Jasper the Arduino Hexapod: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Petsa ng Proyekto: Nobyembre 2018

OVERVIEW (JASPER)

Anim na paa, tatlong servo bawat paa, 18 servo movement system na kinokontrol ng isang Arduino Mega. Nakakonekta ang mga servos sa pamamagitan ng Arduino Mega sensor Shield V2. Ang komunikasyon sa Hexapod sa pamamagitan ng module ng Bluetooth BT12 na nakikipag-usap sa bespoke na application ng Android. Pinapatakbo ng system ng 2 x 18650, 3400mAh, at 2 x 2400mA na baterya na itinakda ang bawat gaganapin sa Velcro sa ilalim ng katawan ng hexapod. Ang isang switch ng toggle ng kapangyarihan para sa parehong mga Servo at Control system ay ibinibigay tulad ng isang berde na humantong kapangyarihan sa tagapagpahiwatig ng ilaw sa ulo ng hexapod. Ang mga utos ay paulit-ulit sa isang 16x2 LCD display. Ang feed ng video, light ring, at pag-iwas sa ultrasonikong balakid ay matatagpuan sa ulo.

TANDAAN: Alang-alang sa katinuan inirerekumenda ko ang paggamit ng mga mabuting kalidad na servos, nagsimula ako sa mga servo ng MG995, 20 sa kanila, 11 na alinman sa nasunog, nawala ang kakayahang magsentro, o simpleng tumigil sa pagtatrabaho.

www.youtube.com/embed/ejzGMVskKec

Hakbang 1: KAGAMITAN

1. 20 x DS3218 servos

2. 1x Hexapod base kit

3. 1x Arduino Mega R3

4. 1x Arduino Mega sensor Shield v2

5. 1 x 2 bay na may hawak ng 18650 na baterya

6. 2 x dalawang poste ng kapangyarihan switch

7. Green na humantong ilaw at 220kohm risistor

8. 2 x 6v 2800mAh na mga pack ng baterya na may pag-aayos ng Velcro

9. 2 x 18650 x 3400mAh na mga baterya

10. 1x HC-SR04 Sonar module

11. 1x BT12 Bluetooth module

12. 1 x Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT development board

13. 1 x Arducam Mini Module Camera Shield na may OV2640 2 Megapixels Lens

14. 1 x Pixie Neon 16 LCD light ring

15. 1 x 16x2 linya ng LCD display na may kalakip na IIC adapter.

16. 1 x 5v power plug para sa Arduino Mega

17. 1 x 5v micro USB plug para sa module ng NodeMcu.

18. 1 x DC sa DC Buck module ng converter

19. 1 x 70mm x 120mm x 39mm square black plastic box (Katawan)

20. 1 x 70mm x 50mm x 70mm itim na plastik na kahon (Ulo)

21. 4 x 40mm ng M3 tanso na nakatayo kasama ang 4 na suporta sa pamamahinga ng goma

22. Iba't ibang mga lalaking hanggang lalaking jumper cables, solder, m3 screws at bolts, at, mainit na pandikit

Pagkilos ng mga binti gamit ang bespoke na lohika. Ang paggalaw ng camera sa pamamagitan ng dalawang independiyenteng servos na sumuko, pababa, kaliwa, kanan at nakasentro sa paggalaw. Ang camera na kinokontrol ng koneksyon sa WIFI, na ipinapakita sa view ng WebView sa Android Application.

Hakbang 2: SERVOS

Ang bawat isa ay may maximum na 180 degree to

minimum na paggalaw ng 0 degree.

Ang bawat servo na kinilala sa tatlong kumbinasyon na numero, LegCFT; kung saan ang C ay ang katawan (COXA), ang F ay ang hita (FEMUR), at ang T ang siko (TIBIA), kaya't ang 410 ay tumutukoy sa ikaapat na binti at Tibia servo, katulad na 411 ay tumutukoy sa pang-apat na binti at Tibia servo. Ang pagkakasunud-sunod ng pagnunumero ay magiging 100 hanggang sa 611. Ang bawat servo leg na magkaroon ng paa na batay sa goma sa epekto ng unan at upang magbigay ng mas mahusay na mahigpit na pagkakahawak.

Leg 1: 100, 110, 111 Harap

Leg 2: 200, 210, 211 leg2-leg1

Leg 3: 300, 310, 311 leg4-leg3

Leg 4: 400, 410, 411 leg6-leg5

Leg 5: 500, 510, 511 Bumalik

Leg 6: 600, 610, 611

Ang default na posisyon para sa lahat ng Coax Servos ay 90 degree.

Ang default na posisyon para sa Femur Servos ay 90 degree, 45 degree ang posisyon ng pahinga.

Ang default na posisyon para sa Tibia Servos para sa lahat ng mga binti ay 90 degree, binti 1, 3, at 5 na gumagamit ng 175 degree bilang posisyon ng pahinga at binti 2, 4, at 6 na gumagamit ng 5 degree.

Leeg 1: 700 Limitado sa 75 hanggang 105 degree para sa pataas at pababang paggalaw

Leeg 2: 800 Limitado sa 45 hanggang 135 degree para sa kaliwa at kanang kilusan

Limitado ang kilusang Servo sa tatlong "pagsusulat" bago maisama ang isang 10-millisecond na pagkaantala, bago pa ilabas ang mga karagdagang "sumulat" na utos. Nakakatulong ito upang mabawasan ang pagkarga ng mga baterya.

Hakbang 3: UTOS

A = Stop - Tumayo sa default na posisyon.

