ROBOT PAJĄK ARDUINO (CZTEROPOROWY): 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Cześć ludzie! Oto nowy samouczek, który poprowadzi Cię krok po kroku podczas tworzenia tego rodzaju niesamowitych projektów elektronicznych, którymi jest „robot gąsienicowy” znany również jako „robot pająka” lub „robot czworokątny”.

Ponieważ każde ciało zauważyło szybką ewolucję technologii robotyki, postanowiliśmy przenieść was na wyższy poziom robotyki i tworzenia robotów. Zaczęliśmy jakiś czas temu, wykonując kilka podstawowych projektów elektronicznych i podstawowego robota, takiego jak PICTO92, robota podążającego za linią, aby trochę zaznajomić się z elektroniką i znaleźć możliwość wymyślania własnych projektów.

Przechodząc na inny poziom, zaczęliśmy od tego robota, który jest podstawowym w koncepcji, ale stanie się nieco skomplikowany, jeśli zagłębisz się w jego program. A ponieważ te gadżety są tak drogie w sklepie internetowym, udostępniamy te wskazówki krok po kroku, które pomogą Ci stworzyć własnego Spiderbota.

Ten projekt jest tak przydatny, aby wykonać go specjalnie po otrzymaniu spersonalizowanej płytki drukowanej, którą zamówiliśmy w JLCPCB, aby poprawić wygląd naszego robota, a także w tym przewodniku jest wystarczająco dużo dokumentów i kodów, aby umożliwić łatwe tworzenie robota.

Zrobiliśmy ten projekt w zaledwie 7 dni, tylko dwa dni na dokończenie produkcji sprzętu i montażu, potem pięć dni na przygotowanie kodu i aplikacji na Androida. w celu sterowania robotem za jego pośrednictwem. Zanim zaczniemy, zobaczmy najpierw

Czego dowiesz się z tego samouczka:

1. Dobór odpowiednich komponentów w zależności od funkcjonalności Twojego projektu
2. Wykonanie obwodu, aby połączyć wszystkie wybrane komponenty
3. Złóż wszystkie części projektu
4. Skalowanie wagi robota
5. Korzystanie z aplikacji na Androida. połączyć się przez Bluetooth i zacząć manipulować systemem;

Krok 1: Co to jest „robot pająk”

Jak sama nazwa wskazuje, nasz robot jest podstawową reprezentacją ruchów sipder, ale nie będzie wykonywał dokładnie tych samych ruchów ciałem, ponieważ używamy tylko czterech nóg zamiast ośmiu.

Nazywany również czworonogiem, ponieważ ma cztery nogi i wykonuje ruchy za pomocą tych nóg, ruch każdej nogi jest powiązany z innymi nogami, aby określić położenie ciała roboty, a także kontrolować równowagę ciała robota.

Roboty na nogach lepiej radzą sobie w terenie niż ich odpowiedniki na kółkach i poruszają się w zróżnicowany i zwierzęcy sposób. Powoduje to jednak, że roboty na nogach są bardziej skomplikowane i mniej dostępne dla wielu producentów. a także koszt produkcji i wysokie koszty, które producent powinien wydać, aby stworzyć czworonożne całe ciało, ponieważ jest on oparty na serwosilnikach lub silnikach krokowych i oba są droższe niż silniki prądu stałego, które mogą być stosowane w robotach kołowych.

Zalety

Znajdziesz czworonogi obficie w przyrodzie, ponieważ cztery nogi pozwalają na pasywną stabilność lub możliwość pozostania w pozycji stojącej bez aktywnej regulacji pozycji. To samo dotyczy robotów. Robot czworonożny jest tańszy i prostszy niż robot z większą liczbą nóg, a mimo to może osiągnąć stabilność.

Krok 2: Serwomotory są głównymi siłownikami

Serwomotor zdefiniowany w wikipedii to siłownik obrotowy lub liniowy, który umożliwia precyzyjne sterowanie położeniem kątowym lub liniowym, prędkością i przyspieszeniem.[1]Składa się z odpowiedniego silnika połączonego z czujnikiem w celu uzyskania informacji zwrotnej o położeniu. Wymaga również stosunkowo wyrafinowanego sterownika, często dedykowanego modułu zaprojektowanego specjalnie do użytku z serwomotorami.

Serwomotory nie są określoną klasą silników, chociaż termin serwomotor jest często używany w odniesieniu do silnika odpowiedniego do zastosowania w systemie sterowania w pętli zamkniętej.

Mówiąc ogólnie, sygnał sterujący jest ciągiem impulsów fali prostokątnej. Typowe częstotliwości sygnałów sterujących to 44 Hz, 50 Hz i 400 Hz. Dodatnia szerokość impulsu określa pozycję serwomechanizmu. Dodatnia szerokość impulsu wynosząca około 0,5 ms spowoduje, że klakson serwomechanizmu odchyli się maksymalnie w lewo (ogólnie około 45 do 90 stopni w zależności od danego serwomechanizmu). Dodatnia szerokość impulsu wynosząca około 2,5 ms do 3,0 ms spowoduje, że serwo będzie odchylać się w prawo tak daleko, jak to możliwe. Szerokość impulsu wynosząca około 1,5 ms spowoduje, że serwo utrzyma neutralną pozycję przy 0 stopniach. Wysokie napięcie wyjściowe wynosi na ogół od 2,5 V do 10 V (przy typowych 3 V). Niskie napięcie wyjściowe wynosi od -40mV do 0V.

Krok 3: Produkcja PCB (produkowane przez JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i producentem high-tech specjalizującym się w szybkim prototypie PCB i produkcji małych partii PCB.

