„Miles” czworonożny robot pająk: 5 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Oparty na Arduino Nano Miles jest robotem-pająkiem, który używa swoich 4 nóg do chodzenia i manewrowania. Wykorzystuje 8 serwosilników SG90 / MG90 jako siłowniki nóg, składa się z niestandardowej płytki drukowanej przeznaczonej do zasilania i sterowania serwami, a Arduino Nano. PCB ma dedykowane gniazda na moduł IMU, moduł Bluetooth, a nawet układ czujników podczerwieni, aby stworzyć robota autonomiczny. Korpus wykonany jest z wycinanych laserowo arkuszy akrylowych o grubości 3mm, może być również drukowany w 3D. To świetny projekt dla entuzjastów do odkrywania kinematyki odwrotnej w robotyce.

Kod i biblioteki, pliki Gerber i pliki STL/step dla projektu zostaną udostępnione na żądanie. Miles jest również dostępny jako zestaw, DM w celu uzyskania szczegółowych informacji.

Ten projekt jest inspirowany mePed (www.meped.io) i wykorzystuje ulepszony kod zainspirowany nim.

Kieszonkowe dzieci

Potrzebne komponenty:

Opcjonalne są oznaczone jako ~

• Mile PCB (1)
• Miles Mechaniczne części ciała
• Serwosilniki SG90/MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Regulator napięcia (6)
• Przełącznik suwakowy (1)
• 0,33uF nasadka elektrolityczna (2)
• Nasadka elektrolityczna 0,1uF (1)
• 2 pinowe złącze Pheonix 3,08 mm (1)
• 2 pinowe złącze Relimate (1)~
• 10-stykowe złącze Relimate (1)~
• 4 w złączu Relimate (1)~
• Męskie kołki nagłówkowe do złączy serwo

Krok 1: Projektowanie schematu i płytek drukowanych

Swoje PCB projektuję w programie Altium (do pobrania kliknij tutaj). 12 serwomechanizmów SG90/MG90 może pobierać do 4-5 A, jeśli wszystkie pracują jednocześnie, dlatego projekt wymaga wyższych możliwości prądowych. Użyłem regulatora napięcia 7805 do zasilania serwomechanizmów, ale może on generować prąd o maksymalnym natężeniu 1 A. Aby rozwiązać ten problem, 6 układów scalonych LM7805 jest połączonych równolegle, aby zwiększyć prąd wyjściowy.

Schematy i Gerber można znaleźć tutaj.

Cechy tego projektu obejmują:

• MPU6050/9250 służy do pomiaru kąta
• Wyjście prądowe do 6 A
• Izolowany zasilacz Servo
• Wyjście czujnika ultradźwiękowego HCsr04
• Dostępne są również urządzenia peryferyjne dla Bluetooth i I2C.
• Wszystkie piny analogowe znajdują się na Relimate dla złącza czujników i siłowników
• 12 wyjść serwo
• Wskaźnik zasilania LED

Specyfikacje PCB:

• Rozmiar PCB to 77 x 94 mm
• 2-warstwowy FR4
• 1,6 mm

Krok 2: Lutowanie komponentów i przesyłanie kodu

Przylutuj elementy w kolejności rosnącej wysokości elementów, zaczynając od elementów SMD.

W tej konstrukcji jest tylko jeden rezystor SMD. Dodaj żeńskie piny nagłówka dla Arduino i LM7805, aby w razie potrzeby można je było wymienić. Przylutuj męskie kołki nagłówka dla złączy serwo i innych komponentów na swoim miejscu.

Konstrukcja posiada osobne 5V dla serw i Arduino. Sprawdź, czy nie ma zwarć z uziemieniem na wszystkich indywidualnych szynach zasilających, tj. Wyjście Arduino 5 V, wyjście Servo VCC i wejście 12 V feniks.

Po sprawdzeniu płytki PCB pod kątem zwarć Arduino jest gotowe do programowania. Kod testowy jest dostępny na moim githubie (kliknij tutaj). Prześlij kod testowy i zmontuj całego robota.

Krok 3: Montaż korpusu wycinanego laserowo:

W projekcie jest łącznie 26 części, które można wydrukować w 3D lub wyciąć laserowo z 2 mm arkuszy akrylowych. Użyłem czerwonego i niebieskiego akrylu o grubości 2 mm, aby nadać robotowi wygląd Spidermana.

Korpus składa się z kilku ogniw, które można przymocować za pomocą śrub z nakrętką M2 i M3. Serwa są mocowane za pomocą śrub z nakrętką M2. Upewnij się, że baterie i płytka drukowana zostały umieszczone wewnątrz obudowy przed zamocowaniem górnej płyty obudowy.

Niezbędne pliki można znaleźć na moim githubie (kliknij tutaj)

Krok 4: Podłączanie wszystkiego i testowanie robota:

Teraz zakończ łącząc serwa w kolejności podanej poniżej:

(D2) Przedni lewy serwomechanizm obrotowy

(D3) Przedni lewy serwomechanizm podnoszenia

(D4) Tylny lewy serwomechanizm obrotowy

(D5) Tylny lewy serwomechanizm podnoszenia

(D6) Serwomechanizm tylnego prawego obrotu

(D7) Tylny prawy serwomechanizm podnoszenia

(D8) Przedni prawy serwomechanizm obrotowy

(D9) Przedni prawy serwomechanizm podnoszenia

Uruchom robota za pomocą przełącznika suwakowego!

Krok 5: Przyszłe ulepszenia:

Kinematyka odwrotna:

Obecny kod wykorzystuje podejście pozycyjne, w którym podajemy kąty, pod którymi serwo powinno się poruszać, aby osiągnąć określony ruch. Kinematyka odwrotna zapewni robotowi bardziej wyrafinowane podejście do chodzenia.

Kontrola aplikacji Bluetooth:

Złącze UART na płytce PCB pozwala użytkownikowi podłączyć moduł bluetooth, taki jak HC-05, aby bezprzewodowo sterować robotem za pomocą smartfona.