ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Hej lidi! Zde je nový návod, který vás provede krok za krokem při vytváření tohoto druhu super úžasných elektronických projektů, což je „Pásový robot“známý také jako „Spider Robot“nebo „Čtyřnásobný robot“.

Protože si každé tělo všimlo vysokorychlostního vývoje robotické technologie, rozhodli jsme se vás, lidi, posunout na vyšší úroveň v oblasti robotiky a výroby robotů. Začali jsme před chvílí vytvořením několika základních elektronických projektů a základního robota, jako je PICTO92, sledovacího robota, abychom vás trochu seznámili s elektronikou a zjistili, že jste schopni vymyslet své vlastní projekty.

Přechodem na jinou úroveň jsme začali s tímto robotem, který je základním konceptem, ale pokud se dostanete hlouběji do jeho programu, bude to trochu komplikované. A protože jsou tyto miniaplikace v internetovém obchodě tak drahé, poskytujeme tento podrobný návod, který vás provede výrobou vlastního Spiderbota.

Tento projekt je tak praktické vyrobit speciálně po získání přizpůsobené desky plošných spojů, kterou jsme objednali u JLCPCB, abychom vylepšili vzhled našeho robota, a také v této příručce je dostatek dokumentů a kódů, které vám umožní snadno vytvořit prohledávač.

Tento projekt jsme vytvořili za pouhých 7 dní, pouhé dva dny na dokončení výroby hardwaru a sestavení, poté pět dní na přípravu kódu a aplikace pro Android. aby přes něj mohl ovládat robota. Než začneme, podívejme se nejprve

Co se z tohoto kurzu naučíte:

1. Výběr správných komponent v závislosti na funkcích vašeho projektu
2. Vytvoření obvodu pro připojení všech vybraných komponent
3. Sestavte všechny části projektu
4. Škálování váhy robota
5. Pomocí aplikace pro Android. připojit se přes Bluetooth a začít manipulovat se systémem

Krok 1: Co je to „pavoučí robot“

Jak jej název definuje, náš robot je základní reprezentací pohybů sipderu, ale nebude provádět přesně stejné pohyby těla, protože místo osmi nohou používáme pouze čtyři nohy.

Pojmenovaný také jako čtyřnožce, protože má čtyři nohy a provádí pohyby pomocí těchto nohou, pohyb každé nohy souvisí s ostatními nohami, aby bylo možné určit polohu těla robota a také ovládat rovnováhu těla robota.

Nožní roboti zvládají terén lépe než jejich protějšky na kolech a pohybují se různým a zvířecím způsobem. To však činí roboty s nohama komplikovanějšími a méně přístupnými pro mnoho tvůrců. a také výrobní náklady a vysoké náklady, které by měl výrobce vynaložit, aby vytvořil celé tělo čtyřnásobně, protože je založeno na servomotorech nebo krokových motorech a oba jsou dražší než stejnosměrné motory, které by mohly být použity v kolových robotech.

Výhody

V přírodě najdete čtyřnožce hojně, protože čtyři nohy umožňují pasivní stabilitu nebo schopnost zůstat stát bez aktivního přizpůsobování polohy. Totéž platí pro roboty. Čtyřnohý robot je levnější a jednodušší než robot s více nohami, přesto může dosáhnout stability.

Krok 2: Servomotory jsou hlavními akčními členy

Servomotor, jak je definován ve wikipedii, je rotační pohon nebo lineární pohon, který umožňuje přesné ovládání úhlové nebo lineární polohy, rychlosti a zrychlení. [1] Skládá se z vhodného motoru spojeného se snímačem pro zpětnou vazbu polohy. Vyžaduje také relativně propracovaný řadič, často vyhrazený modul navržený speciálně pro použití se servomotory.

Servomotory nejsou specifickou třídou motoru, ačkoli termín servomotor je často používán k označení motoru vhodného pro použití v řídicím systému s uzavřenou smyčkou.

Obecně řečeno, řídicí signál je sled čtvercových vln. Společné frekvence pro řídicí signály jsou 44 Hz, 50 Hz a 400 Hz. Pozice šířky impulsu určuje polohu serva. Pozitivní šířka impulzu přibližně 0,5 ms způsobí, že se servo houkačka vychýlí co nejvíce doleva (obecně přibližně 45 až 90 stupňů v závislosti na příslušném servu). Pozitivní šířka impulzu přibližně 2,5 ms až 3,0 ms způsobí vychýlení serva doprava, jak jen to jde. Šířka impulzu přibližně 1,5 ms způsobí, že servo bude držet neutrální polohu na 0 stupních. Výstupní vysoké napětí je obecně něco mezi 2,5 volty a 10 volty (s typickým 3V). Výstupní nízké napětí se pohybuje od -40mV do 0V.

Krok 3: Výroba DPS (vyrábí JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.