Dzięki ponad 10-letniemu doświadczeniu w produkcji PCB, JLCPCB ma ponad 200 000 klientów w kraju i za granicą, z ponad 8 000 zamówień online na prototypowanie PCB i produkcję małych ilości PCB dziennie. Roczna zdolność produkcyjna wynosi 200 000 mkw. do różnych jednowarstwowych, dwuwarstwowych lub wielowarstwowych płytek drukowanych. JLC jest profesjonalnym producentem PCB, charakteryzującym się dużą skalą, sprzętem do studni, ścisłym zarządzaniem i najwyższą jakością.

Powrót do naszego projektu

Aby wyprodukować PCB, porównałem ceny wielu producentów PCB i wybrałem JLCPCB najlepszych dostawców PCB i najtańszych dostawców PCB do zamówienia tego obwodu. Wszystko, co muszę zrobić, to kilka prostych kliknięć, aby wgrać plik gerber i ustawić pewne parametry, takie jak kolor i ilość PCB, a potem zapłaciłem tylko 2 dolary, aby dostać moją PCB po zaledwie pięciu dniach.

Jak pokazuje obraz powiązanego schematu, użyłem Arduino Nano do sterowania całym systemem, a także zaprojektowałem kształt pająka robota, aby ten projekt był znacznie lepszy.

Tutaj możesz pobrać plik obwodu (PDF). Jak widać na powyższych zdjęciach, płytka drukowana jest bardzo dobrze wykonana i mam ten sam kształt pająka, który zaprojektowaliśmy, a wszystkie etykiety i logo są po to, aby prowadzić mnie podczas lutowania.

Możesz również pobrać plik Gerber dla tego obwodu stąd w przypadku, gdy chcesz złożyć zamówienie na ten sam projekt obwodu.

Krok 4: Składniki

Przyjrzyjmy się teraz niezbędnym komponentom, których potrzebujemy do tego projektu, więc jak już powiedziałem, używam Arduino Nano do uruchamiania wszystkich 12 serwosilników na czterech nogach robota. Projekt obejmuje również wyświetlacz OLED do wyświetlania twarzy Cozmo oraz moduł bluetooth do sterowania robotem za pomocą aplikacji na Androida.

Do stworzenia tego typu projektów będziemy potrzebować:

• - Płytka drukowana, którą zamówiliśmy w JLCPCB
• - 12 serwomotorów jak pamiętasz 3 serwa na każdą nogę:
• - Jeden Arduino Nano:
• - Moduł Bluetooth HC-06:
• -Jeden ekran wyświetlacza OLED:
• - Diody LED RGB 5mm:
• - Niektóre złącza nagłówkowe:
• - I ciała robota, które musisz wydrukować za pomocą drukarki 3D

Krok 5: Montaż robota

Teraz mamy gotową płytkę drukowaną i wszystkie elementy są bardzo dobrze zlutowane, potem musimy złożyć korpus robota, procedura jest tak prosta, że wystarczy postępować zgodnie z krokami, które pokazuję, musimy najpierw przygotować każdą nogę z boku i wykonać jeden led potrzebujemy dwóch serwomotorów do połączeń i części drukowanych Coxa, Femur i Tibia z tą małą częścią doczepianą.

O częściach ciała robota możesz pobrać jego pliki STL stąd.

Zaczynając od pierwszego serwa, umieść go w gnieździe i przytrzymaj śrubami, następnie obróć siekierę serw o 180° bez umieszczania śruby na mocowania i przejdź do następnej części, która jest kością udową, aby połączyć go z kością piszczelową za pomocą pierwszego serwomechanizmu i przystawki. Ostatnim krokiem do skompletowania nogi jest umieszczenie drugiego przegubu czyli drugiego serwa do trzymania trzeciej części nogi czyli kawałka Coxy.

Teraz powtórz to samo dla wszystkich nóg, aby przygotować cztery nogi. Następnie weź górne podwozie i umieść w nich pozostałe serwa, a następnie podłącz każdą nogę do odpowiedniego serwa. Jest tylko jedna ostatnia drukowana część, czyli dolna obudowa robota, w której umieścimy naszą płytkę drukowaną

Krok 6: Aplikacja na Androida

Mówienie o androidzie pozwala ci

połącz się z robotem przez Bluetooth i wykonuj ruchy do przodu i do tyłu oraz skręty w lewo w prawo, pozwala również kontrolować kolor światła robota w czasie rzeczywistym, wybierając żądany kolor z tego koła kolorów.

Możesz pobrać aplikację na Androida za darmo z tego linku:tutaj

Krok 7: Kod Arduino i weryfikacja testów

Teraz robot jest już prawie gotowy do pracy, ale najpierw musimy ustawić kąty przegubów, więc wgraj kod ustawień, który pozwala ustawić każde serwo w odpowiedniej pozycji, podłączając serwa pod kątem 90 stopni, nie zapomnij podłączyć 7V Akumulator DC w celu uruchomienia robota.

Następnie musimy wgrać główny program do sterowania robotem za pomocą aplikacji na Androida. Oba programy można pobrać z tych linków:

-Skalowanie kodu serwo: link do pobrania - Główny program robota Spider: link do pobrania!

Po wgraniu kodu podłączyłem wyświetlacz OLED w celu wyświetlenia uśmiechów robota Cozmo, które wykonałem w kodzie głównym.

Jak widać chłopaki na powyższych zdjęciach, robot postępuje zgodnie ze wszystkimi instrukcjami wysłanymi z mojego smartfona i jeszcze kilka innych ulepszeń do wykonania, aby zrobić o wiele więcej masła.