ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Hai kawan-kawan! Berikut adalah tutorial baru untuk membimbing anda selangkah demi selangkah sambil membuat projek elektronik yang sangat menakjubkan seperti ini "Robot perayap" yang juga dikenali sebagai "Spider Robot" atau "robot berkaki empat".

Oleh kerana setiap badan memperhatikan evolusi teknologi robotik yang berkelajuan tinggi, kami memutuskan untuk membawa anda ke tahap yang lebih tinggi mengenai robotik dan pembuatan robot. kami memulakan beberapa ketika dahulu dengan membuat beberapa projek elektronik asas dan robot asas seperti PICTO92 robot pengikut baris untuk membuat anda sedikit biasa dengan barangan elektronik dan mendapati diri anda dapat mencipta projek anda sendiri.

Melangkah ke tahap yang lain, kami telah memulakan dengan robot ini yang merupakan konsep asas tetapi ia akan menjadi sedikit rumit jika anda lebih mendalam dalam programnya. Oleh kerana alat ini sangat mahal di kedai web, kami menyediakan panduan langkah demi langkah ini untuk membimbing anda membuat Spiderbot anda sendiri.

Projek ini sangat berguna untuk dibuat khas setelah mendapatkan PCB khusus yang kami pesan dari JLCPCB untuk memperbaiki penampilan robot kami dan juga terdapat cukup dokumen dan kod dalam panduan ini untuk membolehkan anda membuat crawler anda dengan mudah.

Kami telah membuat projek ini hanya dalam 7 hari, hanya dua hari untuk menyelesaikan pembuatan perkakasan dan pemasangan, kemudian lima hari untuk menyiapkan kod dan aplikasi android. untuk mengawal robot melaluinya. Sebelum memulakan mari kita lihat terlebih dahulu

Apa yang anda akan pelajari dari tutorial ini:

1. Memilih komponen yang tepat bergantung pada fungsi projek anda
2. Membuat litar untuk menghubungkan semua komponen yang dipilih
3. Pasang semua bahagian projek
4. Penimbangan keseimbangan robot
5. Menggunakan aplikasi Android. untuk menyambung melalui Bluetooth dan mula memanipulasi sistem

Langkah 1: Apa itu "Spider Robot"

Seperti namanya, robot kami adalah perwakilan asas pergerakan sipder tetapi ia tidak akan melakukan pergerakan badan yang sama kerana kita hanya menggunakan empat kaki dan bukannya lapan kaki.

Dinamakan juga Quadrupedrobot kerana mempunyai empat kaki dan membuat pergerakan menggunakan kaki ini, pergerakan setiap kaki berkaitan dengan kaki yang lain untuk mengenal pasti posisi tubuh robot dan juga untuk mengawal keseimbangan tubuh robot.

Robot berkaki mengendalikan medan lebih baik daripada rakan beroda mereka dan bergerak dengan cara yang berbeza dan binatang. Walau bagaimanapun, ini menjadikan robot berkaki lebih rumit, dan kurang mudah diakses oleh banyak pembuat. dan juga kos pembuatan dan tanggungan tinggi yang harus dikeluarkan oleh pembuat untuk membuat badan penuh empat kali ganda kerana ia berdasarkan motor servo atau motor stepper dan kedua-duanya lebih mahal daripada motor DC yang dapat digunakan dalam robot roda.

Kelebihan

Anda akan dapati empat kali ganda di alam, kerana empat kaki membolehkan kestabilan pasif, atau kemampuan untuk tetap berdiri tanpa aktif menyesuaikan kedudukan. Perkara yang sama berlaku untuk robot. Robot berkaki empat lebih murah dan sederhana daripada robot dengan lebih banyak kaki, namun ia masih dapat mencapai kestabilan.

Langkah 2: Motor Servo Adalah Penggerak Utama

Servomotor seperti yang didefinisikan dalam wikipedia, adalah penggerak putar atau penggerak linier yang memungkinkan untuk mengawal tepat kedudukan sudut, linier, laju dan pecutan. [1] Ia terdiri dari motor yang sesuai digabungkan dengan sensor untuk maklum balas kedudukan. Ia juga memerlukan pengawal yang agak canggih, selalunya modul khusus yang dirancang khusus untuk digunakan dengan servomotor.

Servomotor bukan kelas motor tertentu walaupun istilah servomotor sering digunakan untuk merujuk pada motor yang sesuai untuk digunakan dalam sistem kawalan gelung tertutup.

Secara amnya isyarat kawalan adalah kereta api nadi gelombang persegi. Frekuensi biasa untuk isyarat kawalan ialah 44Hz, 50Hz, dan 400Hz. Lebar nadi positif adalah yang menentukan kedudukan servo. Lebar nadi positif sekitar 0.5ms akan menyebabkan tanduk servo memesong sebanyak mungkin ke kiri (umumnya sekitar 45 hingga 90 darjah bergantung pada servo yang dimaksud). Lebar nadi positif sekitar 2.5ms hingga 3.0ms akan menyebabkan servo terpesong ke kanan sejauh mungkin. Lebar nadi sekitar 1.5ms akan menyebabkan servo memegang kedudukan neutral pada 0 darjah. Voltan tinggi keluaran pada amnya adalah antara 2.5 volt dan 10 volt (dengan khas 3V). Voltan rendah keluaran antara -40mV hingga 0V.

Langkah 3: Pembuatan PCB (Dihasilkan oleh JLCPCB)

Mengenai JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), adalah perusahaan prototaip PCB terbesar di China dan pengeluar berteknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam prototaip PCB cepat dan pengeluaran PCB kecil.

