר הופך את הרובוטים לרגליים למסובכים יותר, ופחות נגישים עבור יצרנים רבים. וגם עלות ההכנה והתלות הגבוהות שיצרנית צריכה להוציא כדי ליצור גוף מלא מרובע כיוון שהיא מבוססת על מנועי סרוו או מנועי צעד ושניהם יקרים יותר ממנועי DC שיכולים לשמש ברובוטים גלגלים.

יתרונות

תוכלו למצוא מרובעי טבע בשפע, מכיוון שארבע רגליים מאפשרות יציבות פסיבית, או יכולת להישאר בעמידה מבלי להתאים את המיקום באופן פעיל. אותו דבר לגבי רובוטים. רובוט בעל ארבע רגליים הוא זול ופשוט יותר מרובוט עם יותר רגליים, אך הוא עדיין יכול להשיג יציבות.

שלב 2: מנועי סרוו הם המפעילים העיקריים

סרווומוטור כהגדרתו בויקיפדיה, הוא מפעיל סיבובי או מפעיל ליניארי המאפשר שליטה מדויקת במיקום זוויתי או לינארי, מהירות ותאוצה. [1] הוא מורכב ממנוע מתאים המחובר לחיישן למשוב מיקום. הוא דורש גם בקר מתוחכם יחסית, לרוב מודול ייעודי שתוכנן במיוחד לשימוש עם מנוע servomotors.

מנוע סרוו אינו מעמד ספציפי של מנוע אם כי המונח סרוו מוטורי משמש לעתים קרובות להתייחסות למנוע המתאים לשימוש במערכת בקרה בלולאה סגורה.

באופן כללי אות הבקרה הוא רכבת דופק של גל מרובע. תדרים נפוצים לאותות בקרה הם 44Hz, 50Hz ו- 400Hz. רוחב הדופק החיובי הוא זה שקובע את מיקום הסרוו. רוחב דופק חיובי של סביב 0.5 ms יגרום לקרן הסרווו להסיט ככל האפשר שמאלה (בדרך כלל סביב 45 עד 90 מעלות בהתאם לסרוו המדובר). רוחב דופק חיובי של סביב 2.5ms עד 3.0ms יגרום לסרוו להסיט ימינה ככל שהוא יכול. רוחב דופק של כ -1.5 ms יגרום לסרוו להחזיק את המיקום הניטרלי ב 0 מעלות. המתח הגבוה של הפלט הוא בדרך כלל משהו בין 2.5 וולט ל 10 וולט (עם אופייני 3V). פלט המתח הנמוך נע בין -40mV ל 0V.

שלב 3: הכנת ה- PCB (מיוצר על ידי JLCPCB)

אודות JLCPCB

JLCPCB (שנזן JIALICHUANG אלקטרוניקה לפיתוח טכנולוגיות ושות 'בע מ), הוא מפעל האב-טיפוס הגדול ביותר בסין ויצרנית היי-טק המתמחה באב-טיפוס PCB מהיר וייצור PCB-אצווה קטנה.

עם יותר מ -10 שנות ניסיון בייצור PCB, ל- JLCPCB יש יותר מ -200, 000 לקוחות בבית ומחוצה לה, עם יותר מ -8,000 הזמנות מקוונות של אב טיפוס PCB וייצור PCB בכמות קטנה ליום. כושר הייצור השנתי הוא 200, 000 מ ר עבור PCBs של 1 שכבה, 2 שכבות או רב שכבתית. JLC היא יצרנית PCB מקצועית המציעה ציוד טוב בקנה מידה גדול, ניהול קפדני ואיכות מעולה.

בחזרה לפרויקט שלנו

על מנת לייצר את ה- PCB, השוויתי את המחיר של יצרני PCB רבים ובחרתי ב- JLCPCB את מיטב ספקי ה- PCB ואת ספקי ה- PCB הזולים ביותר להזמין מעגל זה. כל מה שאני צריך לעשות זה כמה לחיצות פשוטות להעלות את קובץ הגרבר ולהגדיר כמה פרמטרים כמו צבע עובי הלוח והכמות, ואז שילמתי רק 2 דולר כדי לקבל את ה- PCB אחרי חמישה ימים בלבד.

כפי שהוא מראה את התמונה של סכמטיקה קשורה, השתמשתי ב- Arduino Nano לשליטה על המערכת כולה וגם עיצבתי את צורת העכביש הרובוט כדי להפוך את הפרויקט הזה להרבה יותר טוב.

תוכל לקבל את קובץ המעגל (PDF) מכאן. כפי שאתה יכול לראות בתמונות למעלה PCB מיוצר היטב ויש לי את אותה צורת עכביש PCB שעיצבנו וכל התוויות והסמלים נמצאים שם כדי להדריך אותי במהלך שלבי ההלחמה.

