ARDUINO SPINER ROBOT (QUADRUPED): 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Hej killar! Här är en ny handledning för att vägleda dig steg för steg medan du gör den här typen av fantastiska elektroniska projekt som är "Crawler -roboten", även känd som "Spider Robot" eller en "Quadruped robot".

Eftersom varje kropp märkte den snabba utvecklingen av robotteknik, bestämde vi oss för att ta er till en högre nivå inom robotik och robotframställning. vi började för ett tag sedan med att göra några grundläggande elektroniska projekt och grundläggande robot som PICTO92 till linjeföljaren roboten för att göra dig lite bekant med de elektroniska grejerna och hitta dig själv att kunna uppfinna dina egna projekt.

När vi flyttar till en annan nivå har vi börjat med den här roboten som är en grundläggande i konceptet men det blir lite komplicerat om du blir djupare i programmet. Och eftersom dessa prylar är så dyra i webbutiken erbjuder vi denna steg -för -steg -vägledning för att vägleda er som gör din egen Spiderbot.

Detta projekt är så praktiskt att göra speciellt efter att ha fått det anpassade kretskortet som vi har beställt från JLCPCB för att förbättra utseendet på vår robot och det finns också tillräckligt med dokument och koder i den här guiden så att du enkelt kan skapa din sökrobot.

Vi har gjort det här projektet på bara 7 dagar, bara två dagar för att avsluta hårdvarutillverkningen och montera, sedan fem dagar för att förbereda koden och Android -appen. för att styra roboten genom den. Låt oss se först innan vi börjar

Vad du kommer att lära dig av denna handledning:

1. Välj rätt komponenter beroende på dina projektfunktioner
2. Gör kretsen att ansluta alla utvalda komponenter
3. Montera alla projektdelar
4. Skalning av robotbalansen
5. Använda Android -appen. för att ansluta via Bluetooth och börja manipulera systemet

Steg 1: Vad är en "Spider Robot"

Som namnet definierar det är vår robot en grundläggande framställning av sipderrörelserna men den kommer inte att utföra exakt samma kroppsrörelser eftersom vi bara använder fyra ben istället för åtta ben.

Benämns också en Quadrupedrobot eftersom den har fyra ben och gör sina rörelser med hjälp av dessa ben, rörelsen för varje ben är relaterad till de andra benen för att identifiera den robotiska kroppspositionen och också för att kontrollera robotkroppsbalansen.

Legged robotar hanterar terräng bättre än sina hjulkamrater och rör sig på varierande och animalistiska sätt. Detta gör dock benbotar mer komplicerade och mindre tillgängliga för många tillverkare. och även tillverkningskostnaden och de höga beroenden som en tillverkare bör spendera för att skapa en fyrkantig helkropp, eftersom den är baserad på servomotorer eller stegmotorer och båda är dyrare än likströmsmotorer som kan användas i hjulrobotar.

Fördelar

Du hittar fyrbäddar rikliga i naturen, eftersom fyra ben möjliggör passiv stabilitet eller möjligheten att stanna utan att aktivt justera position. Detsamma gäller robotar. En fyrbent robot är billigare och enklare än en robot med fler ben, men den kan ändå uppnå stabilitet.

Steg 2: Servomotorer är de viktigaste ställdonen

En servomotor enligt definitionen i wikipedia är ett roterande ställdon eller linjärt ställdon som möjliggör exakt kontroll av vinkel- eller linjär position, hastighet och acceleration. [1] Den består av en lämplig motor kopplad till en sensor för positionsåterkoppling. Det kräver också en relativt sofistikerad styrenhet, ofta en dedikerad modul utformad speciellt för användning med servomotorer.

Servomotorer är inte en specifik motorklass, även om termen servomotor ofta används för att hänvisa till en motor som är lämplig för användning i ett slutet system.

