ARDUINO SPIDER ROBOT (CUADRUPAT): 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Bună băieți! Iată un nou tutorial care vă va ghida pas cu pas în timp ce realizați acest tip de proiecte electronice super uimitoare, care este „robotul pe șenile” cunoscut și sub numele de „Spider Robot” sau un „robot patruped”.

Deoarece fiecare corp a observat evoluția de mare viteză a tehnologiei robotice, am decis să vă ducem la un nivel mai înalt în domeniul roboticii și al fabricării robotilor. am început cu puțin timp în urmă făcând câteva proiecte electronice de bază și un robot de bază, cum ar fi PICTO92, robotul care urmărește linia, pentru a vă familiariza cu lucrurile electronice și a vă găsi capabili să vă inventați propriile proiecte.

Trecând la un alt nivel, am început cu acest robot, care este unul de bază în concept, dar va deveni un pic complicat dacă veți aprofunda programul său. Și întrucât aceste gadgeturi sunt atât de scumpe în magazinul web, vă oferim acest ghid pas cu pas pentru a vă ghida băieții care vă fac propriul Spiderbot.

Acest proiect este atât de la îndemână de realizat special după obținerea PCB-ului personalizat pe care l-am comandat de la JLCPCB pentru a îmbunătăți aspectul robotului nostru și, de asemenea, există suficiente documente și coduri în acest ghid pentru a vă permite să creați cu ușurință crawlerul.

Am realizat acest proiect în doar 7 zile, doar două zile pentru a finaliza fabricarea hardware-ului și asamblarea, apoi cinci zile pentru a pregăti codul și aplicația pentru Android. pentru a controla robotul prin intermediul acestuia. Înainte de a începe, să vedem mai întâi

Ce veți învăța din acest tutorial:

1. Selectarea componentelor potrivite în funcție de funcționalitățile proiectului dumneavoastră
2. Realizarea circuitului pentru a conecta toate componentele alese
3. Asamblați toate părțile proiectului
4. Scalarea echilibrului robotului
5. Folosind aplicația Android. pentru a vă conecta prin Bluetooth și a începe să manipulați sistemul

Pasul 1: Ce este un „robot de păianjen”

După cum îl definește numele său, robotul nostru este o reprezentare de bază a mișcărilor sipder, dar nu va efectua exact aceleași mișcări ale corpului, deoarece folosim doar patru picioare în loc de opt picioare.

Numit și Quadrupedrobot, deoarece are patru picioare și își face mișcările folosind aceste picioare, mișcarea fiecărui picior este legată de celelalte picioare pentru a identifica poziția corpului robotului și, de asemenea, pentru a controla echilibrul corpului robotului.

Roboții cu picioare gestionează terenul mai bine decât omologii cu roți și se mișcă în moduri variate și animale. Cu toate acestea, acest lucru face ca roboții cu picioare să fie mai complicate și mai puțin accesibile pentru mulți producători. și, de asemenea, costul de fabricație și costurile ridicate pe care un producător ar trebui să le cheltuiască pentru a crea un corp întreg patruped, deoarece se bazează pe servomotoare sau motoare pas cu pas și ambele sunt mai scumpe decât motoarele de curent continuu care ar putea fi utilizate la roboții cu roți.

Avantaje

Veți găsi patrupeduri abundenți în natură, deoarece patru picioare permit stabilitate pasivă sau capacitatea de a rămâne în picioare fără a regla în mod activ poziția. Același lucru este valabil și pentru roboți. Un robot cu patru picioare este mai ieftin și mai simplu decât un robot cu mai multe picioare, totuși poate obține în continuare stabilitate.

Pasul 2: Servomotorii sunt principalii actuatori

Un servomotor, așa cum este definit în Wikipedia, este un actuator rotativ sau un actuator liniar care permite controlul precis al poziției unghiulare sau liniare, vitezei și accelerației. [1] Acesta constă dintr-un motor adecvat cuplat la un senzor pentru feedback-ul poziției. De asemenea, necesită un controler relativ sofisticat, adesea un modul dedicat conceput special pentru utilizarea cu servomotoare.

Servomotorii nu sunt o clasă specifică de motor, deși termenul servomotor este adesea folosit pentru a se referi la un motor adecvat pentru utilizarea într-un sistem de control cu buclă închisă.

În general, semnalul de control este un tren de impulsuri cu undă pătrată. Frecvențele comune pentru semnalele de control sunt 44Hz, 50Hz și 400Hz. Lățimea impulsului pozitiv este cea care determină poziția servo. O lățime pozitivă a impulsului de aproximativ 0,5 ms va face ca claxonul servo să devieze cât de mult poate spre stânga (în general în jur de 45 până la 90 de grade, în funcție de servo în cauză). O lățime de impuls pozitivă de aproximativ 2,5 ms până la 3,0 ms va face ca servo-ul să devieze spre dreapta cât de mult poate. O lățime a impulsului de aproximativ 1,5 ms va determina servo să mențină poziția neutră la 0 grade. Tensiunea înaltă de ieșire este, în general, între 2,5 volți și 10 volți (cu 3V tipic). Tensiunea joasă de ieșire variază de la -40mV la 0V.

Pasul 3: Fabricarea PCB-ului (produs de JLCPCB)

Despre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), este cea mai mare întreprindere de prototipuri PCB din China și un producător de înaltă tehnologie specializat în prototip rapid PCB și producție de PCB cu lot mic.