B = pasulong - maglakad_ pasulong

C = baligtad - maglakad_ pabalik

D = kanan - lumiko sa kanan

E = pakaliwa - lumiko_kaliwa

F = kaliwang patagilid na paggalaw - crab_left

G = kanang patagilid na paggalaw - crab_ Right

H = Rear_crouch (mga binti 1 at 2 sa maximum, 3 at 4 na mga binti sa walang kinikilingan na posisyon, mga binti 5 at 6 sa pinakamaliit na posisyon)

I = Front_crouch (mga binti 1 at 2 sa pinakamaliit na posisyon, 3 at 4 na mga binti sa walang kinikilingan na posisyon, mga binti 5 at 6 sa maximum na posisyon)

J = camera cantered - gitna (Leeg 1 at Leeg 2 sa kalagitnaan ng posisyon, default na posisyon)

K = camera left - pan_left (Leeg 1, kalagitnaan ng posisyon, Leegong 2 servo minimum na posisyon)

L = camera kanan - pan_ Right (Leeg 1, kalagitnaan ng posisyon, Leegong 2 servo maximum na posisyon)

M = camera up - pan_up (Leeg 1 maximum na posisyon, Leegong 2 servo kalagitnaan posisyon)

N = pababa ng camera - pan_down (Pinakamababang posisyon sa leeg 1, posisyon ng kalagitnaan ng servo ng leeg 2)

O = Ang Pahinga (Hexapod) ay nakaupo sa mga suporta.

P = Nakatayo - Ang Hexapod ay tumayo sa default na posisyon.

Q = Napatay ang ilaw

R = Green light sa singsing na ilaw ng Pixie Neon.

S = Pulang ilaw sa singsing na ilaw ng Pixie Neon.

T = Blue light sa singsing na ilaw ng Pixie Neon.

U = Puting ilaw sa singsing na ilaw ng Pixie Neon.

V = Kumakaway ang mga paa sa harapan.

W = Horn ng Tunog.

X = Walisin ang ulo mula kaliwa hanggang kanan.

Y = Pag-play ng Tono.

Hakbang 4: PAG-AYAW

Ang posisyon ng Coax servo ay paayon sa axis ng katawan kaya't diretso sa unahan ay 0 degree at direkta sa likuran ay 180 degree. Gayunpaman, ang Coax na ito at lahat ng iba pang mga servos ay malilimitahan sa 45 hanggang 135 degree.

Ang paggalaw ng paa ng pasulong, baligtad, kaliwa at kanan ay magsisimula sa pag-angat ng binti gamit ang femur at Tibia servos, pagkatapos ay susundan ng kilusang servo ng katawan, at sa wakas ay ibababa muli ang parehong binti gamit ang Femur at Tibia servos.

Ipasa at Baligtarin

Upang sumulong o paatras ang mga binti ay gumana nang pares, 1 at 2, 3 at 4, 5 at 6. Ang isang simpleng kilusang pasulong ay binubuo ng mga binti 1 at 2 na paglipat mula sa kanilang kasalukuyang posisyon hanggang sa maaari, pagkatapos ay ang mga binti 3 at 4, at sa wakas 5 at 6 na mga paa ang umuulit ng parehong pagkilos. Pagkatapos ang lahat ng anim na servo ng Coax ay lilipat mula sa pinalawig na posisyon na pasulong pabalik sa kanilang orihinal na panimulang posisyon. Ang reverse ng prosesong ito ay ginagamit upang ilipat sa likuran. Bilang bahagi ng proseso ng paggalaw ng pasulong ang HC_SR04 ultrasonic unit ay susuriin para sa mga hadlang sa unahan at kung ang isa ay matagpuan i-on ang Hexapod alinman sa kaliwa o kanan nang sapalaran.

Kaliwa at kanan

Upang ilipat ang kaliwa o kanang paa pares gumana ngunit sa kabaligtaran direksyon. Kaya, halimbawa upang buksan ang kanang binti 1 mula sa kasalukuyang posisyon pabalik sa posisyon ng 135 degree habang ang binti 2 ay gumagalaw pasulong sa posisyon ng 45 degree. Ito ay paulit-ulit para sa mga pares ng binti 3 at 4, at 5 at 6 na mga binti. Sa anong oras inililipat ng mga servo ng Coax ang kanilang orihinal na posisyon pabalik sa kanilang bagong posisyon sa paggawa ng pagikot sa katawan sa direksyon ng paggalaw, I.e. tama Ang prosesong ito ay nagpatuloy hanggang sa ang kinakailangang pag-ikot sa kaliwa ay nakumpleto. Ang baligtad ng prosesong ito ay ginagamit upang lumiko sa kaliwa, kaya ang binti 1 ay gumagalaw mula sa kasalukuyang posisyon na pasulong sa posisyon na 45-degree, habang ang binti 2 ay umaatras paatras sa posisyon na 135-degree.

Tumayo at Magpahinga

Parehong ang mga proseso na ito ay hindi gumagamit ng Coax servo ng anuman sa mga binti, kaya upang tumayo ang Tibia servo, para sa lahat ng mga binti, gumagalaw mula sa kasalukuyang posisyon nito hanggang sa maximum na 45 degree, habang upang mapahinga ang parehong mga Femur servos na lumipat sa kanilang pinakamababang posisyon, 175 o 5 degree. Nalalapat ang parehong kilusan sa mga servo ng Tibia na lumilipat sa kanilang maximum na 45 degree, para sa pagtayo, at ang kanilang minimum, I.e. 175 o 5 degree para sa pahinga.

Paurong sa Pasulong at Umurong Paatras

Narito muli ang mga proseso ay mga mirror na imahe ng bawat isa. Para sa pagyuko sa unahan, ang mga binti 1 at 2 ay nasa pinakamababang posisyon, habang ang mga binti 5 at 6 ay nasa kanilang pinakamataas na posisyon. Sa parehong mga kaso ang mga binti 4 at 5 ay ipinapalagay ang isang walang kinikilingan na posisyon na nakahanay sa mga binti na nagtatakda ng 1 at 2 at 5 at 6. Para sa pagyuko ng mga paatras na binti 1 at 2 ay nasa kanilang pinakamataas na posisyon habang ang mga binti 5 at 6 ay nasa kanilang pinakamababang posisyon.

