„Mile” robotul păianjen patruped: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Bazat pe Arduino Nano, Miles este un robot păianjen care își folosește cele 4 picioare pentru a merge și a manevra. Acesta folosește 8 servomotoare SG90 / MG90 ca actuatori pentru picioare, constă dintr-un PCB personalizat realizat pentru a alimenta și controla servo-urile și Arduino Nano. autonom. Corpul este realizat din foi de acril de 3 mm tăiate cu laser, poate fi imprimat și 3D. Este un proiect minunat pentru entuziaști de a explora cinematica inversă în robotică.

Codul și bibliotecile, fișierele Gerber și fișierele STL / step pentru proiect vor fi disponibile la cerere. Miles este disponibil și ca Kit, DM pentru detalii.

Acest proiect este inspirat de mePed (www.meped.io) și utilizează un cod actualizat inspirat de acesta.

Provizii

Componente necesare:

Opțional sunt marcate ca ~

• Miles PCB (1)
• Piese mecanice ale corpului Miles
• Servomotoare SG90 / MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Regulator de tensiune (6)
• Comutator glisant (1)
• Capac electrolitic de 0,33 uF (2)
• Capac electrolitic 0.1uF (1)
• Conector Pheonix de 2,08 mm (1)
• 2 pini Conector relimate (1) ~
• 10 pini Relimate Connector (1) ~
• 4 în Conector relimate (1) ~
• Știfturi masculine pentru conectori servo

Pasul 1: Proiectarea schemei și a PCB-urilor

Îmi proiectez PCB-urile în software-ul Altium (pentru descărcare, faceți clic aici). 12 servo SG90 / MG90 pot consuma până la 4-5 Amperi dacă toate funcționează simultan, astfel designul necesită capacități de ieșire de curent mai mari. Am folosit regulatorul de tensiune 7805 pentru alimentarea servo-urilor, dar poate emite un curent de maxim 1 Amp. Pentru a rezolva această problemă, 6 circuite integrate LM7805 sunt conectate în paralel pentru a crește puterea de curent.

Schematics și Gerber pot fi găsite aici.

Caracteristicile acestui design includ:

• MPU6050 / 9250 este utilizat pentru măsurarea unghiului
• Ieșire de curent de până la 6 amperi
• Alimentare servo izolată
• Ieșire senzor cu ultrasunete HCsr04
• De asemenea, sunt furnizate periferice pentru Bluetooth și I2C.
• Toți pinii analogici sunt furnizați pe un Relimate pentru conectorul senzorilor și actuatorilor
• 12 ieșiri servo
• LED de indicare a puterii

Specificații PCB:

• Dimensiunea PCB este de 77 x 94 mm
• 2 straturi FR4
• 1,6 mm

Pasul 2: lipirea componentelor și încărcarea codului

Lipiți componentele în ordine crescătoare a înălțimilor componentelor, începând mai întâi cu componentele SMD.

Există un singur rezistor SMD în acest design. Adăugați știfturi pentru antet feminin pentru Arduino și LM7805, astfel încât să poată fi înlocuit, dacă este necesar. Știfturi masculine de lipit pentru conectori servo și alte componente la locul lor.

Designul are 5V separat pentru servos și Arduino. Verificați dacă există scurți cu masă la toate șinele de alimentare individuale, adică ieșire Arduino 5V, ieșire Servo VCC și intrare Phoenix de 12V.

Odată ce PCB-ul este verificat pentru scurte, Arduino este gata să fie programat. Codul de test este disponibil pe github-ul meu (Faceți clic aici). Încărcați codul de testare și asamblați întregul robot.

Pasul 3: Asamblarea corpului tăiat cu laser:

Există un total de 26 de piese în design care pot fi imprimate 3D sau decupate cu laser din foi de acril de 2 mm. Am folosit foi acrilice roșii și albastre de 2 mm pentru a da robotului un aspect de Spiderman.

Corpul este format din mai multe verigi care pot fi fixate cu ajutorul șuruburilor cu piulițe M2 și M3. Servoanele sunt fixate cu șuruburi cu piuliță M2. Asigurați-vă că adăugați bateriile și PCB-ul în corpul principal înainte de a fixa placa superioară a carcasei.

Fișierele necesare pot fi găsite pe github-ul meu (Faceți clic aici)

Pasul 4: Cablarea totul și testarea robotului:

Acum încheiați conectând Servo-urile în ordinea dată mai jos:

(D2) Servo pivot față stânga

(D3) Servo de ridicare față stânga

(D4) Servo pivot spate stânga

(D5) Servo de ridicare spate stânga

(D6) Servo pivot spate dreapta

(D7) Servo de ridicare spate dreapta

(D8) Servo pivot dreapta față

(D9) Servo de ridicare față dreapta

Porniți robotul folosind comutatorul glisant!

Pasul 5: Îmbunătățiri viitoare:

Cinematică inversă:

Codul actual utilizează abordarea pozițională în care oferim unghiurile în care servo ar trebui să se deplaseze pentru a atinge o anumită mișcare. Cinematica inversă va oferi robotului o abordare mai sofisticată la mers.

Controlul aplicației Bluetooth:

Conectorul UART de pe PCB permite utilizatorului să atașeze un modul bluetooth, cum ar fi HC-05, pentru a controla fără fir robotul folosind un smartphone.