„Miles“Robot se čtyřnásobným pavoukem: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Na základě Arduino Nano je Miles pavoučí robot, který používá své 4 nohy k chůzi a manévrování. Jako servopohony pro nohy používá 8 servomotorů SG90 / MG90, které se skládají z vlastní desky plošných spojů určené k napájení a ovládání serv a Arduino Nano. PCB má vyhrazené sloty pro modul IMU, modul Bluetooth a dokonce pole IR senzorů pro výrobu robota autonomní. Tělo je vyrobeno z 3mm laserem řezaných akrylových listů, lze je vytisknout také 3D. Je to skvělý projekt pro nadšence k prozkoumání inverzní kinematiky v robotice.

Kód a knihovny, soubory Gerber a soubory STL/step pro projekt budou k dispozici na vyžádání. Miles je také k dispozici jako Kit, DM pro podrobnosti.

Tento projekt je inspirován programem mePed (www.meped.io) a využívá jím inspirovaný aktualizovaný kód.

Zásoby

Potřebné součásti:

Volitelné jsou označeny jako ~

• Miles PCB (1)
• Mechanické části těla Miles
• Servomotory SG90/MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Regulátor napětí (6)
• Posuvný přepínač (1)
• 0,33uF elektrolytická krytka (2)
• 0,1uF elektrolytický uzávěr (1)
• 3,08 mm 2pinový konektor Pheonix (1)
• 2kolíkový konektor Relimate (1) ~
• 10kolíkový konektor Relimate (1) ~
• 4 v konektoru Relimate (1) ~
• Samčí kolíkové kolíky pro servo konektory

Krok 1: Navrhování schémat a desek plošných spojů

Desky plošných spojů navrhuji v softwaru Altium (ke stažení klikněte zde). 12 serva SG90/MG90 může spotřebovat až 4–5 ampérů, pokud všechny pracují současně, a proto konstrukce vyžaduje vyšší možnosti výstupního proudu. Pro napájení serva jsem použil regulátor napětí 7805, ale může vydávat max. Proud 1 Amp. K vyřešení tohoto problému je paralelně zapojeno 6 integrovaných obvodů LM7805, aby se zvýšil proudový výstup.

Schémata a Gerber najdete zde.

Mezi funkce tohoto designu patří:

• Pro měření úhlu se používá MPU6050/9250
• Proudový výstup až 6 Amp
• Izolované napájení serva
• Výstup ultrazvukového senzoru HCsr04
• K dispozici jsou také periferní zařízení pro Bluetooth a I2C.
• Všechny analogové piny jsou k dispozici na Relimate pro konektor senzorů a akčních členů
• 12 servo výstupů
• LED indikace napájení

Specifikace DPS:

• Velikost desky plošných spojů je 77 x 94 mm
• 2vrstvá FR4
• 1,6 mm

Krok 2: Pájení součástí a nahrání kódu

Pájejte součásti ve vzestupném pořadí výšek součástí, nejprve od součástek SMD.

V tomto provedení je pouze jeden odpor SMD. Přidejte zásuvkové kolíky pro Arduino a LM7805, aby je bylo možné v případě potřeby vyměnit. Pájecí zástrčkové kolíky pro servo konektory a další součásti na místě.

Konstrukce má samostatné 5V pro serva a Arduino. Zkontrolujte zkraty se zemí na všech jednotlivých napájecích lištách, tj. 5V výstup Arduino, výstup Servo VCC a vstup 12V fénix.

Jakmile jsou na desce plošných spojů zkontrolovány zkraty, Arduino je připraveno k programování. Testovací kód je k dispozici na mém githubu (klikněte zde). Nahrajte testovací kód a sestavte celého robota.

Krok 3: Sestavení těla řezaného laserem:

V návrhu je celkem 26 dílů, které lze 3D vytisknout nebo vyřezat laserem z 2 mm akrylových listů. Použil jsem červené a modré 2mm akrylové listy, aby robot získal vzhled Spidermana.

Tělo sestává z několika článků, které lze upevnit pomocí šroubů M2 a M3. Serva jsou upevněna maticovými šrouby M2. Před upevněním horní desky krytu nezapomeňte přidat baterie a desku plošných spojů do hlavního těla.

Potřebné soubory najdete na mém githubu (klikněte zde)

Krok 4: Zapojení všeho a testování robota:

Nyní ukončete připojení serva v níže uvedeném pořadí:

(D2) Přední levé otočné servo

(D3) Přední levé zvedací servo

(D4) Zadní levé otočné servo

(D5) Zadní levé zvedací servo

(D6) Zpět vpravo Pivot servo

(D7) Zpět Pravé zvedací servo

(D8) Přední pravé otočné servo

(D9) Přední pravé zvedací servo

Spusťte robota pomocí posuvného spínače!

Krok 5: Budoucí vylepšení:

Inverzní kinematika:

Aktuální kód využívá poziční přístup, kde poskytujeme úhly, do kterých by se mělo servo pohybovat, aby dosáhlo určitého pohybu. Inverzní kinematika poskytne robotovi sofistikovanější přístup při chůzi.

Ovládání aplikace Bluetooth:

Konektor UART na desce plošných spojů umožňuje uživateli připojit modul bluetooth, například HC-05, k bezdrátovému ovládání robota pomocí chytrého telefonu.