Hakbang 5: HEAD CAMERA / SONAR

Ang ulo ay binubuo ng isang parisukat na kahon ng plastik na 38mm x 38mm x 38mm na may naaalis na takip. Ang kahon / ulo ay magkakaroon ng limitadong patayo at pahalang na paggalaw. Ang kilusan ay makakamit sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang servos, isang nakakabit sa katawan ng robot at isang segundo ay nakakabit sa unang katawan ng servos at ang braso nito ay nakakabit sa ulo. Ang 7.4v na ibinibigay ng dalawang 18650 na baterya ay magpapalakas sa Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT development board DEVKIT, nakakabit sa isang Arducam Mini Module Camera Shield na may OV2640 2 Megapixels Lens. Papayagan ng pag-aayos na ito ang robot na makakita ng mga hadlang at mag-stream ng live na video sa pamamagitan ng on-board Wi-Fi. Ang Sonar na gumagamit ng isang HC-SR04 at posibleng impormasyon sa pamamahala ng ilaw ay dumadaloy pabalik sa Arduino Mega.

Ang aking pasasalamat kay Dmainmun para sa kanyang artikulong Arducam Instructables, na kung saan ay malaking tulong sa aking paunang pag-unawa sa kung paano magagamit ang Arducam upang mag-stream ng video.

Baterya

Napagpasyahan na gumamit ng dalawang mga pack ng baterya, isa para sa mga bahagi ng ulo at Arduino Mega board, at isang pangalawang pack upang magbigay ng lakas sa lahat ng mga servo. Ang unang pack ay binubuo ng 2 x 18650 3400mAh na mga baterya na nagbibigay ng 7.4v. Ang pangalawang pack ay binubuo ng 2 x 6V 2800mAh na mga pack ng baterya na nakakonekta nang kahanay sa gayon ay nagbibigay ng isang 6.4V supply ngunit nadagdagan ang kapasidad na 5600mAh na nakakabit sa ilalim ng Hexapod gamit ang mga Velcro strips.

Hakbang 6: PAGGANYAK NG LEG

Ang mga armas ay maaaring gumana nang pares o iisa. Ang bawat braso ay binubuo ng body joint na tinatawag na Coax na may 45 hanggang 135-degree na paggalaw, isang joint ng hita na tinatawag na Femur, na may 45 hanggang 135-degree na paggalaw, at sa wakas ay isang joint ng siko na tinatawag na Tibia, o end effector, na may 45 hanggang 135-degree na kilusan. Ang software ng Bespoke ay isinulat upang maibigay ang paggalaw ng mga binti.

Mga uri ng paggalaw ng paa:

Para sa Coax, 45 degree ay nakaharap paatras mula sa ulo, 90 degree ay neutral na posisyon, at 135 degree ay nakaharap sa pasulong.

Para sa Femur, 45 degree ang pinakamataas na posisyon mula sa lupa, 90 degree ay neutral na posisyon, at 135 degree ang pinakamababang posisyon mula sa lupa.

Para sa Tibia, ang 45 degree ay ang pinaka malayong posisyon mula sa katawan, ang 90 degree ay neutral na posisyon, at ang 135 degree ay ang pinakamalapit na posisyon sa katawan.

Ipagpalagay na ang lahat ng mga servos ay nasa neutral na posisyon, 90 degree.

Ipasa: Ang binti 1 at 2, angat ng Femur sa 135 degree, ang Coax ay lilipat sa 45 degree, ang Tibia ay lumilipat sa 45 degree na pinakamalayo mula sa katawan, ang Femur ay bumababa sa 45 degree. Ito ay paulit-ulit para sa mga pares ng paa 3 at 4, at pares ng paa 5 at 6. Ang lahat ng 6 na mga servo ng Coax ay lilipat mula 45 degree paatras hanggang sa 90 degree, walang kinikilingan na posisyon, lahat ng 6 na mga servo ng Femur ay lilipat mula 45 degree hanggang sa 90 degree, neutral na posisyon. Sa wakas, ang lahat ng mga servo ng Tibia ay umakyat mula 45 degree hanggang 90 degree, walang kinikilingan na posisyon.

Baliktarin: Simula sa mga binti 5 at 6, pagkatapos ay 3 at 4, at sa wakas ang mga binti 1 at 2, kung hindi man ay ang paggalaw ay pareho para sa Coax, Femur, at Tibia.

Kaliwa: Ang mga binti 1, 3, at 5 ay lumipat sa pabalik na direksyon, habang ang mga binti 2, 4, at 6 ay gumagalaw sa isang pasulong na direksyon. Ang parehong pasulong at pabalik na kilusan ay umaayon sa karaniwang pasulong at pabalik na paggalaw. Upang makumpleto ang pagliko sa lahat ng anim na servo ng Coax, ilipat ang 45 degree na magpapaliko sa katawan.

Kanan: Ang mga binti 2, 4, at 6 ay gumagalaw sa pabalik na direksyon, habang ang mga binti 1, 3, at 5 ay lumilipat sa isang pasulong na direksyon. Ang parehong pasulong at pabalik na kilusan ay umaayon sa karaniwang pasulong at pabalik na paggalaw. Ang paggalaw ng coax ay katulad ng nasa itaas ngunit sa pabalik na direksyon.

Pahinga: Lahat ng servo ng Coax at Femur sa walang kinikilingan na posisyon, lahat ng mga servo ng Tibia sa pinakamababang posisyon na 45 degree, na mabisang pagkayuko sa parehong harap, gitna, at likurang mga binti.

