ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Čau ľudia! Tu je nový návod, ktorý vás prevedie krok za krokom pri vytváraní tohto druhu úžasných elektronických projektov, ktorými je „pásový robot“známy tiež ako „pavúči robot“alebo „štvornásobný robot“.

Pretože si každé telo všimlo vysokorýchlostný vývoj robotickej technológie, rozhodli sme sa vás, chlapci, posunúť na vyššiu úroveň v oblasti robotiky a výroby robotov. Začali sme pred chvíľou tým, že sme urobili niekoľko základných elektronických projektov a základného robota, ako je PICTO92, riadiaceho robota, aby sme vás trochu oboznámili s elektronikou a zistili, že ste schopní vymyslieť svoje vlastné projekty.

Posúvame sa na inú úroveň, začali sme s týmto robotom, ktorý je základným konceptom, ale ak sa v jeho programe dostanete hlbšie, bude to trochu komplikované. A pretože tieto pomôcky sú v internetovom obchode tak drahé, poskytujeme tieto podrobné pokyny, ktoré vás prevedú výrobou vlastného Spiderbota.

Tento projekt je tak praktické vyrobiť špeciálne po získaní prispôsobenej dosky plošných spojov, ktorú sme si objednali v JLCPCB, aby sme zlepšili vzhľad nášho robota, a taktiež v tejto príručke je dostatok dokumentov a kódov, ktoré vám umožnia ľahko si vytvoriť prehľadávač.

Tento projekt sme urobili iba za 7 dní, iba dva dni na dokončenie výroby hardvéru a zostavenia, potom päť dní na prípravu kódu a aplikácie pre Android. aby ste prostredníctvom neho mohli ovládať robota. Pred začatím sa najskôr pozrime

Čo sa naučíte z tohto tutoriálu:

1. Výber správnych komponentov v závislosti od funkcií vášho projektu
2. Vytvorenie obvodu na pripojenie všetkých vybraných komponentov
3. Zostavte všetky časti projektu
4. Zmena mierky vyváženia robota
5. Používanie aplikácie pre Android. pripojiť sa cez Bluetooth a začať manipulovať so systémom

Krok 1: Čo je to „pavúkový robot“

Ako to naznačuje jeho názov, náš robot je základnou reprezentáciou pohybov sipdera, ale nebude vykonávať úplne rovnaké pohyby tela, pretože namiesto ôsmich nôh používame iba štyri nohy.

Pomenovaný tiež ako štvornohý robot, pretože má štyri nohy a pomocou týchto nôh vykonáva svoje pohyby, pohyb každej nohy súvisí s ostatnými nohami, aby sa identifikovala poloha tela robota a tiež sa kontrolovala rovnováha tela robota.

Nohoví roboti zvládajú terén lepšie ako ich kolegovia s kolesami a pohybujú sa rôznymi a živočíšnymi spôsobmi. Roboty s nohami sú však komplikovanejšie a pre mnohých výrobcov horšie dostupné. a tiež výrobné náklady a vysoké náklady, ktoré by mal výrobca vynaložiť na vytvorenie celého tela štvornásobne, pretože je založené na servomotoroch alebo krokových motoroch a oba sú drahšie ako jednosmerné motory, ktoré by sa dali použiť v kolesových robotoch.

Výhody

V prírode nájdete štvornožcov hojne, pretože štyri nohy umožňujú pasívnu stabilitu alebo schopnosť zostať stáť bez aktívnej úpravy polohy. To isté platí pre roboty. Štvornohý robot je lacnejší a jednoduchší ako robot s viacerými nohami, napriek tomu môže dosiahnuť stabilitu.

Krok 2: Servomotory sú hlavnými pohonmi

Servomotor, ako je definovaný vo wikipédii, je rotačný alebo lineárny pohon, ktorý umožňuje presné ovládanie uhlovej alebo lineárnej polohy, rýchlosti a zrýchlenia. [1] Pozostáva z vhodného motora spojeného so snímačom na zisťovanie polohy. Vyžaduje tiež relatívne sofistikovaný ovládač, často vyhradený modul navrhnutý špeciálne na použitie so servomotormi.

Servomotory nie sú špecifickou triedou motora, aj keď sa termín servomotor často používa na označenie motora vhodného na použitie v riadiacom systéme s uzavretou slučkou.

Všeobecne povedané, riadiaci signál je sled impulzov štvorcových vĺn. Bežné frekvencie pre riadiace signály sú 44 Hz, 50 Hz a 400 Hz. Pozitívna šírka impulzu je to, čo určuje polohu serva. Pozitívna šírka impulzu približne 0,5 ms spôsobí, že sa klaksón servo vychýli čo najviac doľava (spravidla asi 45 až 90 stupňov v závislosti od príslušného serva). Pozitívna šírka impulzu približne 2,5 ms až 3,0 ms spôsobí, že sa servo vychýli doprava, pokiaľ je to možné. Šírka impulzu asi 1,5 ms spôsobí, že servo bude držať neutrálnu polohu na 0 stupňoch. Výstupné vysoké napätie je vo všeobecnosti niečo medzi 2,5 voltov a 10 voltov (s typickým 3V). Výstupné nízke napätie sa pohybuje od -40mV do 0V.

Krok 3: Výroba DPS (vyrába JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov.

