Czworonożny robot pająk - GC_MK1: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Robot-pająk aka GC_MK1 porusza się do przodu i do tyłu, a także może tańczyć w zależności od kodu załadowanego na Arduino. Robot wykorzystuje 12 mikrosilników serwo (SG90); 3 na każdą nogę. Kontrolerem służącym do sterowania serwonapędami jest Arduino Nano. Używamy również akumulatora 12 V, który jest obniżany do 5 V za pomocą konwertera DC-DC, a następnie podawany do pinu VIN, aby zasilić również Arduino i serwomotory. Wszystkie części korpusu robota zostały wydrukowane w 3D.

Krok 1: Kluczowe wyjaśnienia

Serwosilniki:

• Silniki serwo są często używane do obracania i pchania lub ciągnięcia obiektów z dużą precyzją.
• Serwosilnik składa się z małego silnika prądu stałego i kilku kół zębatych, które przejmują dużą prędkość silnika i spowalniają go, jednocześnie zwiększając moment obrotowy wału wyjściowego w serwomechanizmie.
• Cięższa praca wymaga większego momentu obrotowego (metalowe przekładnie są używane w serwomotorach, aby wytwarzać większy moment obrotowy, a plastikowe dla mniejszego momentu obrotowego).
• Na jednym z kół zębatych silnika znajduje się również czujnik położenia, który jest podłączony do małej płytki drukowanej. Płytka drukowana dekoduje sygnały, aby określić, jak daleko serwo musi się obracać w zależności od sygnału od użytkownika. Następnie porównuje żądaną pozycję z rzeczywistą pozycją i decyduje, w którym kierunku się obracać.
• Modulacja szerokości impulsu (PWM) służy do sterowania położeniem serwonapędu. Serwosilniki są aktywowane po otrzymaniu sygnału sterującego (impulsy). Impuls to przejście od niskiego do wysokiego napięcia, zwykle impuls pozostaje wysoki przez pewien czas.
• Serwosilniki pracują zwykle w zakresie od 4,5 do 6 woltów i serii impulsów od około 50 do 60 Hz.
• 50HZ = 1/20ms >> PWM = 20ms

Rodzaje serwomotorów

1. Serwo rotacji pozycyjnej >> Obraca się o około 180 stopni/pół koła.
2. Serwo obrotowe ciągłe >> Obraca się w dowolnym kierunku w nieskończoność.
3. Serwo liniowe >> Posiada dodatkowy mechanizm (zębatka i zębnik) do poruszania się w przód iw tył zamiast kołowego.

Krok 2: Komponenty:

1x mikrokontroler Arduino Nano:

12x serwosilniki SG90

1x mini płytka do krojenia chleba:

/lub /

1x prototyp płytki PCB:

1x bateria 12 V: (to jest ta, której użyłem, możesz również użyć innej baterii)

Zworki od F do F i zworki od M do M:

1x konwerter doładowania DC na DC

Krok 3: Drukowane pliki 3D

Górna część korpusu pająka robota (po lewej) || Dolna część korpusu pająka robota (prawa)

Użyłem Fusion 360 i mojego Prusa i3 MK3 do wydrukowania wszystkich części robota-pająka. Zmodyfikowałem łóżko, aby pasowało do mojej baterii, ale błędnie obliczyłem wymiary, więc musiałem sam trzymać baterię na demo. Już pracuje nad GC_MK2!

Jeśli nie potrzebujesz większego łóżka ani żadnej innej zmiany, możesz użyć aktualnych plików w odwrotnej kolejności (link poniżej).

Thingverse części do pająka robota

Pliki STL dla zaktualizowanego ciała robota pająka (szersze dla większej baterii)

Krok 4: Schematy połączeń

Krok 5: Jak budować

Krok 6: Pomocne obrazy

Krok 7: Kod Arduino

Aby wszystkie serwomotory znalazły się w tej samej początkowej pozycji, musisz najpierw przesłać plik szkicu nóg arduino (Legs.ino).

Po wykonaniu powyższego kroku możesz dodać śruby (także opaski zaciskowe) do ramion serwomotoru i dokręcić je.

Pobierz i zainstaluj bibliotekę FlexiTimer2 przed przesłaniem szkiców programu 1 i 2.

Biblioteka FlexiTimer2

Teraz jesteś gotowy do wgrania Program1.ino lub Program2.ino do uruchomienia na Arduino.

Nogi.ino

// Zlokalizuj początkową pozycję nóg

// RegisHsu 2015-09-09

#włączać

Serwo serwo[4][3];

//zdefiniuj porty serw

const int servo_pin[4][3] = {{2, 3, 4}, {5, 6, 7}, {8, 9, 10}, {11, 12, 13} };

pusta konfiguracja()

{ //zainicjuj wszystkie serwa for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { servo[j].attach(servo_pin[j]); opóźnienie(20); } } }

pusta pętla (pusta)

{ for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { serwo[j].write(90); opóźnienie(20); } } }

Pozostałe dwa szkice Arduino są zbyt długie, aby je tutaj opublikować.

Sprawdź poniższy link.

Link do folderu Dysku Google ze wszystkimi plikami. (Zawiera pliki szkiców Arduino i bibliotekę flextimer2)

Pliki robota pająka

Kredyt dla RegisHsu za pliki szkicu Arduino.