Umurong sa likuran, tumayo sa harap: Mga binti 1 at 2 sa pinakamataas na posisyon, mga binti 3 at 4 sa walang kinikilingan, at mga binti 5 at 6 sa pinakamababang posisyon.

Tumayo sa likuran, yumuko sa harap: Mga binti 1 at sa pinakamababang posisyon, mga binti 3 at 4 sa walang kinikilingan, at mga binti 5 at 6 sa pinakamataas na posisyon.

Umalis ang alimango: Ang mga binti 1 at 5 angat at iangat ang palabas sa kaliwa, sa parehong oras ang mga binti 2 at 6 angat at kontrata sa ilalim ng katawan. Sa lahat ng apat na mga binti sa lupa ang lahat ng mga Tibias ay bumalik sa kanilang neutral na posisyon. Panghuli binti 3 at 4 ulitin ang parehong proseso.

Kanan ng alimango: Ang mga binti 2 at 6 angat at palawakin palabas sa kanan, sa parehong oras ang mga binti 1 at 5 angat at kontrata sa ilalim ng katawan. Sa lahat ng apat na mga binti sa lupa ang lahat ng mga Tibias ay bumalik sa kanilang neutral na posisyon. Panghuli binti 3 at 4 ulitin ang parehong proseso.

Kaliwang paggalaw ng ulo: leeg 1 servo 45 degrees. Ang parehong mga servo ay bumalik sa 90 posisyon na walang kinikilingan.

Tamang kilusan ng ulo: leeg 1 servo 135 degree

Pataas na paggalaw ng ulo: leeg 2 servo 45 degrees

Down kilusan ng ulo: leeg 2 servo 135 degrees

Pagkilos ng ulo ng ulo: gumagalaw ang leeg 2 mula 45 hanggang 135 degree

SERVOS

Matapos ang paunang pagsubok sa mga servo ng MG995 at MG996 kung saan pinalitan ang lahat. Lahat ng 20 servo kung saan pinalitan ng DS32228 20kg servos na nagbigay ng mas pinahusay na pagsentro at nadagdagan ang kapasidad sa pag-load.

Mahalagang suriin nang husto ang bawat servo gamit ang angkop na programa sa pagsubok. Binago ko ang simpleng program na "walisin" na halimbawa upang partikular na subukan ang mga posisyon na 0, 90, at 180, ang gawain sa pagsubok na ito ay pinatakbo sa isang minimum na 5 minuto para sa bawat servo at pagkatapos ay ulitin sa isang araw mamaya.

TANDAAN: Ang paggamit ng isang pamantayan ng Arduino Uno board na pinalakas ng isang USB cable ay maaaring hindi magbigay ng sapat na boltahe upang magpatakbo ng ilang mga servo. Nalaman ko na ang 4.85v na natanggap ng servo mula sa Uno ay nagdulot ng maling pag-uugali sa mga DS3218 servos, na nadaragdagan ang boltahe na ito sa 5.05v na gumaling sa problemang ito. Kaya, nagpasya akong patakbuhin ang servos sa 6v. Sa huli natagpuan ko na ang boltahe na 6.4v ay kinakailangan dahil ang 6v ay sanhi ng maling pag-uugali ng mga servos.

Hakbang 7: KONSTRUKSYON

LEGS

Nagsimula sa pagtula ng mga bahagi ng Hexapod kit. Ang lahat ng mga servo pabilog na sungay ay kinakailangan ng pagpapalaki ng butas ng matting sa magkabilang dulo ng Femur at lahat ng mga butas ng Coax. Ang bawat sungay ng servo ay nakakabit sa kaukulang Coax at Femur na may apat na turnilyo at ikalimang tornilyo sa gitna ng servo head. Lahat ng mga servo body kung saan nakakabit gamit ang apat na bolts at nut. Ang Coax servo mount, para sa bawat isa sa anim na mga binti, ay may isang tindig na nakakabit sa ilalim ng pag-mount gamit ang isang solong bolt at nut. Ang bawat Coax servo mounting ay nakakabit, gamit ang apat na bolts at mani, sa Femur servo mounting na may ganitong mounting na naiikot na 90 degree. Ang ulo ng servo ng Femur ay nakakabit sa isang dulo ng braso ng Femur na may kabilang dulo ng Femur na nakakabit sa ulo ng servo ng Tibia. Ang anim na servo ng Tibia ay nakakabit sa tuktok ng anim na paa na may apat na bolts at nut. Ang bawat effector ng paa ay natatakpan ng isang malambot na goma boot upang magbigay ng karagdagang mahigpit na pagkakahawak. Napag-alaman na ang ibinigay na servo sungay ay masyadong malaki upang ayusin sa mga koneksyon sa Coax, Femur, at Tibia kaya't ang lahat ng butas sa gitna ay pinalaki sa 9mm. Salamat sa "Toglefritz" para sa kanyang itinuro sa Capers II tungkol sa mga elemento ng konstruksyon ng Hexapod kit. Gayunpaman, lumihis ako mula sa konstruksyon sa isang lugar na katulad ng paglakip ng mga sungay ng servo sa magkabilang dulo ng Femur. Napagpasyahan kong palakihin ang butas ng gitna ng Femur upang payagan ang gitna ng sungay ng servo na dumaan dito sa pamamagitan nito na bigyan ng sobrang lakas ang servo sungay dahil malapit ito sa servo at ang dalawang magkasanib na ito ay nakaranas ng maximum na metalikang kuwintas. Ang bawat sungay ng servo ay nakakabit sa Femur gamit ang dalawang M2.2 na self-tap sa turnilyo, ang mga dulo ng mga tornilyo na ito ay tinanggal at isinampa nang flat. Ang lahat ng mga bolt ng M3 ay may lock na masikip na inilapat.