S viac ako 10 -ročnými skúsenosťami vo výrobe DPS má JLCPCB viac ako 200 000 zákazníkov doma i v zahraničí, s viac ako 8 000 online objednávkami prototypov DPS a malou výrobou DPS za deň. Ročná výrobná kapacita je 200 000 m2. pre rôzne 1-vrstvové, 2-vrstvové alebo viacvrstvové PCB. JLC je profesionálny výrobca plošných spojov, ktorý sa vyznačuje rozsiahlym vybavením, studňovým vybavením, prísnym riadením a vynikajúcou kvalitou.

Späť k nášmu projektu

Aby som vyrobil DPS, porovnal som cenu od mnohých výrobcov DPS a na objednanie tohto obvodu som vybral JLCPCB ako najlepších dodávateľov DPS a najlacnejších poskytovateľov DPS. Všetko, čo musím urobiť, je niekoľko jednoduchých kliknutí na nahranie súboru gerber a nastavenie niektorých parametrov, ako je farba a množstvo hrúbky DPS, potom som zaplatil iba 2 doláre, aby som dostal DPS iba po piatich dňoch.

Ako ukazuje obrázok súvisiacej schémy, na ovládanie celého systému som použil Arduino Nano. Tiež som navrhol tvar robotického pavúka, aby bol tento projekt oveľa lepší.

Odtiaľto môžete získať súbor Circuit (PDF). Ako vidíte na obrázkoch vyššie, doska plošných spojov je veľmi dobre vyrobená a mám rovnaký tvar spidera plošných spojov, aký sme navrhli, a všetky etikety a logá sú tam, aby ma viedli počas krokov spájkovania.

Môžete si tu tiež stiahnuť súbor Gerber pre tento obvod v prípade, že chcete zadať objednávku rovnakého dizajnu obvodu.

Krok 4: Prísady

Teraz sa pozrime na potrebné komponenty, ktoré pre tento projekt potrebujeme, takže, ako som už povedal, na pohon všetkých 12 servomotorov štyroch nôh robota používam Arduino Nano. Projekt zahŕňa aj OLED displej na zobrazenie tvárí Cozmo a bluetooth modul na ovládanie robota prostredníctvom aplikácie pre Android.

Na vytvorenie tohto druhu projektov budeme potrebovať:

• - DPS, ktorú sme si objednali z JLCPCB
• - 12 servomotorov, ako si pamätáte, 3 servá pre každú nohu:
• - Jedno Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - Jedna obrazovka OLED:
• - 5 mm RGB LED diódy:
• - Niektoré hlavičky connetcors:
• - A telo robota mieri, že ich musíte vytlačiť pomocou 3D tlačiarne

Krok 5: Zostavenie robota

Teraz máme DPS hotovú a všetky súčiastky veľmi dobre spájkované, potom musíme zostaviť telo robota, postup je taký jednoduchý, takže postupujte podľa krokov, ktoré uvádzam, najskôr musíme pripraviť každú nohu bokom a urobiť jedna dióda potrebujeme dva servomotory na kĺby a tlačené diely Coxa, Femur a Tibia s týmto malým pripevňovacím dielom.

O častiach tela robota si môžete stiahnuť jeho súbory STL tu.

Začnite prvým servom, vložte ho do objímky a držte ho skrutkami, potom otočte sekeru serva o 180 ° bez toho, aby ste nasadili skrutku pre uchytenie, a presuňte sa na ďalšiu časť, ktorou je stehenná kosť, aby ste ju spojili s holennou kosťou. pomocou prvej sekery servo kĺbu a pripevňovacieho kusu. Posledným krokom k dokončeniu nohy je umiestnenie druhého kĺbu, mám na mysli druhé servo, ktoré drží tretiu časť nohy, ktorou je kus Coxa.

Teraz zopakujte to isté pre všetky nohy, aby boli štyri nohy pripravené. Potom vezmite horný podvozok a vložte do nich zvyšné servá a potom spojte každú nohu s príslušným servom. Existuje iba jedna posledná vytlačená časť, ktorou je spodné šasi robota, do ktorého umiestnime dosku s plošnými spojmi

Krok 6: Aplikácia pre Android

Keď už hovoríme o Androide, ktorý vám to umožní

Pripojte sa k svojmu robotovi prostredníctvom Bluetooth a vykonajte pohyby vpred a vzad a odbočenia doľava a doprava. Umožňuje vám tiež ovládať farbu svetla robota v reálnom čase výberom požadovanej farby z tohto farebného kolieska.

Aplikáciu pre Android si môžete bezplatne stiahnuť z tohto odkazu: tu

Krok 7: Overenie kódu Arduino a testu

Teraz máme robota takmer pripraveného na beh, ale najskôr musíme nastaviť uhly kĺbov, preto nahrajte nastavovací kód, ktorý vám umožní umiestniť každé servo do správnej polohy pripojením serva o 90 stupňov, nezabudnite pripojiť 7V. DC batéria na spustenie robota.

Ďalej musíme nahrať hlavný program na ovládanie robota pomocou aplikácie pre Android. Oba programy si ich môžete stiahnuť z týchto odkazov:

- Zmena veľkosti servo kódu: odkaz na stiahnutie- Hlavný program robota Spider: odkaz na stiahnutie

Po nahraní kódu som pripojil OLED displej, aby sa na hlavnom kóde zobrazili úsmevy robota Cozmo, ktoré som vytvoril.

Ako vidíte, chlapci na obrázkoch vyššie, robot dodržiava všetky pokyny odoslané z môjho smartfónu a ešte niekoľko ďalších vylepšení, ktoré je potrebné vykonať, aby bolo oveľa viac masla.