Flex Bot: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Använd denna instruerbara för att göra ett fyrhjulsdrivet robotchassi som styrs av DINA muskler!

Steg 1: Berättelsen

Vi är två juniorer från Irvington High School som tar Principles of Engineering, en PLTW -klass. Vår lärare, Berbawy, gav oss möjlighet att välja ett SIDE -projekt som skulle visas på Maker Faire Bay Area. Det slutade med att vi hittade en webbplats som heter "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), som hjälpte oss att utveckla idén om att använda en muskelflex för att flytta en motor. Vår lärare försåg oss med Arduino -mikrokontroller, EMG -muskelsensor, viskutrustning, bygelkablar och batterier. Vi använde sedan våra tidigare programmerings- och robotikfärdigheter (inlärda genom konkurrenskraftig robotik och praktikupplevelse) för att designa ett chassi som vi styr med våra muskler! Detta projekt, som vi såg efter forskning online, hade inte riktigt gjorts av någon tidigare, vilket innebär att vi var tvungna att skapa allt från grunden! Detta innebar mycket testning, modifiering och omprovning, men att se vårt sista projektarbete i slutändan var värt det.

Steg 2: Grundläggande beskrivning

Vårt projekt är i huvudsak ett 4 hjul, 4 motor robotchassi som styrs med en Arduino mikrokontroller. Fäst på Arduino är en EMG -muskelsensor som överför muskelspänningsdata till en analog port på Arduino. Flera digitala stift och jord/5 volt stiften på Arduino är anslutna till en brödbräda ovanpå chassit, som driver 4 motorer och skickar dem datasignaler.

Totalt sett, när man böjer sig, signalerar variansen i spänning som registreras av EMG -sensorn en digital port för att skicka data till datapinnen på motorstyrenheten, vilket slutar slå på motorn. Dessutom har vi två knappar anslutna till de analoga stiften på vår Arduino. När knapparna trycks in skickas ström till de analoga stiften, och när dessa analoga stift registrerar strömingången, vrider motorerna i olika riktningar så att chassit kan gå framåt, bakåt, vänster eller höger.

Nedan finns viktiga saker att köpa för detta projekt:

- EMG -sensor

- VEX 393 MOTORER

- VEX MOTORKONTROLLERAR

- VEX HARDWARE KIT

- VEX -HJUL

- PANELSKIVA OCH TRÅDAR

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT BATTERIER (du kommer att behöva mycket eftersom dessa batterier dör på cirka 30 minuter på grund av den stora mängden nuvarande 4 VEX -motorer):

Steg 3: Steg 1: Enheten

För att skapa detta chassi kan du använda valfri hårdvara/motorer, även om VEX -hårdvara, VEX version 4 -motorer och VEX -motorstyrenheter rekommenderas. När du bygger detta chassi måste du ta hänsyn till det utrymme som behövs för att sätta en brödbräda, Arduino -mikrokontroller, batterier och omkopplare på chassiets ovansida. Dessutom måste motorerna som används ha PWM -kapacitet. För detta projekt innebär detta i huvudsak att motorn måste ha en positiv stift, negativ stift och datastift. Kontinuerliga servomotorer eller likströmsmotorer med motorstyrenheter har båda PWM -kapacitet.

Förutom ovanstående information kan detta chassi anpassas helt efter dina önskemål så länge det har en fyrhjulsdrift!

Här är några extra saker att tänka på när du bygger chassit (alla dessa saker kan också ses på de bifogade chassibilderna!):

1) varje axel måste stödjas vid två punkter för att undvika böjning

2) Hjulet ska inte direkt vidröra sidan av chassit (det måste finnas ett litet gap som kan uppnås genom att använda distanser) detta minskar friktionen som saktar ner hjulets hastighet vid svängning

3) Använd axelnav på andra sidan av hjulet (vänd bort från chassit) för att fästa hjulet på chassit

Steg 4: Steg 2: Kretsar

* Observera, för att skapa kretsen för detta projekt, rekommenderar vi starkt att du använder fast/förbockad brödbräda, eftersom den är mycket renare/lättare att förstå medan du kontrollerar kretsen för fel, vilket troligtvis kommer att hända. För ett exempel på hur du använder massiv tråd, se de inledande bilderna av detta projekt. *

Detta projekt använder en brödbräda av följande skäl:

- för att ge spänning till flera motorer som styrs

- för att skicka datasignaler till motorstyrenheterna på motorn

- för att ta emot datasignaler från knapparna

- för att ge spänning till EMG -sensorn

- för att ta emot datasignaler från EMG -sensorn

Se TinkerCAD -kretsbilden som bifogas för referens.

Här är några steg för att förstå hur TinkerCADcircuitry motsvarar den faktiska kretsen vi gjorde/använde:

De gula trådarna representerar "data" -trådar, som i huvudsak skickar signalerna till motorstyrenheten och får motorn att vrida.

De svarta trådarna representerar den negativa eller "jordade" tråden. En viktig anmärkning är att alla motorer/ komponenter måste anslutas till en negativ jordledning för att styras av Arduino.

De röda trådarna representerar den positiva tråden. De positiva och negativa ledningarna måste vara i kretsen för att den ska fungera.

Steg 5: Steg 3: Kodningen

Detta är den svåraste delen av projektet att förstå. Vårt program kräver användning av Arduino IDE, som kan laddas ner på Arduinos webbplats. Arduino online editor kan användas istället för den nedladdade IDE om det är att föredra.

ARDUINO IDE

När denna IDE är nedladdad/klar att använda och programmet vi har laddat ner till IDE är det bara att ladda upp koden till Arduino, och programvaruaspekten av detta projekt är klar!

Obs - ZIP -filen för projektets kod bifogas nedan.

I huvudsak läser vårt program spänningsvärdena med en kontinuerlig hastighet, och om spänningsvärdena ligger utanför ett visst intervall (vilket indikerar en flex) skickas en datasignal till motorstyrenheten på motorn, vilket får motorn att vrida. Om en av knapparna eller båda knapparna trycks in, vrider de enskilda motorerna dessutom i olika riktningar, så att roboten kan röra sig framåt, bakåt och svänga i båda riktningarna.

Steg 6: Steg 4: Fira

Efter att ha gjort de tre föregående stegen (bygga chassit och kretsen, samt ladda ner koden) är du klar! Allt du behöver göra nu är att fästa 9 volts batterierna på brädbrädans skenor (2 9 volts batterier), ett 9 volts batteri till Arduino mikrokontroller, och du är klar. Sätt muskelsensorn på din bicep, sätt på Arduino och FLEX! Kom ihåg att genom att trycka på knapparna kan du också flytta chassit åt vänster, höger och bakåt!

Bifogad en video för att se detta projekt i aktion!