KATAWAN

Ang katawan ay binubuo ng dalawang plate bawat isa ay may anim na butas, ang bawat butas na ginamit upang ikabit ang Coax servo sungay. Dalawang 6V 2800mAh na baterya ang nakakabit sa ilalim ng ilalim na plato gamit ang Velcro. Apat na M3 stand off na umaabot lamang sa ilalim ng may hawak ng baterya ay nakakabit, ang bawat isa ay may isang malambot na rubber boot na nadulas papunta sa ilalim, nagbibigay ito ng isang matatag na base kung saan maaaring makapahinga ang Hexapod. Ang itaas na seksyon ng ilalim na plato ay mayroong Arduino Mega at ang sensor ng Sensor na nakakabit gamit ang apat na 5mm stand off. Sa tuktok ng ilalim na plato ay nakakabit na 4 x M3 stand off na 6cm ang taas, pinalibutan ng mga ito ang Arduino Mega at nagbigay ng suporta para sa tuktok na plato. Ang pang-itaas na plato ay may isang 120mm x 70mm x 30mm na kahon na nakakabit dito, makikita nito ang una sa mga servo ng leeg, at LCD screen. Ang pangalawang 2 bay, may hawak na 2 x 18650 na baterya ay nakakabit sa ilalim ng tuktok na plato sa likuran ng Arduino Mega board na nakaharap sa harap ng Hexapod.

Ang tuktok na plato ay may anim na servo na sungay bawat isa ay nakakabit na may apat na M2.2 na turnilyo. Sa tuktok ng plato ay naka-install ang isang 70mm x 120mm x 30mm box kung saan isang 2 bay 18650 na may hawak ng baterya, dalawang poste ng switch, berde na LED, at isang IC2 16 x 2 LCD display ang na-install. Bilang karagdagan, naka-install din ang unang servo ng leeg, ang kapangyarihan at ang pangalawang leeg ng servo data cable ay dumaan sa isang butas upang pakainin ang pangalawang servo at Arduino V3 NodeMcu module. Ang isang karagdagang data cable ay dumadaan sa tuktok na kahon at pinapakain ang HC-SR04 ultrasonic module, na muling matatagpuan sa ulo. Ang pangalawang data at power cable ay dumaan din sa ulo upang mapagana ang singsing na pinangunahan ng pixie.

Ang dalawang mga kable ng data ng servo at ang cable ng data ng HC-SR04 ay pinakain sa tuktok na plato habang ang module ng Bluetooth ay nakakabit sa ilalim ng plato gamit ang isang neon form pad at mainit na pandikit. Ang pamamahala ng cable ng natitirang 18 servo data cables ay dapat na nasa lugar bago ang anumang pagtatangka upang ayusin ang tuktok na plato sa ilalim ng plato gamit ang 4 x M3 na mga tornilyo na umaangkop sa 4 x M3 na mga stand off na nakakabit sa ilalim ng plato. Bilang bahagi ng tuktok na proseso ng paglalagay ng plate sa ibaba lahat ng anim na servo ng Coax ay dapat ding ilagay sa kanilang tamang posisyon na may tindig na angkop sa butas ng ilalim ng plato at ang ulo ng servo na umaangkop sa tuktok na sungay ng plato. Sa sandaling nilagyan ang mga tuktok ng anim na servo ng Coax ay na-secure sa 6 na mga M3 na turnilyo. Dahil sa posisyon ng mga sungay ng servo para sa anim na servo ng Coax ang 4 x M3 stand off na kinakailangan upang mabawasan ang taas ng 2mm, upang ang Coax servo bearings ay umupo nang tama sa ilalim ng plato.

PUNO

Ang ulo ay binubuo ng dalawang servos na 90 degree sa bawat isa, ang isa ay nakalagay sa kahon na nakakabit sa tuktok na plato, at ang pangalawa ay nakakabit sa una sa pamamagitan ng sungay ng servo gamit ang isang hugis na U na seksyon ng plate na tanso. Ang sungay ng pangalawang servo ay nakakabit sa isang hugis na br braket na tanso na nakakabit mismo sa isang 70mm x 70mm x 50mm na kahon na may dalawang bolts at mani. Ang kahon ay bumubuo ng ulo, sa loob nito ay naka-install ang Ardcam camera, HC-SR04 ultrasonic module, at ang Arduino V3 NodeMcu module, at power LED. Parehong nagpapadala ang module ng ultrasonic at tumatanggap ng mga ulo ng sensor na nakausli sa harap ng kahon tulad ng lens ng camera. Napapaligiran ang lens sa labas ng kahon ay isang 16 LCD Nero pixie ring. Ang NodeMcu power LED ay makikita sa pamamagitan ng isang butas sa likod ng plato ng ulo, power cable, data cable ng ultrasonic module, at pixie Neon data power cables na ipasok sa pamamagitan ng isang butas sa pagitan ng back plate at head plate.

Elektroniko

Ang mga sumusunod na Fritzing diagram ay nagpapakita ng electronics ng katawan at ulo. Ang mga linya ng VCC at GRD ay hindi ipinakita para sa 20 servos upang tulungan ang kalinawan ng diagram. Ang module ng Bluetooth, sa pamamagitan ng Android App., Kinokontrol ang kilusang Hexapod kasama ang mga servo ng leeg nito. Kinokontrol ng WIFI based Arduino NodeMcu module ang module ng Arducam camera. Ang lahat ng mga servo ay nakakabit sa Arduino sensor na kalasag sa pamamagitan ng isang solong bloke na naglalaman ng mga linya ng VCC, GRD, at signal. Ginagamit ang karaniwang 20cm na DuPont jumper cables upang ikonekta ang Bluetooth BT12, HC-SR04, at IC2 LCD.