אתה יכול גם להוריד את קובץ Gerber עבור מעגל זה מכאן במקרה שאתה רוצה לבצע הזמנה לאותו עיצוב מעגל.

שלב 4: מרכיבים

כעת נסקור את הרכיבים הדרושים לנו לפרויקט זה, כך שאמרתי, אני משתמש ב- Arduino Nano כדי להפעיל את כל מנוע סרוו 12 של הרובוט בארבע רגליים. הפרויקט כולל גם תצוגת OLED להצגת פני קוזמו ומודול בלוטות 'לשליטה ברובוט באמצעות אפליקציית אנדרואיד.

על מנת ליצור פרויקטים מסוג זה נצטרך:

• - הלוח שהזמנו אותו מ- JLCPCB
• - 12 מנועי סרוו כפי שאתה זוכר 3 סרוו לכל רגל:
• - Arduino Nano אחד:
• - מודול בלוטות 'HC-06:
• - מסך תצוגה אחד של OLED:
• - 5 מ"מ נוריות RGB:
• - כמה מחברי כותרות:
• - וגוף הרובוט משביע את הצורך להדפיס אותם באמצעות מדפסת תלת מימד

שלב 5: הרכבת הרובוט

עכשיו יש לנו את ה- PCB מוכן וכל הרכיבים מולחמים טוב מאוד, לאחר מכן עלינו להרכיב את גוף הרובוט, ההליך כל כך קל אז פשוט בצע את השלבים שאני מציג, קודם כל צריך להכין כל רגל בצד ולעשות לד אחד אנו זקוקים לשני מנועי סרוו למפרקים ולחלקים המודפסים של Coxa, Femur ו- Tibia עם החלק המצורף הקטן הזה.

על פיסות הגוף של הרובוט אתה יכול להוריד את קבצי ה- STL שלו מכאן.

החל מהסרוו הראשון, הנח אותו בשקע שלו והחזק אותו בעזרת הברגים שלו, לאחר מכן סובב את גרזן הסרווס ל -180 ° מבלי למקם את הבורג לתוספות ועבור לחלק הבא שהוא עצם הירך כדי לחבר אותו לשוקה. באמצעות גרזן המפרק הראשון של סרוו והחתיכה המצורפת. השלב האחרון להשלמת הרגל הוא הצבת המפרק השני אני מתכוון לסרוו השני שיחזיק את החלק השלישי של הרגל שהוא חתיכת קוקסה.

כעת חזור על אותו הדבר עבור כל הרגליים כדי לסיים את ארבע הרגליים. לאחר מכן קח את השלדה העליונה והנח בתוכם את שאר השרוואות בארובות ולאחר מכן חבר כל רגל לסרוו המתאים. יש רק חלק מודפס אחרון שהוא מארז הרובוט התחתון שבו נמקם את הלוח

שלב 6: אפליקציית האנדרואיד

מדברים על אנדרואיד למעלה זה מאפשר לך

התחבר אל הרובוט שלך באמצעות Bluetooth ועשה תנועות קדימה ואחורה ופניות שמאלה ימינה, זה מאפשר לך גם לשלוט על צבע האור הרובוט בזמן אמת על ידי בחירת הצבע הרצוי מגלגל הצבעים הזה.

אתה יכול להוריד את אפליקציית האנדרואיד בחינם מהקישור הזה מעל: כאן

שלב 7: קוד הארדואינו ואימות הבדיקה

עכשיו יש לנו את הרובוט כמעט מוכן להפעלה, אך עלינו להגדיר תחילה את זוויות המפרקים, לכן העלה את קוד ההתקנה המאפשר לך לשים כל סרוו במיקום הנכון על ידי חיבור סרוו ב 90 מעלות אל תשכח לחבר את 7V סוללת DC על מנת להפעיל את הרובוט.

בשלב הבא עלינו להעלות את התוכנית הראשית לשליטה ברובוט באמצעות אפליקציית האנדרואיד. את שתי התוכניות תוכל להוריד אותן מהקישורים הבאים:

- קוד סרוו קנה מידה: קישור הורדה- תוכנית ראשית של רובוט עכביש: קישור להורדה

לאחר העלאת הקוד חיברתי את תצוגת OLED על מנת להציג חיוכים של רובוט קוזמו שעשיתי בקוד הראשי.

כפי שאתה יכול לראות חבר'ה בתמונות למעלה, הרובוט עוקב אחר כל ההנחיות שנשלחו מהסמארטפון שלי ועדיין כמה שיפורים נוספים לביצוע על מנת להפוך אותו להרבה יותר חמאה.