Flex Bot: 6 pași

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

Utilizați acest instructable pentru a face un șasiu robot cu tracțiune integrală care este controlat de mușchii Dvs.!

Pasul 1: Povestea

Suntem doi juniori de la liceul Irvington care luăm Principiile de inginerie, o clasă PLTW. Profesorul nostru, doamna Berbawy, ne-a oferit posibilitatea de a alege un proiect SIDE care să fie afișat în zona Maker Faire Bay. Am ajuns să găsim un site web numit „Backyard Brains” (https://backyardbrains.com), care ne-a ajutat să dezvoltăm ideea utilizării unui flex muscular pentru a mișca un motor. Profesorul nostru ne-a furnizat microcontrolerul Arduino, senzorul muscular EMG, echipament vex, fire jumper și baterii. Am aplicat apoi abilitățile noastre anterioare de programare și robotică (învățate prin robotică competitivă și experiență de stagiu) pentru a proiecta un șasiu pe care îl controlăm folosind mușchii noștri! Acest proiect, așa cum am văzut după cercetarea online, nu a fost făcut cu adevărat de nimeni înainte, ceea ce înseamnă că a trebuit să creăm totul de la zero! Acest lucru a presupus o mulțime de testări, modificări și retestări, dar a văzut că lucrarea noastră finală a proiectului a meritat.

Pasul 2: Descriere de bază

Proiectul nostru este în esență un șasiu robot cu 4 roți și 4 motoare care este controlat cu ajutorul unui microcontroler Arduino. La Arduino este atașat un senzor muscular EMG care transmite date de tensiune musculară către un port analogic al Arduino. Mai mulți pini digitali și pini de masă / 5 volți ai Arduino sunt conectați la o placă de sus în partea de sus a șasiului, alimentând 4 motoare și trimitându-le semnale de date.

În general, când cineva se flexează, variația de tensiune înregistrată de senzorul EMG semnalizează un port digital pentru a trimite date către pinul de date al controlerului motorului, care ajunge să pornească motorul. În plus, avem două butoane conectate la pinii analogici ai Arduino-ului nostru. Când butoanele sunt apăsate, curentul este trimis pinilor analogici, iar atunci când acești pin analogici înregistrează intrarea curentă, motoarele se rotesc în direcții diferite pentru a permite șasiului să meargă înainte, înapoi, la stânga sau la dreapta.

Mai jos sunt elementele esențiale de cumpărat pentru acest proiect:

- Senzor EMG

- MOTOARE VEX 393

- CONTROLOR MOTOR VEX

- KIT HARDWARE VEX

- ROȚI VEX

- PANOU ȘI Sârme

- ARDUINO UNO

- 9 BATERII VOLT (veți avea nevoie de mult, deoarece aceste baterii mor în aproximativ 30 de minute din cauza cantității mari de 4 motoare VEX utilizate curent):

Pasul 3: Pasul 1: unitatea

Pentru a crea acest șasiu, puteți utiliza orice hardware / motoare, deși se recomandă hardware VEX, motoare VEX versiunea 4 și controlere de motor VEX. În timp ce construiți acest șasiu, trebuie să țineți cont de spațiul necesar pentru a pune o placă de măsurare, un microcontroler Arduino, baterii și comutatoare pe partea superioară a șasiului. În plus, motoarele utilizate trebuie să aibă capacitatea PWM. În scopul acestui proiect, acest lucru înseamnă, în esență, că motorul trebuie să aibă un pin pozitiv, un pin negativ și un pin de date. Servomotorele continue sau motoarele de curent continuu cu controlere ale motorului au ambele capabilități PWM.

În afară de informațiile de mai sus, acest șasiu poate fi complet personalizat după dorințele dvs., atât timp cât are o tracțiune integrală!

Iată câteva lucruri suplimentare de care trebuie să ții cont atunci când construiești șasiul (toate aceste lucruri pot fi văzute și pe imaginile atașate ale șasiului!):

1) fiecare osie trebuie susținută în două puncte pentru a evita îndoirea

2) Roata nu trebuie să atingă direct partea șasiului (trebuie să existe un mic spațiu, care poate fi realizat prin utilizarea distanțierilor), aceasta reduce fricțiunea care încetinește viteza roții la rotire

3) Utilizați butucii axului pe cealaltă parte a roții (orientată spre față de șasiu) pentru a fixa roata de șasiu

Pasul 4: Pasul 2: Circuite

* Rețineți, pentru crearea circuitului pentru acest proiect, vă recomandăm ÎNCĂLZIT să folosiți fir de panou solid / pre-îndoit, deoarece este mult mai curat / mai ușor de înțeles în timp ce verificați circuitul pentru erori, ceea ce se va întâmpla cel mai probabil. Pentru un exemplu de utilizare a firului solid, vă rugăm să consultați imaginile introductive ale acestui proiect. *

Acest proiect folosește un panou pentru următoarele motive:

- să dea tensiune mai multor motoare care sunt controlate

- pentru a trimite semnale de date către controlerele motorului motorului

- pentru a primi semnale de date de la butoane

- pentru a furniza tensiune senzorului EMG

- pentru a primi semnale de date de la senzorul EMG

Vă rugăm să consultați imaginea circuitului TinkerCAD atașată pentru referință.

Iată câțiva pași pentru a înțelege modul în care circuitul TinkerCAD corespunde circuitului real pe care l-am realizat / folosit:

Firele galbene reprezintă firele „de date”, care trimit în esență semnalele către controlerul motorului, determinând motorul să se întoarcă.

Firele negre reprezintă firul negativ sau „împământat”. O notă importantă este că toate motoarele / componentele trebuie să fie conectate la un fir negativ de masă pentru a fi controlate de Arduino.

Firele roșii reprezintă firul pozitiv. Firele pozitive și negative trebuie să fie în circuit pentru ca acesta să funcționeze.

Pasul 5: Pasul 3: codarea

Aceasta este cea mai dificilă parte a proiectului de înțeles. Programul nostru necesită utilizarea IDE-ului Arduino, care poate fi descărcat de pe site-ul web Arduino. Editorul online Arduino poate fi utilizat în locul IDE-ului descărcat, dacă este de preferat.

IDE ARDUINO

Odată ce acest IDE este descărcat / gata de utilizare, iar programul pe care l-am realizat este descărcat în IDE, tot ce trebuie să faceți este să încărcați codul în Arduino, iar aspectul software al acestui proiect este gata!

Notă - fișierul ZIP pentru codul acestui proiect este atașat mai jos.

În esență, programul nostru citește valorile tensiunii la o rată continuă și, dacă valorile tensiunii sunt în afara unui anumit interval (ceea ce indică o flexie), atunci un semnal de date este trimis controlerului motorului motorului, determinând motorul să se întoarcă. În plus, dacă unul sau ambele butoane sunt apăsate, atunci motoarele individuale se rotesc în direcții diferite, permițând robotului să se deplaseze înainte, înapoi și să se întoarcă în ambele direcții.

Pasul 6: Pasul 4: sărbătorește

După ce ați făcut cei trei pași anteriori (construirea șasiului și circuitului, precum și descărcarea codului), ați terminat! Tot ce trebuie să faceți acum este să atașați bateriile de 9 volți la șinele panoului (2 baterii de 9 volți), o baterie de 9 volți la microcontrolerul Arduino și sunteți gata. Puneți senzorul muscular pe bicep, porniți Arduino și FLEX! Amintiți-vă, apăsarea butoanelor vă va permite să mutați șasiul și la stânga, la dreapta și înapoi!

Atașat este un videoclip pentru a vedea acest proiect în acțiune!