S více než 10 lety zkušeností s výrobou desek plošných spojů má JLCPCB více než 200 000 zákazníků doma i v zahraničí, s více než 8 000 online objednávkami prototypů desek plošných spojů a malou výrobou desek plošných spojů denně. Roční výrobní kapacita je 200 000 m2. pro různé 1vrstvé, 2vrstvé nebo vícevrstvé desky plošných spojů. JLC je profesionální výrobce desek plošných spojů, který se vyznačuje velkým měřítkem, vybavením studny, přísným řízením a vynikající kvalitou.

Zpět k našemu projektu

Abych mohl vyrábět DPS, porovnal jsem cenu od mnoha výrobců DPS a pro objednání tohoto obvodu jsem vybral JLCPCB jako nejlepší dodavatele DPS a nejlevnější poskytovatele DPS. Vše, co musím udělat, je několik jednoduchých kliknutí k nahrání souboru Gerber a nastavení některých parametrů, jako je barva a množství tloušťky DPS, poté jsem zaplatil pouhé 2 dolary, abych dostal DPS až po pěti dnech.

Jak ukazuje obrázek souvisejícího schématu, použil jsem Arduino Nano k ovládání celého systému a také jsem navrhl tvar robotického pavouka, aby byl tento projekt mnohem lepší.

Odtud můžete získat soubor Circuit (PDF). Jak můžete vidět na obrázcích výše, deska plošných spojů je velmi dobře vyrobena a mám stejný tvar pavouka desky plošných spojů, jaký jsme navrhli, a všechny štítky a loga jsou tu, aby mě vedly během kroků pájení.

Zde si také můžete stáhnout soubor Gerber pro tento obvod v případě, že chcete zadat objednávku pro stejný design obvodu.

Krok 4: Ingredience

Nyní se podívejme na potřebné komponenty, které pro tento projekt potřebujeme, takže, jak jsem již řekl, používám Arduino Nano ke spuštění všech 12 servomotorů čtyřnohých robotů. Součástí projektu je také OLED displej pro zobrazení tváří Cozmo a bluetooth modul pro ovládání robota prostřednictvím aplikace pro Android.

K vytvoření tohoto druhu projektů budeme potřebovat:

• - DPS, kterou jsme objednali u JLCPCB
• - 12 servomotorů, jak si pamatujete, 3 serva pro každou nohu:
• - Jeden Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - Jedna OLED obrazovka:
• - 5mm RGB LED:
• - Některé hlavičky connetcors:
• - A tělo robota se uklidní, že je potřebujete vytisknout pomocí 3D tiskárny

Krok 5: Sestavení robota

Nyní máme desku plošných spojů připravenou a všechny součásti jsou velmi dobře pájeny, poté musíme sestavit tělo robota, postup je tak snadný, že stačí postupovat podle kroků, které ukážu, nejprve musíme připravit každou nohu na bok a jeden led potřebujeme dva servomotory pro klouby a potištěné díly Coxa, Femur a Tibia s touto malou připojovací částí.

O kusech těla robota si můžete stáhnout jeho soubory STL odtud.

Počínaje prvním servem, umístěte jej do objímky a držte jej pomocí šroubů, poté otočte osu serva o 180 °, aniž byste nasadili šroub pro připevnění, a přesuňte se na další část, kterou je Femur, abyste ji připojili k holenní kosti pomocí první sekery serva a připevňovacího dílu. Posledním krokem k dokončení nohy je umístění druhého kloubu, mám na mysli druhé servo, které drží třetí část nohy, což je kus Coxa.

Nyní opakujte totéž pro všechny nohy, abyste měli připravené čtyři nohy. Poté vezměte horní šasi a vložte do nich ostatní serva a poté připojte každou nohu k příslušnému servu. Existuje pouze jedna poslední tištěná část, kterou je spodní podvozek robota, kam umístíme desku s obvody

Krok 6: Aplikace pro Android

Když mluvíme o Androidu, umožňuje vám to

připojte se k vašemu robotovi přes Bluetooth a provádějte pohyby vpřed a vzad a odbočování doleva doprava, což vám také umožňuje ovládat barvu světla robota v reálném čase výběrem požadované barvy z tohoto barevného kolečka.

Aplikaci pro Android si můžete zdarma stáhnout z tohoto odkazu: zde

Krok 7: Ověření kódu Arduino a testu

Nyní máme robota téměř připraveného ke spuštění, ale nejprve musíme nastavit úhly kloubů, takže nahrajte instalační kód, který vám umožní umístit každé servo do správné polohy připojením serva o 90 stupňů, nezapomeňte připojit 7V DC baterie pro spuštění robota.

Dále musíme nahrát hlavní program pro ovládání robota pomocí aplikace pro Android. Oba programy si můžete stáhnout z těchto odkazů:

- Změna měřítka servo kódu: odkaz ke stažení- Hlavní program robota Spider: odkaz ke stažení

Po nahrání kódu jsem připojil OLED displej, abych zobrazil úsměvy robotů Cozmo, které jsem vytvořil v hlavním kódu.

Jak vidíte na obrázcích výše, robot dodržuje všechny pokyny odeslané z mého smartphonu a ještě několik dalších vylepšení, která je třeba provést, aby bylo mnohem více másla.