Flex Bot: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Použite tento návod na výrobu podvozku robota s pohonom všetkých 4 kolies, ktorý je ovládaný vašimi svalmi!

Krok 1: Príbeh

Sme dvaja juniori zo strednej školy v Irvingtone, ktorí študujú princípy techniky, triedu PLTW. Naša učiteľka, pani Berbawyová, nám dala možnosť vybrať si SIDE projekt, ktorý bude vystavený v oblasti Maker Faire Bay Area. Nakoniec sme našli webovú stránku s názvom „Backyard Brains“(https://backyardbrains.com), ktorá nám pomohla rozvinúť myšlienku použitia svalovej flexie na pohyb motora. Náš učiteľ nám dodal mikrokontrolér Arduino, svalový senzor EMG, vex vybavenie, prepojovacie vodiče a batérie. Potom sme použili svoje predchádzajúce znalosti programovania a robotiky (naučené prostredníctvom konkurenčnej robotiky a praxe), aby sme navrhli podvozok, ktorý ovládame pomocou svalov! Tento projekt, ako sme videli po online výskume, v skutočnosti ešte nikto nerobil, čo znamená, že sme museli vytvoriť všetko od začiatku! To si vyžadovalo veľa testovania, úprav a opakovaných skúšok, ale vidieť našu konečnú prácu na projekte na konci stálo za to.

Krok 2: Základný popis

Náš projekt je v podstate podvozok 4 -kolesového a 4 -motorového robota, ktorý je ovládaný pomocou mikrokontroléra Arduino. K Arduinu je pripojený svalový senzor EMG, ktorý prenáša údaje o svalovom napätí do analógového portu Arduina. Niekoľko digitálnych pinov a uzemňovacích/5 voltových pinov Arduina je spojených s doskou na vrchu šasi, ktorá napája 4 motory a odosiela im dátové signály.

Celkovo, keď sa človek ohne, odchýlka napätia zaznamenaná snímačom EMG signalizuje digitálny port na odoslanie údajov na dátový kolík regulátora motora, ktorý skončí zapnutím motora. Okrem toho máme dve tlačidlá pripojené k analógovým kolíkom nášho Arduina. Po stlačení tlačidiel sa prúd odošle na analógové piny a keď tieto analógové piny zaregistrujú aktuálny vstup, motory sa otáčajú v rôznych smeroch, aby podvozok mohol ísť dopredu, dozadu, doľava alebo doprava.

Nasledujú základné informácie o nákupe pre tento projekt:

- snímač EMG

- MOTORY VEX 393

- VEX MOTOROVÉ REGULÁTORY

- VEX HARDWAROVÁ SADA

- VEX KOLESÁ

- BREADBOARD A KABELY

- ARDUINO UNO

- 9 VOLTOVÝCH BATÉRIÍ (budete potrebovať veľa, pretože tieto batérie vybijú asi za 30 minút kvôli veľkému množstvu súčasných použití 4 VEX motorov):

Krok 3: Krok 1: Disk

Na vytvorenie tohto podvozku môžete použiť akýkoľvek hardvér/motory, aj keď sa odporúča hardvér VEX, motory VEX verzie 4 a regulátory motora VEX. Pri stavbe tohto šasi musíte vziať do úvahy priestor potrebný na umiestnenie nepájivej dosky, mikrokontroléra Arduino, batérií a prepínačov na vrch šasi. Použité motory navyše musia mať schopnosť PWM. Na účely tohto projektu to v podstate znamená, že motor musí mať kladný kolík, záporný kolík a dátový kolík. Kontinuálne servomotory alebo jednosmerné motory s regulátormi motora majú obidva možnosti PWM.

Okrem vyššie uvedených informácií je tento podvozok možné úplne prispôsobiť vašim prianiam, pokiaľ má pohon všetkých štyroch kolies!

