ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 Hakbang

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

Hey guys! Narito ang isang bagong tutorial upang gabayan ka sunud-sunod habang ginagawa ang ganitong uri ng sobrang kamangha-manghang mga elektronikong proyekto na kung saan ay ang "Crawler robot" na kilala rin bilang "Spider Robot" ou isang "Quadruped robot".

Dahil napansin ng bawat katawan ang mataas na bilis ng ebolusyon ng teknolohiya ng robotics, nagpasya kaming dalhin kayong mga lalaki sa isang mas mataas na antas sa paggawa ng robot at paggawa ng robot. sinimulan namin ang ilang sandali ang nakalipas sa pamamagitan ng paggawa ng ilang mga pangunahing mga elektronikong proyekto at pangunahing robot tulad ng PICTO92 ang linya ng tagasunod na robot upang ikaw ay medyo pamilyar sa mga elektronikong bagay at mapatunayan ang iyong sarili na mga proyekto.

Lumipat sa ibang antas, nagsimula kami sa robot na ito na isang pangunahing konsepto ngunit magiging medyo kumplikado ito kung lalalim ka sa programa nito. At dahil ang mga gadget na ito ay napakamahal sa webstore ay nagbibigay kami ng hakbang na hakbang na gabay upang gabayan ka sa paggawa ng iyong sariling Spiderbot.

Napaka-madaling gamiting gawa ng proyektong ito pagkatapos na makuha ang na-customize na PCB na iniutos namin mula sa JLCPCB upang mapabuti ang hitsura ng aming robot at mayroon ding sapat na mga dokumento at code sa patnubay na ito upang madali kang makalikha ng iyong crawler.

Ginawa namin ang proyektong ito sa loob lamang ng 7 araw, dalawang araw lamang upang matapos ang paggawa ng hardware at magtipon, pagkatapos ng limang araw upang maihanda ang code at ang android app. upang makontrol ang robot sa pamamagitan nito. Bago simulan tingnan muna natin

Ano ang matututunan mo mula sa tutorial na ito:

1. Ang pagpili ng tamang mga bahagi depende sa mga pagpapaandar ng iyong proyekto
2. Ang paggawa ng circuit upang ikonekta ang lahat ng mga sangkap na pinili
3. Ipunin ang lahat ng mga bahagi ng proyekto
4. Pag-scale ng balanse ng robot
5. Gamit ang Android app. upang kumonekta sa pamamagitan ng Bluetooth at simulang manipulahin ang system

Hakbang 1: Ano ang isang "Spider Robot"

Tulad ng pagtukoy nito sa pangalan nito, ang aming robot ay isang pangunahing representasyon ng mga paggalaw ng paghihigop ngunit hindi ito gaganap nang eksakto sa parehong paggalaw ng katawan dahil ginagamit lamang namin ang apat na mga paa sa halip na walong mga binti.

Pinangalanang isang Quadrupedrobot din dahil mayroon itong apat na paa at ginagawa ang mga paggalaw nito gamit ang mga binti, ang paglipat ng bawat binti ay nauugnay sa iba pang mga binti upang makilala ang roboty na katawan na puwesto at upang makontrol ang balanse ng katawan ng robot.

Ang mga may paa ng robot ay humahawak sa kalupaan na mas mahusay kaysa sa kanilang mga kabuteng gulong at lumipat sa iba-iba at mala-hayop na paraan. Gayunpaman, ginagawa nitong mas kumplikado ang mga legged robot, at hindi gaanong naa-access sa maraming gumagawa. at pati na rin ang gastos sa paggawa at mataas na depensa na dapat gastusin ng isang gumagawa upang lumikha ng isang buong katawan na quadruped dahil batay ito sa mga motor na servo o stepper motor at pareho ay mas mahal kaysa sa DC motor na maaaring magamit sa mga robot na may gulong.

Mga kalamangan

Mahahanap mo ang quadrupeds na sagana sa likas na katangian, dahil pinahihintulutan ng apat na mga binti ang passive katatagan, o ang kakayahang manatiling nakatayo nang hindi aktibong inaayos ang posisyon. Totoo rin ito sa mga robot. Ang isang robot na may apat na paa ay mas mura at mas simple kaysa sa isang robot na may higit pang mga paa, ngunit makakamit pa rin nito ang katatagan.