Dengan pengalaman lebih dari 10 tahun dalam pembuatan PCB, JLCPCB mempunyai lebih dari 200, 000 pelanggan di dalam dan luar negara, dengan lebih dari 8, 000 pesanan prototaip PCB dalam talian dan pengeluaran PCB dalam jumlah kecil setiap hari. Kapasiti pengeluaran tahunan ialah 200, 000 sq.m. untuk pelbagai PCB 1-lapisan, 2-lapisan atau multi-lapisan. JLC adalah pengeluar PCB profesional yang dilengkapi dengan peralatan besar, peralatan sumur, pengurusan yang ketat dan berkualiti.

Kembali ke projek kami

Untuk menghasilkan PCB, saya telah membandingkan harga dari banyak pengeluar PCB dan saya memilih JLCPCB pembekal PCB terbaik dan pembekal PCB termurah untuk memesan litar ini. Yang perlu saya lakukan hanyalah beberapa klik mudah untuk memuat naik fail gerber dan menetapkan beberapa parameter seperti warna dan kuantiti ketebalan PCB, maka saya telah membayar hanya 2 Dolar untuk mendapatkan PCB saya setelah lima hari sahaja.

Kerana menunjukkan gambar skema yang berkaitan, saya telah menggunakan Arduino Nano untuk mengawal keseluruhan sistem dan saya juga telah merancang bentuk labah-labah robot untuk menjadikan projek ini menjadi lebih baik.

Anda boleh mendapatkan fail Circuit (PDF) dari sini. Seperti yang anda lihat dalam gambar di atas, PCB dihasilkan dengan sangat baik dan saya mempunyai bentuk labah-labah PCB yang sama seperti yang kami reka dan semua label dan logo ada untuk membimbing saya semasa langkah pematerian.

Anda juga boleh memuat turun fail Gerber untuk litar ini dari sini sekiranya anda ingin membuat pesanan untuk reka bentuk litar yang sama.

Langkah 4: Bahan

Sekarang mari kita tinjau komponen yang diperlukan yang kita perlukan untuk projek ini, jadi seperti yang saya katakan, saya menggunakan Arduino Nano untuk menjalankan semua 12 servo motor robot dengan empat kaki. Projek ini juga merangkumi paparan OLED untuk memaparkan wajah Cozmo dan modul bluetooth untuk mengendalikan robot melalui aplikasi android.

Untuk membuat projek seperti ini, kami memerlukan:

• - PCB yang kami pesan dari JLCPCB
• - 12 motor servo yang anda ingat 3 servo untuk setiap kaki:
• - Satu Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - Satu skrin Paparan OLED:
• - LED RGB 5mm:
• - Beberapa penyambung pengepala:
• - Dan badan robot yang anda perlukan untuk mencetaknya menggunakan pencetak 3D

Langkah 5: Perhimpunan Robot

Sekarang kita telah menyediakan PCB dan semua komponen disolder dengan baik, setelah itu kita perlu memasang badan robot, prosedurnya sangat mudah jadi ikuti langkah-langkah yang saya tunjukkan, kita perlu terlebih dahulu mempersiapkan setiap kaki sisi dan membuat satu led kami memerlukan dua motor servo untuk sambungan dan bahagian bercetak Coxa, Femur dan Tibia dengan bahagian pemasangan kecil ini.

Mengenai potongan Tubuh robot anda boleh memuat turun fail STLnya dari sini.

Bermula dengan servo pertama, letakkan di soketnya dan pegang dengan skru, setelah itu putar kapak servos hingga 180 ° tanpa meletakkan skru untuk lampiran dan beralih ke bahagian seterusnya yang merupakan Femur untuk menghubungkannya ke tibia menggunakan kapak sendi servo pertama dan kepingan pasang. Langkah terakhir untuk menyelesaikan kaki adalah meletakkan sendi kedua yang saya maksudkan servo kedua untuk memegang bahagian ketiga kaki yang merupakan bahagian Coxa.

Sekarang ulangi perkara yang sama untuk semua kaki siap empat kaki. Selepas itu ambil casis atas dan letakkan servo selebihnya di dalamnya soket dan kemudian sambungkan setiap kaki ke servo yang sesuai. Hanya ada satu bahagian terakhir yang dicetak iaitu casis robot bawah di mana kita akan meletakkan papan litar kita

Langkah 6: Aplikasi Android

Bercakap mengenai android sehingga membolehkan anda melakukannya

sambungkan ke robot anda melalui Bluetooth dan lakukan pergerakan ke depan dan ke belakang dan putaran kanan kiri, ia juga membolehkan anda mengawal warna cahaya robot secara real time dengan memilih warna yang dikehendaki dari roda warna ini.

Anda boleh memuat turun aplikasi android secara percuma dari pautan ini melalui: di sini

Langkah 7: Pengesahan Kod dan Ujian Arduino

Sekarang kita mempunyai robot yang hampir siap untuk dijalankan tetapi kita perlu mengatur sudut sendi terlebih dahulu, jadi muat naik kod persediaan yang membolehkan anda meletakkan setiap servo pada kedudukan yang betul dengan melampirkan servo dalam 90 darjah jangan lupa untuk menyambungkan 7V Bateri DC untuk menjalankan robot.

Seterusnya kita perlu memuat naik program utama untuk mengawal robot menggunakan aplikasi android. Kedua-dua program ini boleh anda muat turun dari pautan berikut:

- Skala servo penskalaan: pautan muat turun - Program utama robot labah-labah: pautan muat turun

Setelah memuat naik kod, saya telah menyambungkan paparan OLED untuk memaparkan senyuman robot Cozmo yang telah saya buat dalam kod utama.

Seperti yang anda dapat lihat pada gambar di atas, robot itu mengikuti semua arahan yang dihantar dari telefon pintar saya dan masih ada penambahbaikan lain untuk dilakukan agar lebih mentega.