PAG-AALAT NG LEG

Ito ay isa sa pinakamahirap na lugar ng paghahanda bago magtrabaho sa paggalaw ng Hexapod. Ang paunang ideya ay ang itakda ang lahat ng mga binti sa mga sumusunod, Coax servos 90 degree, Femur servos hanggang 90 degree, at ang Tibia servos ay itinakda sa 90 na ang posisyon ng pisikal na binti ay nakatakda sa 105 degree para sa mga binti 2, 4, at 6, at 75 degree para sa mga binti 1, 3 at 5. Ang Hexapod ay inilagay sa isang antas sa ibabaw na nakasalalay sa apat na suporta sa ilalim ng pabahay ng baterya. Ito ay mga binti kung saan nakaposisyon sa pantay na mga puntos ng distansya sa pagitan ng bawat binti at sa pantay na distansya mula sa katawan. Ang lahat ng mga posisyon na ito kung saan minarkahan sa antas ng ibabaw. Sa panahon ng pagtatayo ng mga binti natagpuan ang gitnang punto ng bawat servo, dapat ito ang posisyon ng servos na 90-degree na posisyon. Ang posisyon na default na 90-degree na ito ay ginagamit sa lahat ng mga servo.

Ang mga coax servos 2 at 5 panloob na mukha ay magkatugma sa bawat isa, napupunta ito sa servos 1 at 6, at 3 at 4. Ang lahat ng servo ng Femur at Coax ay naayos nang magkakasama sa 90 degree sa bawat isa sa yugto ng konstruksyon. Ang lahat ng mga servo ng Femur ay may nakakabit na braso na Femur sa kanila sa isang anggulo na 90-degree. Ang lahat ng mga servo ng Tibia ay nakakabit sa Tibia sa 90 degree. Ang 2, 4, at 6 na Tibia servos ay nakakabit sa Femur arm sa 105 degree, habang ang Tibia servos 1, 3, at 5 ay nakakabit sa Femur arm sa 75 degree.

Mahalagang tandaan na habang sinusubukan, ang lahat ng mga servo ay dapat na subaybayan para sa temperatura, ang isang mainit na servo ay nangangahulugang ang servo ay gumagana nang labis at maaaring mabigo, karamihan sa mga servo ay magiging mainit sa pagpindot.

Ang paunang pagkakalibrate ay ilipat ang Hexapod mula sa resting na posisyon nito, pagkatapos ng pag-on, sa isang nakatayong posisyon na parehong matatag, matatag, antas, at pinakamahalaga wala sa mga servo ang higit sa pag-init. Upang mapanatili ang isang matatag na posisyon, kinakailangang sumulat sa bawat servo na may pagkaantala na mas mababa sa 20 milliseconds, 10 milliseconds ang ginamit. Ang lahat ng mga servo ay maaari lamang ilipat mula 0 hanggang 180 degree at mula 180 degree pabalik sa 0, kaya para sa lahat ng Femur servos 0 at 180 degree ay patayo at 90 degree ay pahalang.

Bago ilakip ang bawat servo isang pagsusulat ng pagsisimula ay ipinadala sa bawat isa sa naunang natukoy na servos na nagbibigay dito ng kasalukuyang anggulo ng pahinga, I.e. ang kasalukuyang posisyon na nasa servo habang nagpapahinga. Ito ay 90 degree para sa lahat ng Coax servos, 55 degree para sa Femur at Tibia servos 1, 3 at 5, at 125 degree para sa Femur at Tibia servos 2, 4, at 6.

Mahalagang tandaan na ang mga baterya ay dapat palaging ganap na sisingilin sa simula ng sesyon ng pagkakalibrate.

Ang Hexapod ay palaging nagsisimula mula sa isang posisyon na nagpapahinga, ang buong katawan ay sinusuportahan ng apat na paa. Mula sa posisyong ito lahat ng mga servo ng Femur at Tibia ay binibisikleta mula sa kanilang mga posisyon sa pagsisimula hanggang sa kanilang kinatatayuan na posisyon, kung saan ang lahat ng mga servo ay nasa 90 degree. Upang makumpleto ang posisyon ng nakatayo ang utos na "tumayo" ay inilabas na ang utos na ito ay nangangailangan ng lahat ng mga binti na iangat at itakda muli sa dalawang hanay ng tatlong paggalaw ng paa, mga binti 1, 5, at 4, at 2, 6 at 3.

Hakbang 8: SOFTWARE

Ang software ay binubuo ng tatlong bahagi, ang isang bahagi ay ang Arduino code na tumatakbo sa Arduino Mega, ang bahagi ng dalawa ay ang Arduino code na tumatakbo sa module ng NodeMcu sa ulo. Ang komunikasyon ay sa pamamagitan ng yunit ng Bluetooth BT12 na tumatanggap ng mga utos mula sa Android tablet, katulad ng isang Samsung Tab 2, na nagpapatakbo ng isang pasadyang application na binuo ng Android Studio. Ang application na ito ay nagpapadala ng mga utos sa Hexapod. Ang parehong application ay tumatanggap din ng live na video feed mula sa module ng NodeMcu sa pamamagitan ng built in na WIFI.

CODE NG ANDROID

Ang bespoke Android code, na binuo gamit ang Android Studio, ay nagbibigay ng platform kung saan pinapatakbo ang application ng dalawang screen. Ang application ay may dalawang mga screen, pinapayagan ng pangunahing screen ang gumagamit na mag-isyu ng mga utos sa Hexapod at tingnan ang video feed na nagmumula sa hexapod head. Ang pangalawang screen, na-access sa pamamagitan ng pindutan ng WIFI, ay nagbibigay-daan sa gumagamit na kumonekta sa una sa hexapod Bluetooth at pangalawa ang WIFI hot spot na nabuo ng NodeMCU Arduino card sa hexapod head. Nagpapadala ang application ng solong mga utos ng liham, sa pamamagitan ng isang serial 9600 Baud, mula sa Tablet sa pamamagitan ng naka-embed na Bluetooth sa BT12 Bluetooth na nakakabit sa hexapod.

