Robotik DIY - Lengan Robot Axis Edukatif 6 Langkah: (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Sel pendidikan DIY-Robotik adalah platform yang merangkumi lengan robot 6 paksi, litar kawalan elektronik dan perisian pengaturcaraan. Platform ini adalah pengenalan kepada dunia robotik industri. Melalui projek ini, DIY-Robotics ingin menawarkan penyelesaian yang berpatutan tetapi berkualiti kepada semua orang yang ingin mengetahui lebih lanjut mengenai bidang yang menarik ini. Projek ini adalah peluang terbaik untuk mengembangkan pelbagai pengetahuan dan kemahiran dalam bidang mekanik, elektrikal dan sains komputer. Dengan sel pendidikan DIY-Robotik, robotik dapat dicapai oleh semua orang. Manual ini menunjukkan pelbagai langkah untuk pemasangan mekanikal, pemasangan elektrik dan pemasangan dan penggunaan perisian DIY-Robotics Educational Cell V1.0. Anda akan menemui semua fail yang berkaitan dengan pengembangan sel robot pendidikan dalam folder termampat. Ini merangkumi gambar 3D robot, gambarajah elektrik pengawal, kod Arduino, kod sumber perisian serta bil bahan yang diperlukan. Sebelum memulakan, pastikan anda mempunyai akses ke pencetak 3D dan membeli semua komponen yang diperlukan. Anda akan mendapat senarai semua komponen yang diperlukan bersama dengan harganya dan di mana untuk memesannya dalam bil bahan (bill-of-materials.pdf). Sekiranya anda tersekat atau memerlukan pertolongan, pastikan untuk memeriksa DIY-Robotics Forum. Anda boleh membuat akaun secara percuma dan mengemukakan soalan anda kepada komuniti pakar terakreditasi dan peminat robotik kami. Mari kita mulakan! (dan bersenang-senang!) Muat turun keseluruhan projek:

Langkah 1: Pengaturcaraan Arduino

Muat turun perisian Arduino IDE terus dari laman web Arduino:

www.arduino.cc/en/Main/Software

Buka fail DIY_ROBOTICSEDUCATIVECELL_Arduino_V1_0.ino yang disertakan dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

Sambungkan Arduino Micro ke komputer anda dengan kabel USB.

Pilih jenis Arduino / Genuino Micro dan port komunikasi yang betul.

Rujuk gambar 1.

Atur cara Arduino Micro dengan menekan butang Upload:

Rujuk gambar 2.

Langkah 2: Perakitan Pengawal Elektronik Robot (PCB)

1. Gambaran keseluruhan

Pengawal elektronik sel edukatif robot adalah jambatan antara perisian pengaturcaraan dan robot. Mikrokontroler yang digunakan pada litar bercetak, Arduino Micro, melakukan tugas-tugas berikut:

• Komunikasi antara pengawal elektronik dan perisian pengaturcaraan • Kawalan 6 motor robot (motor servo 5V) • Kawalan 3 isyarat output digital (tahap logik 0-5V) • Membaca 3 isyarat input digital (tahap logik 0-5V)

Rujuk gambar 1 untuk melihat keterangan mengenai PCB.

2. Pesanan papan litar bercetak (PCB)

Papan litar bercetak (PCB) pengawal robot boleh dipesan dari mana-mana pengeluar PCB dengan fail "GERBER" yang disertakan dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

Kami menyarankan anda untuk membuat pesanan dari pengeluar JLCPCB (jlcpcb.com) yang menawarkan perkhidmatan ringkas dan pantas dengan harga yang sangat rendah. Ikuti langkah berikut untuk memesan PCB:

A) Di laman utama jlcpcb.com, pilih QUOTE SEKARANG, kemudian Tambahkan fail gerber anda. Pilih fail Gerber.zip dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

B) Pilih parameter lalai.

C) Pilih Simpan ke troli dan teruskan pembayaran untuk menyelesaikan pesanan.

3. Pemasangan papan litar bercetak (PCB)

Setelah pengawal robot PCB berada di tangan, teruskan ke pemasangannya. Anda perlu menyolder semua komponen.

Setiap komponen PCB dikenal pasti.

senarai bahan bill-of-materials.pdf yang termasuk dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip akan membantu anda menyusun komponen.

Rujuk gambar 2.

Perhatikan polaritas komponen berikut:

LED1, LED2, U1, U3, C1, C2, D1, D2, D3, D4, D5, D6, Q1, Q2, Q3

Komponen ini mesti disolder dengan cara yang betul, jika tidak, ia akan terbakar. Sebagai contoh, perhatikan bahawa diod pemancar cahaya (LED) dan kapasitor (C) mempunyai pin panjang dan pin pendek. Pin panjang, anod, mesti dimasukkan dan disolder ke dalam lubang yang dikenal pasti oleh tanda +.

Rujuk gambar 3 untuk menyolder komponen ini dengan cara yang betul.