Cu peste 10 ani de experiență în fabricarea PCB, JLCPCB are mai mult de 200 000 de clienți în țară și în străinătate, cu peste 8 000 de comenzi online de prototipuri PCB și producție mică de PCB pe zi. Capacitatea anuală de producție este de 200, 000 mp pentru diverse PCB-uri cu 1 strat, 2 straturi sau multi-strat. JLC este un producător profesionist de PCB-uri cu echipamente la scară largă, bine, management strict și calitate superioară.

Înapoi la proiectul nostru

Pentru a produce PCB, am comparat prețul de la mulți producători de PCB și am ales JLCPCB cei mai buni furnizori de PCB și cei mai ieftini furnizori de PCB pentru a comanda acest circuit. Tot ce trebuie să fac este câteva clicuri simple pentru a încărca fișierul gerber și a seta câțiva parametri, cum ar fi culoarea și cantitatea grosimii PCB-ului, apoi am plătit doar 2 dolari pentru a obține PCB-ul meu numai după cinci zile.

Deoarece arată imaginea schemei conexe, am folosit un Arduino Nano pentru a controla întregul sistem, de asemenea, am proiectat forma păianjenului robot pentru a face acest proiect mult mai bun.

Puteți obține fișierul Circuit (PDF) de aici. După cum puteți vedea în imaginile de mai sus, PCB este foarte bine fabricat și am aceeași formă de păianjen PCB pe care am proiectat-o și toate etichetele și siglele sunt acolo pentru a mă ghida în timpul etapelor de lipire.

De asemenea, puteți descărca fișierul Gerber pentru acest circuit de aici, în cazul în care doriți să plasați o comandă pentru același design de circuit.

Pasul 4: Ingrediente

Acum să analizăm componentele necesare de care avem nevoie pentru acest proiect, așa că, așa cum am spus, folosesc un Arduino Nano pentru a rula toate cele 12 servo-motor ale robotului cu patru picioare. Proiectul include, de asemenea, un afișaj OLED pentru afișarea fețelor Cozmo și un modul bluetooth pentru a controla robotul printr-o aplicație Android.

Pentru a crea acest tip de proiecte vom avea nevoie de:

• - PCB-ul pe care l-am comandat de la JLCPCB
• - 12 servomotoare după cum vă amintiți 3 servome pentru fiecare picior:
• - Un Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - Un ecran de afișare OLED:
• - LED-uri RGB de 5 mm:
• - Unele connetcors antet:
• - Și corpul robotului asigură că trebuie să le imprimați utilizând o imprimantă 3D

Pasul 5: Asamblarea robotului

Acum avem PCB-ul gata și toate componentele lipite foarte bine, după aceea trebuie să asamblăm corpul robotului, procedura este atât de ușoară, așa că trebuie doar să urmați pașii pe care îi arăt, trebuie mai întâi să pregătim fiecare picior o parte și să facem un led a avut nevoie de două servomotoare pentru articulații și piesele tipărite Coxa, Femur și Tibia cu această mică piesă de atașare.

Despre piesele corpului robotului puteți descărca fișierele sale STL de aici.

Începând cu primul servo, puneți-l în priză și țineți-l cu șuruburile, după care rotiți axul servomotor la 180 ° fără a pune șurubul pentru atașări și treceți la următoarea parte care este femurul pentru a-l conecta la tibia folosind primul ax de servo-articulație și piesa de fixare. Ultimul pas pentru a finaliza piciorul este plasarea celei de-a doua articulații, adică a doua servo care ține a treia parte a piciorului, care este piesa Coxa.

Acum repetați același lucru pentru toate picioarele pentru a face patru picioare gata. După aceea, luați șasiul superior și așezați restul de servo în prizele lor și apoi conectați fiecare picior la servo-ul corespunzător. Există doar o ultimă parte tipărită, care este șasiul inferior al robotului în care vom plasa placa noastră de circuite

Pasul 6: Aplicația Android

Dacă vorbești despre Android, îți permite

conectați-vă la robot prin Bluetooth și efectuați mișcări înainte și înapoi și viraje la stânga dreapta, vă permite, de asemenea, să controlați culoarea luminii robotului în timp real, alegând culoarea dorită din această roată de culori.

Puteți descărca gratuit aplicația Android de pe acest link peste: aici

Pasul 7: Codul Arduino și validarea testului

Acum avem robotul aproape gata să ruleze, dar trebuie mai întâi să setăm unghiurile articulațiilor, așa că încărcați codul de configurare care vă permite să puneți fiecare servo în poziția corectă prin atașarea servoarelor la 90 de grade, nu uitați să conectați 7V Baterie DC pentru a rula robotul.

În continuare, trebuie să încărcăm programul principal pentru a controla robotul folosind aplicația Android. Ambele programe le puteți descărca din următoarele link-uri:

- Cod servo de scalare: link de descărcare - Programul principal al robotului Spider: link de descărcare

După încărcarea codului, am conectat afișajul OLED pentru a afișa zâmbetele robotului Cozmo pe care le-am făcut în codul principal.

După cum puteți vedea băieții din imaginile de mai sus, robotul urmează toate instrucțiunile trimise de pe smartphone-ul meu și încă câteva îmbunătățiri de realizat pentru a-l face mult mai unt.