CODE NG ARDUINO

Ang pag-unlad ng code ay nagsimula sa pagbuo ng isang programa ng pagsubok na idinisenyo upang subukan ang mga pangunahing pag-andar ng Hexapod, ito ang ulo at katawan. Dahil ang ulo at ang operasyon nito ay ganap na hiwalay mula sa katawan ang pag-unlad ng software na ito ay nasubukan kahanay sa code ng pagpapaandar ng katawan. Ang code ng pagpapatakbo ng ulo ay higit sa lahat batay sa isang nakaraang pag-unlad kasama ang pagsasama ng kilusang servo. Kasama sa code ang pagpapatakbo ng isang 16x2 LCD display, HC-SR04 ultrasonic module at isang 16 LED light ring. Kinakailangan ang karagdagang pag-unlad ng code upang magbigay ng access sa WIFI sa live na feed ng video mula sa ulo.

Ang code ng pagpapaandar ng katawan ay paunang binuo upang magbigay ng paunang pagkakabit ng servo at paunang posisyon habang nagpapahinga. Mula sa posisyong ito ang Hexapod ay na-program upang tumayo lamang. Pagkatapos ay nagpatuloy ang pag-unlad na may karagdagang mga paggalaw ng Hexapod at ang pagsasama ng mga seksyon ng ulo at body code sa mga serial na komunikasyon sa Android app.

Pinapayagan ang test servo code para sa pagpapaunlad ng paggalaw ng binti at katawan, katulad ng:

1. InitLeg - Pinapayagan ang posisyon ng pahinga sa binti, posisyon ng nakatayo na binti, posisyon ng crab sa paunang binti para sa alinman sa kaliwa o kanang paglalakad, paunang posisyon ng binti para sa pasulong o paatras na paglalakad.

2. Wave - Pinapayagan ang mga paa sa harap na kumaway, apat na beses, bago bumalik sa nakatayong posisyon.

3. TurnLeg- Pinapayagan ang Hexapod na lumiko pakaliwa o pakanan.

4. MoveLeg- Pinapayagan ang Hexapod na maglakad pasulong o paatras.

5. CrouchLeg- Pinapayagan ang Hexapod na mag-crouch pataas pababa papunta sa mga harapang binti o paatras papunta sa mga likurang binti.

Ang paggalaw ng binti ay batay sa mga pares ng paa na nagtutulungan, kaya't ang mga binti 1 at 2, 3 at 4, 5 at 6 ay nagtatrabaho bilang mga pares. Ang paggalaw ay binubuo ng dalawang pangunahing mga aksyon, isang maabot na maabot at hilahin, at isang paatras na tulak. Upang maglakad nang paatras ang dalawang paggalaw na ito ay nababaligtad, kaya halimbawa paglalakad pasulong, mga binti 1 at 2 paghila, habang ang mga binti 5 at 6 na pagtulak, mga binti 3 at 4 ay nagbibigay ng katatagan. Ang paglalakad sa alimango ay simpleng mga pagkilos na ito ngunit itinakda sa 90 degree sa katawan, sa kasong ito ang mga binti 3 at 4 ay gumagalaw din sa parehong paraan tulad ng iba pang mga binti. Habang ang paglalakad ng mga pares sa paa ay lumipat ng halili, subalit habang ang crab na naglalakad ng mga binti 1 at 5 ay gumagana bilang isang pares habang ang binti 3 ay gumagana sa mga kahaliling hakbang sa mga binti 1 at 5.

Pagkilos Gumagamit ang sumusunod na paglalarawan para sa bawat isa sa mga pangunahing pag-andar ng kilusan na ang bawat isa ay binubuo ng mga elemento ng paggalaw na pinagsama at kumilos sa isang itinakdang pagkakasunud-sunod.

RESTING: Simula mula sa isang posisyon na nakatayo ang lahat ng mga servo ng Femur ay pataas pataas upang babaan ang katawan sa apat na suporta. Kasabay nito ang lahat ng mga servo ng Tibia lahat lumipat pasok.

PANINDIGAN: Simula mula sa posisyon ng pahinga ang lahat ng mga servo ng Tibia ay palipat-lipat, kapag nakumpleto na ang lahat ng mga servo ng Femur na lumipat sa posisyon na 90-degree, sa wakas ang lahat ng mga servo ng Tibia ay lumipat sa posisyon na 90-degree nang sabay.

TURNING LEFT: Ang mga binti 1, 3, at 5 ay paatras palayo sa ulo ng 45 degree, sabay na mga binti 2, 4, at 6 na pasulong sa ulo. Kapag nakumpleto na ang lahat ng mga Coax servos ilipat mula sa kanilang kasalukuyang posisyon pabalik sa karaniwang posisyon na 90-degree, ang kilusang ito ay magiging kontra sa pakaliwa sa katawan.

TURNING RIGHT: Legs 1, 3, at 5 sumulong sa ulo ng 45 degree, sabay na mga binti 2, 4, at 6 na paatras palayo sa ulo ang ulo. Kapag nakumpleto na ang lahat ng Coax servos ilipat mula sa kanilang kasalukuyang posisyon pabalik sa karaniwang posisyon na 90-degree, ang paggalaw na ito ay magiging pakaliwa sa katawan.