Akhirnya, 3 perintang 10k Ohm mesti ditambahkan ke litar untuk menjadikan isyarat input digital (Di) berfungsi. Perintang ini digambarkan sebagai berikut dalam senarai bahan:

RES 10K OHM 1 / 4W 5% AKSIAL

Rujuk gambar 4 untuk melihat di mana untuk menyolder perintang tambahan tersebut.

Langkah 3: Pemasangan Mekanik Robot

1. Gambaran keseluruhan

Untuk memasang robot anda secara mekanikal, anda memerlukan komponen dan alat berikut:

• 4 motor servo MG966R
• 2 9g motor servo Mikro
• 8 bahagian robot bercetak 3D
• 24 kacang metrik M2
• 24 bolt M2 metrik
• 2 selak M2.5 metrik
• 4 selak M3 metrik
• Pencetak 3D
• Besi pematerian
• Lebih ringan
• Kekunci hex

Rujuk senarai bahan DIY_ROBOTICSEDUCATIVECELLV1_0_BOM.pdf yang disertakan dalam DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

2. Percetakan 3D

Anda akan menemui fail 3D dari 8 bahagian robot dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

Cetak bahagian menggunakan pencetak 3D. Kami mengesyorkan agar anda menggunakan tetapan berikut:

• Lapisan atas 4 lapisan
• Lapisan bawah 4 lapisan
• Dinding 4 lapisan

3. Sejajarkan servos

Sebelum memasang robot, penting untuk memastikan bahawa semua motor servo berada di titik tengah. Untuk menyelaraskan servos, pastikan anda telah memprogram mikrokontroler Arduino sebelumnya dan memasang pengawal robot. Ikuti arahan di bawah untuk menyelaraskan motor servo:

Sambungkan 6 motor servo ke pengawal robot. Pastikan penyambung dipasang dengan cara yang betul.

• Kawat coklat: 0V (-)
• Kawat merah: 5V (+)
• Kawat jingga: PWM

Sambungkan pengatur 12V ke outlet dinding AC 120V anda. Sambungkan pengatur 12V ke penyambung kuasa pengawal robot. Aktifkan suis kuasa SW1. Lampu LED1 harus menyala dan lampu LED2 harus menyala. Robot harus meletakkan semua motor servo pada 90 darjah. Anda boleh mematikan kuasa pada pengawal robot dan memutuskan motor servo.

Rujuk gambar 2.

4. Masukkan kacang

Sebelum memasang, masukkan kacang M2 x 0.4mm ke dalam setiap lubang heksagon bahagian bercetak 3D untuk membolehkan pemasangan. Gunakan besi pematerian untuk memudahkan penyisipan.

Rujuk gambar 3.

5. Hantar roda gigi di lubang persimpangan

Persimpangan mekanikal antara motor servo dan bahagian robot bercetak 3D adalah langsung: gear mesti dimasukkan terus ke dalam lubang. Untuk memastikan persimpangan mekanikal yang baik, lubang sedikit lebih kecil daripada gear selepas pencetakan 3D. Dengan lebih ringan, sedikit panaskan lubang, kemudian masukkan gear motor servo (selurus mungkin). Plastik cair akan berbentuk gear. Selesaikan penyisipan dengan mengetatkan bolt dengan lembut. Ulangi langkah ini untuk setiap persimpangan. Berhati-hati, bahagian bercetak 3D yang terlalu panas boleh merosakkannya dan menjadikannya tidak dapat digunakan.

Rujuk gambar 4.

6. Perhimpunan

Gunakan bolt metrik M3 untuk memasang gear motor servo ke bahagian robot bercetak 3D. Gunakan bolt metrik M2 untuk memasang perumahan motor servo ke bahagian robot bercetak 3D. Gunakan bolt metrik M2 untuk memasang dua bahagian robot bercetak 3D dari J2 hingga J4. Pasang robot sehingga setiap sendi berada di titik tengahnya (robot lurus, seperti yang digambarkan di bawah).

Rujuk gambar 1 dan 5.

Langkah 4: Persediaan Perisian Pengaturcaraan Robot

1. Persediaan perisian

Buka fail persediaan yang disertakan dalam folder termampat DIY_ROBOTICS_EDUCATIVECELL_V1_0.zip.

Ikuti arahan pemasang untuk menyelesaikan pemasangan.

Apabila pemasangan selesai, jalankan perisian dengan mengklik ikon DIY Robotik di desktop anda.

2. Menavigasi antara muka

Rujuk gambar 1 dan 2 untuk penerangan panel perisian.

3. Penciptaan program robot

Panel pengaturcaraan membolehkan anda membuat program robot dengan hingga 200 baris arahan. Berikut adalah penerangan setiap jenis arahan:

Arahan POINT

Menjimatkan titik robot (kedudukan).

Melaksanakan arahan ini akan menggerakkan robot mengikut kedudukan dan kelajuan yang disimpan.

Untuk menyimpan titik robot dalam arahan, gerakkan robot secara manual pada kedudukan yang diinginkan dan pilih kelajuan pergerakan yang diinginkan menggunakan butang di panel kawalan. Tekan butang Titik. Baris arahan kemudian ditambahkan dalam panel pengaturcaraan. Garis arahan menunjukkan nilai dalam darjah setiap sendi serta kelajuan pergerakan.