Hakbang 2: Ang Servo Motors Ay ang Pangunahing Actuator

Ang isang servomotor na tinukoy sa wikipedia, ay isang rotary actuator o linear actuator na nagbibigay-daan para sa tumpak na kontrol ng angular o linear na posisyon, tulin at pagbilis. [1] Binubuo ito ng isang angkop na motor na isinama sa isang sensor para sa feedback ng posisyon. Nangangailangan din ito ng isang medyo sopistikadong controller, madalas na isang nakatuon na module na partikular na idinisenyo para magamit sa mga servomotor.

Ang servomotor ay hindi isang tukoy na klase ng motor bagaman ang term na servomotor ay madalas na ginagamit upang tumukoy sa isang motor na angkop para magamit sa isang closed-loop control system.

Karaniwan na ang control signal ay isang square wave pulse train. Karaniwang mga frequency para sa control signal ay 44Hz, 50Hz, at 400Hz. Ang positibong lapad ng pulso ay kung ano ang tumutukoy sa posisyon ng servo. Ang isang positibong lapad ng pulso na humigit-kumulang na 0.5ms ay magdudulot sa servo sungay na lumihis hangga't maaari sa kaliwa (sa pangkalahatan ay mga 45 hanggang 90 degree depende sa pinag-uusapan na servo). Ang isang positibong lapad ng pulso na humigit-kumulang na 2.5ms hanggang 3.0ms ay magdudulot sa servo na lumihis sa kanan hanggang sa makakaya nito. Ang lapad ng pulso na humigit-kumulang na 1.5ms ay magdudulot sa servo na hawakan ang posisyon na walang kinikilingan sa 0 degree. Ang output mataas na boltahe sa pangkalahatan ay isang bagay sa pagitan ng 2.5 volts at 10 volts (na may 3V na tipikal). Ang output mababa ang boltahe saklaw mula sa -40mV sa 0V.

Hakbang 3: Ang Paggawa ng PCB (Ginawa ng JLCPCB)

Tungkol sa JLCPCB

Ang JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), ay ang pinakamalaking PCB prototype enterprise sa Tsina at isang tagagawa ng high-tech na nagdadalubhasa sa mabilis na prototype ng PCB at paggawa ng maliit na batch ng PCB.

Na may higit sa 10 taon na karanasan sa pagmamanupaktura ng PCB, ang JLCPCB ay may higit sa 200, 000 mga customer sa bahay at sa ibang bansa, na may higit sa 8, 000 mga online na order ng prototyping ng PCB at maliit na dami ng produksyon ng PCB bawat araw. Ang taunang kapasidad sa produksyon ay 200, 000 sq.m. para sa iba't ibang mga 1-layer, 2-layer o multi-layer PCB. Ang JLC ay isang propesyonal na tagagawa ng PCB na itinampok ng malaking sukat, mahusay na kagamitan, mahigpit na pamamahala at higit na mataas na kalidad.

Bumalik sa aming proyekto

Upang makagawa ng PCB, inihambing ko ang presyo mula sa maraming mga tagagawa ng PCB at pinili ko ang JLCPCB ang pinakamahusay na mga tagapagtustos ng PCB at ang pinakamurang tagapagbigay ng PCB upang mag-order ng circuit na ito. Ang kailangan ko lang gawin ay ilang simpleng pag-click upang mai-upload ang gerber file at magtakda ng ilang mga parameter tulad ng kulay at dami ng kapal ng PCB, pagkatapos nabayaran ko na lamang ang 2 Dolyar upang makuha ang aking PCB pagkatapos ng limang araw lamang.

Tulad ng ipinapakita nito ang larawan ng kaugnay na iskemik, gumamit ako ng isang Arduino Nano upang makontrol ang buong sistema din dinisenyo ko ang hugis ng robot spider upang gawing mas mahusay ang proyektong ito.

Maaari mong makuha ang file na Circuit (PDF) mula rito. Tulad ng nakikita mo sa mga larawan sa itaas ng PCB ay napakahusay na pagkakagawa at nakuha ko ang parehong hugis ng PCB spider na dinisenyo namin at lahat ng mga label at logo ay nandiyan upang gabayan ako sa mga hakbang sa paghihinang.

Maaari mo ring i-download ang Gerber file para sa circuit na ito mula dito sa kasong nais mong maglagay ng isang order para sa parehong disenyo ng circuit.