CROUCH FORWARD: Ang mga binti 1 at 2 na mas mababa gamit ang mga servo ng Femur at Tibia, habang ang mga binti na 5 at 6 ay nakataas gamit ang kanilang mga Femur at Tibia servos, mga binti 3 at 4 ay mananatili sa karaniwang posisyon.

CROUCH BACKWARD: Ang mga binti 1 at 2 ay itinaas gamit ang Femur at Tibia servos, habang ang mga binti 5 at 6 ay ibinababa gamit ang kanilang Femur at Tibia servos, ang mga binti 3 at 4 ay mananatili sa karaniwang posisyon.

WAVING: Ang routine na ito ay gumagamit ng mga binti 1 at 2 lamang. Ang mga Coax servos ay lumilipat sa isang 50-degree arc, habang ang Femur at Tibia ay lumilipat din sa isang 50-degree arc. Ang mga binti 3 at 4 ay pasulong sa ulo sa pamamagitan ng 20 degree, nagbibigay ito ng isang mas matatag na platform.

FORWARD WALKING: Ang mga binti 1 at 6, 2 at 5, at 3 at 4 ay dapat na magtulungan. Kaya't habang hinihila ng binti 1 ang katawan, dapat itulak ng binti 6 ang katawan, sa sandaling kumpleto ang pagkilos na ito, ang mga binti 2 at 5 ay dapat gumanap ng parehong aksyon, habang ang bawat isa sa mga siklo ng pagkilos ay nangyayari mga binti 3 at 4 ay dapat gumanap ng kanilang sumulong sa gawain.

Ang paunang mga pagpapaandar ng module ng paa ng pagsubok ay pinapayagan ang isang disenyo para sa bawat isa sa tatlong paggalaw ng binti. Kinakailangan ang tatlong paggalaw ng binti habang ang kabaligtaran ng mga binti ay simpleng ginagawa ang mga pabalik na paggalaw. Ang isang bagong pinagsamang leg 1, 3 at 6 module ay binuo, nasubukan at kinopya para sa isang pangalawang baligtad na leg 2, 4 at 5 leg module. Ang pagsubok sa mga paggalaw ng hexapod leg ay nakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng hexapod sa isang nakataas na bloke upang payagan ang mga binti ng buong paggalaw nang hindi hinawakan ang lupa. Ang mga sukat kung saan kinuha habang ang mga binti kung saan gumagalaw at natagpuan na ang lahat ng mga binti ay gumagalaw nang pahalang na distansya ng 80mm habang sa parehong oras ay nanatiling 10mm mula sa lupa sa kanilang pinakamababang punto sa panahon ng paggalaw. Nangangahulugan ito na ang Hexapod ay simpleng tumba mula sa gilid patungo sa tagilid sa panahon ng paggalaw at ang lahat ng mga binti ay magkakaroon ng pantay na puwersa sa paghila sa paggalaw.

REVERSE WALKING:

KALIWAN NG CRK WALKING: Ang paunang kilusan ay nagsisimula sa mga binti 1, 2, 5 at 6 lahat ng umiikot na 45 degree patungo sa direksyon ng paglalakbay. Inilalagay nito ang lahat ng mga binti na nakahanay sa direksyon ng paglalakbay, ang mga binti 3 at 4 ay nasa tamang oryentasyon na. Ang Femur at Tibia ng bawat binti na nagsisimula sa default na posisyon na 90-degree. Ang lakad na ito ay binubuo ng dalawang hanay ng tatlong mga binti na nagtatrabaho sa mga kahaliling hakbang, binti 1, 5 at 4, at mga binti 3, 2, at 6. Ang bawat hanay ng tatlong mga binti ay gumagana sa pamamagitan ng paghila gamit ang mga harap na binti, Ie 1 at 5 at pagtulak sa leg 4, ang paggalaw na ito ay pagkatapos ay baligtad kaya ang binti 3 ay kumukuha habang ang mga binti 2 at 6 na tulak, wala sa mga Coax servos na gumagawa ng anumang gawain sa paggalaw na ito. Ang bawat hanay ng tatlong mga binti ay nakakataas ang nakatigil iba pang mga hanay ng mga binti habang gumagalaw ang unang hanay.

KARAPATAN NG PAGLAKAK:

TANDAAN: Ang ulo ay liliko sa direksyon ng paglalakad ng alimango pakaliwa o pakanan. Pinapayagan nitong magamit ang HC-SR04 ultra sonic detection habang naglalakad.

LEG SETTING: Upang tumayo ang Hexapod sa antas kinakailangan na tumayo ang lahat ng mga binti na may parehong taas. Ang paglalagay ng Hexapod sa mga bloke at pagkatapos ay gamit ang stand at Rest routine na posible upang masukat ang distansya sa lupa ng bawat end effector. Nagdagdag ako ng mga rubber boots sa bawat dulo ng effector upang unang magdagdag ng mahigpit na pagkakahawak ngunit upang payagan din ang isang maliit na halaga ng pagsasaayos sa haba ng binti, na may hangarin na 5mm o mas mababa sa pagitan ng lahat ng mga binti. Ang pagtatakda ng bawat servo sa 90 degree ay madali, subalit ang pagkakabit ng bawat servo sungay sa magkabilang dulo ng Femur ay maaari at naging sanhi ng mga isyu dahil napakaliit ng pagkakaiba-iba ng pag-ikot ng mga anggulo ng mga panloob na tinik ng mga sungay na sanhi ng taas ng paa na naiiba ng 20mm. Ang pagbabago ng mga turnilyo sa iba't ibang pag-aayos ng mga butas sa mga sungay ng servo naitama sa pagkakaiba-iba ng 20mm na taas. Determinado akong ayusin ang problemang ito gamit ang pamamaraang ito sa halip na mabayaran ang mga pagkakaiba sa taas na ito gamit ang software.