Arahan DO

Menukar keadaan isyarat output Do.

Melaksanakan arahan ini akan mengubah keadaan salah satu isyarat output Do (ON / OFF).

Untuk membuat arahan DO, tekan butang Do. Panel parameter dipaparkan. Pilih nombor isyarat keluaran Do (1, 2 atau 3) serta keadaan yang diingini (ON atau OFF). Tekan butang Tambah Arahan untuk menambahkan arahan.

Baris arahan kemudian ditambahkan dalam panel pengaturcaraan. Garis arahan menunjukkan nombor isyarat Do dan perubahan keadaan.

Arahan LABEL

Menambah label dalam program robot.

Melaksanakan arahan ini tidak akan memberi kesan. Garis ini adalah label yang akan membolehkan arahan JUMP melompat ke baris arahan LABEL ini.

Untuk membuat arahan LABEL, tekan butang Lompat Label. Panel parameter dipaparkan. Pilih pilihan Label dan bilangan label yang dikehendaki (1 hingga 5). Tekan butang Tambah Arahan untuk menambahkan arahan.

Baris arahan kemudian ditambahkan dalam panel pengaturcaraan. Garis arahan menunjukkan nombor label.

Arahan JUMP

Melompat ke baris program yang mengandungi label yang sesuai.

Melaksanakan arahan ini akan menyebabkan lonjakan program ke baris yang mengandungi label yang sesuai.

Untuk membuat arahan JUMP, tekan butang Jump Label. Panel parameter dipaparkan. Pilih pilihan Lompat dan bilangan label yang dikehendaki (1 hingga 5). Tekan butang Tambah Arahan untuk menambahkan arahan.

Baris arahan kemudian ditambahkan dalam panel pengaturcaraan. Garis arahan menunjukkan bilangan label sasaran.

Sekiranya beberapa label mempunyai nombor yang sama, arahan JUMP akan melompat ke label pertama yang sesuai dari bahagian atas program.

Sekiranya tidak ada label yang sesuai dengan nombor arahan JUMP, program akan melompat ke baris terakhir program.

Arahan WAITDI

Menunggu keadaan tertentu dari isyarat input Di.

Melaksanakan arahan ini akan menghentikan pengendali robot selagi keadaan isyarat input Di berbeza dari keadaan yang diharapkan.

Untuk membuat arahan WAITDI, tekan butang Tunggu Di. Panel parameter dipaparkan. Pilih nombor isyarat input Di (1, 2 atau 3) serta keadaan yang diingini (ON atau OFF). Tekan butang Tambah Arahan untuk menambahkan arahan.

Baris arahan kemudian ditambahkan dalam panel pengaturcaraan. Garis arahan menunjukkan nombor isyarat input Di dan keadaan yang diharapkan.

Langkah 5: Sambungkan Perisian Robot + PCB +

1. Sambungan elektrik

Sambungkan 6 motor servo robot ke pengawal robot. Pastikan penyambung dipasang dengan cara yang betul.

Kawat coklat: 0V (-) Kawat merah: 5V (+) Kawat jingga: PWM

Sambungkan pengatur 12V ke soket dinding AC 120V anda. Sambungkan pengatur 12V ke penyambung kuasa pengawal robot. Aktifkan suis kuasa SW1. Lampu LED1 harus menyala dan lampu LED2 harus menyala. Robot harus meletakkan semua motor servo pada 90 darjah.

Sambungkan kabel USB dari pengawal robot ke komputer anda.

Rujuk gambar 1.

2. Jalankan perisian

Jalankan perisian DIY Robotics Educative Cell V1.0 dengan mengklik ikon DIY Robotics di desktop anda. Perisian dibuka pada panel sambungan.

Rujuk gambar 2.

3. Tetapkan komunikasi bersiri Robot PC

Tekan butang Imbas port bersiri.

Pilih port komunikasi yang betul dari senarai juntai bawah.

Tekan butang Sambung.

Rujuk gambar 3.

4. Biarkan penciptaan bermula

Kawal robot dari panel kawalan.

Buat program robot anda dari panel pengaturcaraan.

Berseronok!

Langkah 6: Kesimpulannya

Mahu pergi lebih jauh?

Anda seronok belajar mengenai dunia robotik industri? Anda sudah bersedia untuk menjinjing lengan robot baru anda? Sertailah Forum DIY-Robotik sekarang! Forum DIY-Robotik adalah tempat untuk bercakap mengenai pengaturcaraan, berkongsi idea dan penyelesaian, dan bekerjasama untuk membina perkara menarik dalam komuniti pintar yang menyokong. Perlukan bantuan? Komuniti DIY-Robotik ada untuk membantu jika anda memerlukan sokongan semasa anda membina sel pendidikan DIY-Robotik. Langgan Forum DIY-Robotik dan ajukan soalan anda kepada masyarakat.https://diy-robotics.com/