Pri stavbe podvozku je potrebné mať na pamäti niekoľko ďalších vecí (všetky tieto veci je možné vidieť aj na priložených obrázkoch podvozku!):

1) každá náprava musí byť podopretá v dvoch bodoch, aby sa zabránilo ohýbaniu

2) Koleso by sa nemalo dotýkať bočnej strany podvozku (musí existovať malá medzera, ktorú je možné dosiahnuť pomocou rozperiek), čím sa zníži trenie, ktoré spomaľuje rýchlosť kolesa pri otáčaní.

3) Na zaistenie kolesa k podvozku použite náboje nápravy na druhej strane kolesa (smerom von od podvozka)

Krok 4: Krok 2: Obvod

* Upozorňujeme, že pri vytváraní obvodu pre tento projekt VEĽMI DOPORUČUJEME použiť pevný/vopred ohnutý drôtový drôt, pretože je oveľa čistejší/ľahšie pochopiteľný pri kontrole obvodu na chyby, ktoré sa s najväčšou pravdepodobnosťou stanú. Príklad použitia plného drôtu nájdete na úvodných obrázkoch tohto projektu. *

Tento projekt používa breadboard z nasledujúcich dôvodov:

- dodať napätie niekoľkým ovládaným motorom

- odosielať dátové signály do regulátorov motora motora

- prijímať dátové signály z tlačidiel

- dodávať napätie senzoru EMG

- prijímať dátové signály zo senzora EMG

Referenčné informácie nájdete v priloženom obrázku obvodu TinkerCAD.

Tu je niekoľko krokov k pochopeniu toho, ako obvod TinkerCAD zodpovedá skutočným obvodom, ktoré sme vyrobili/použili:

Žlté vodiče predstavujú „dátové“vodiče, ktoré v podstate odosielajú signály do regulátora motora, čo núti motor otáčať sa.

Čierne vodiče predstavujú záporný alebo „uzemňovací“vodič. Jednou dôležitou poznámkou je, že všetky motory/ súčiastky musia byť pripojené k zápornému uzemňovaciemu vodiču, aby ich ovládalo Arduino.

Červené vodiče predstavujú kladný vodič. Aby to fungovalo, kladné a záporné vodiče musia byť v obvode.

Krok 5: Krok 3: Kódovanie

Toto je najťažšia časť projektu na pochopenie. Náš program vyžaduje použitie Arduino IDE, ktoré je možné stiahnuť na webovej stránke Arduino. Namiesto stiahnutého IDE je možné použiť online editor Arduino, ak je to vhodné.

ARDUINO IDE

Akonáhle je toto IDE stiahnuté/pripravené na použitie a program, ktorý sme vytvorili, sa stiahne do IDE, potom stačí len nahrať kód do Arduina a softvérový aspekt tohto projektu je hotový!

Poznámka - súbor ZIP pre kód tohto projektu je priložený nižšie.

Náš program v podstate číta hodnoty napätia nepretržite a ak sú hodnoty napätia mimo určitého rozsahu (čo naznačuje ohyb), potom sa do regulátora motora motora odošle dátový signál, ktorý vyzve motor na otáčanie. Navyše, ak je stlačené jedno alebo obidve tlačidlá, jednotlivé motory sa otáčajú v rôznych smeroch, čo umožňuje robotovi pohybovať sa dopredu, dozadu a otáčať sa v oboch smeroch.

Krok 6: Krok 4: Oslavujte

Po vykonaní predchádzajúcich troch krokov (zostrojenie podvozku a obvodu a tiež stiahnutie kódu) máte hotovo! Jediné, čo musíte urobiť, je pripojiť 9 -voltové batérie k lištám dosky (2 9 -voltové batérie), 9 -voltovú batériu k mikrokontroléru Arduino a ste hotoví. Nasaďte si na biceps svalový senzor, zapnite Arduino a FLEX! Nezabudnite, že stlačenie tlačidiel vám umožní posunúť podvozok tiež doľava, doprava a späť!

V prílohe je video, ako vidieť tento projekt v akcii!