Hakbang 4: Mga Sangkap

Suriin natin ngayon ang mga kinakailangang sangkap na kailangan namin para sa proyektong ito, kaya tulad ng sinabi ko, gumagamit ako ng isang Arduino Nano upang patakbuhin ang lahat ng 12 servo motor ng robot na apat na paa. Nagsasama rin ang proyekto ng isang OLED display upang maipakita ang mga mukha ng Cozmo at isang module ng bluetooth upang makontrol ang robot sa pamamagitan ng isang android app.

Upang makalikha ng ganitong uri ng mga proyekto kakailanganin namin:

• - Ang PCB na inorder namin ito mula sa JLCPCB
• - 12 Servo motor habang naaalala mo ang 3 servos para sa bawat binti:
• - Isang Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth module:
• - Isang screen ng OLED Display:
• - 5mm RGB LEDs:
• - Ang ilang mga konektor ng header:
• - At ang katawan ng robot na mga peace na kailangan mo upang i-print ang mga ito gamit ang isang 3D printer

Hakbang 5: Ang Robot Magtipon

Nakahanda na namin ang PCB at lahat ng mga sangkap ay naghinang nang maayos, pagkatapos nito kailangan naming tipunin ang katawan ng robot, napakadali ng pamamaraan kaya sundin lamang ang mga hakbang na ipinakita ko, kailangan muna naming ihanda ang bawat binti sa isang gilid at upang gawin ang isang humantong kailangan namin ng dalawang motor na servo para sa mga kasukasuan at mga naka-print na bahagi ng Coxa, Femur at Tibia na may maliit na bahagi na magkabit.

Tungkol sa mga piraso ng Katawan ng robot maaari mong i-download ang mga STL na file mula rito.

Simula sa unang servo, ilagay ito sa socket nito at hawakan ito gamit ang mga tornilyo, pagkatapos ay i-on ang servos ax sa 180 ° nang hindi inilalagay ang tornilyo para sa mga nakakabit at lumipat sa susunod na bahagi na ang Femur upang ikonekta ito sa tibia gamit ang unang servo joint ax at ang attach piece. Ang huling hakbang upang makumpleto ang binti ay ang paglalagay ng pangalawang pinagsamang ibig kong sabihin ang pangalawang servo upang hawakan ang pangatlong bahagi ng binti na kung saan ay ang piraso ng Coxa.

Ulitin ang parehong bagay para sa lahat ng mga binti upang maihanda ang apat na binti. Pagkatapos nito kunin ang pang-itaas na chassis at ilagay ang natitirang mga servos sa mga socket nito at pagkatapos ay ikonekta ang bawat binti sa naaangkop na servo. Mayroon lamang isang huling naka-print na bahagi na kung saan ay ang ilalim ng chassis ng robot kung saan ilalagay namin ang aming circuit board

Hakbang 6: Ang Android App

Ang pakikipag-usap tungkol sa android up ay nagbibigay-daan ito sa iyo

kumonekta sa iyong robot sa pamamagitan ng Bluetooth at magsulong at paatras ng mga paggalaw at kaliwang kanang pagliko, pinapayagan ka ring kontrolin ang kulay ng ilaw ng robot sa real time sa pamamagitan ng pagpili ng nais na kulay mula sa kulay ng gulong ito.

Maaari mong i-download ang android app nang libre mula sa link na ito: dito

Hakbang 7: Ang Arduino Code at Pagpapatunay ng Pagsubok

Ngayon ay mayroon kaming robot na halos handa nang tumakbo ngunit kailangan naming i-set up muna ang mga anggulo ng magkasanib, kaya i-upload ang code ng pag-setup na nagbibigay-daan sa iyo upang ilagay ang bawat servo sa tamang posisyon sa pamamagitan ng paglakip sa mga servo sa 90 degree huwag kalimutang ikonekta ang 7V DC baterya upang patakbuhin ang robot.

Susunod na kailangan naming i-upload ang pangunahing programa upang makontrol ang robot gamit ang android app. Ang parehong mga programa ay maaari mong i-download ang mga ito mula sa mga link na ito:

- Scaling servo code: i-download ang link- Pangunahing programa ng Spider robot: i-download ang link

Matapos i-upload ang code ay konektado ko ang display na OLED upang maipakita ang mga ngiti ng Cozmo robot na ginawa ko sa pangunahing code.

Tulad ng nakikita mong mga lalaki sa mga larawan sa itaas, sundin ng robot ang lahat ng mga tagubiling ipinadala mula sa aking smartphone at ilan pa ring mga pagpapabuti upang maisagawa upang magawa itong higit na mantikilya.