Generellt sett är styrsignalen ett fyrkantvågspulståg. Vanliga frekvenser för styrsignaler är 44Hz, 50Hz och 400Hz. Den positiva pulsbredden är det som avgör servopositionen. En positiv pulsbredd på cirka 0,5 ms kommer att få servohornet att böja så mycket det kan till vänster (i allmänhet runt 45 till 90 grader beroende på servo i fråga). En positiv pulsbredd på cirka 2,5 ms till 3,0 ms kommer att få servon att böja åt höger så långt den kan. En pulsbredd på cirka 1,5 ms gör att servon håller neutralläget vid 0 grader. Den utgående högspänningen är i allmänhet något mellan 2,5 volt och 10 volt (med typ 3V). Utgångens lågspänning sträcker sig från -40mV till 0V.

Steg 3: PCB -tillverkningen (producerad av JLCPCB)

Om JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), är det största PCB-prototypföretaget i Kina och en högteknologisk tillverkare som specialiserat sig på snabb PCB-prototyp och produktion av små partier.

Med över 10 års erfarenhet av PCB -tillverkning har JLCPCB mer än 200 000 kunder hemma och utomlands, med över 8 000 online -beställningar av PCB -prototyper och liten mängd PCB -produktion per dag. Den årliga produktionskapaciteten är 200 000 kvm. för olika 1-lager, 2-lager eller fler-lager PCB. JLC är en professionell PCB -tillverkare med storskalig brunnutrustning, strikt hantering och överlägsen kvalitet.

Tillbaka till vårt projekt

För att producera kretskortet har jag jämfört priset från många kretskortstillverkare och jag valde JLCPCB de bästa kretskortleverantörerna och de billigaste kretskortleverantörerna för att beställa denna krets. Allt jag behöver göra är några enkla klick för att ladda upp gerber -filen och ställa in några parametrar som PCB -tjocklekens färg och kvantitet, sedan har jag betalat bara 2 dollar för att få mitt PCB efter bara fem dagar.

Eftersom det visar bilden av den relaterade schemtiken, har jag använt en Arduino Nano för att styra hela systemet, och jag har designat robotens spindelform för att göra det här projektet mycket bättre.

Du kan få Circuit (PDF) -fil härifrån. Som du kan se på bilderna ovan är kretskortet mycket väl tillverkat och jag har samma PCB -spindelform som vi har designat och alla etiketter och logotyper finns där för att vägleda mig under lödningsstegen.

Du kan också ladda ner Gerber -filen för denna krets härifrån om du vill göra en beställning för samma kretsdesign.

Steg 4: Ingredienser

Låt oss nu granska de nödvändiga komponenterna som vi behöver för det här projektet, så som jag har sagt använder jag en Arduino Nano för att köra alla 12 servomotorer i roboten fyra ben. Projektet innehåller också en OLED -skärm för att visa Cozmo -ansikten och en Bluetooth -modul för att styra roboten via en Android -app.

För att skapa den här typen av projekt behöver vi:

• - Kretskortet som vi har beställt det från JLCPCB
• - 12 servomotorer som du kommer ihåg 3 servon för varje ben:
• - En Arduino Nano:
• - HC-06 Bluetooth-modul:
• - En OLED -skärm:
• - 5 mm RGB -lysdioder:
• - Några huvudanslutningar:
• - Och robotkroppen lugnar att du behöver skriva ut dem med en 3D -skrivare

Steg 5: Robotmonteringen

Nu har vi kretskortet klart och alla komponenter löds mycket bra, efter det måste vi montera robotkroppen, proceduren är så enkel så följ bara stegen som jag visar, vi måste först förbereda varje ben åt sidan och göra en ledning vi behöver två servomotorer för lederna och Coxa, Femur och Tibia tryckta delar med denna lilla fästdel.

Om robotens kroppsdelar kan du ladda ner dess STL -filer härifrån.

Börja med den första servon, placera den i uttaget och håll den med sina skruvar, varefter servosaxeln vrids till 180 ° utan att placera skruven för fästena och flytta till nästa del som är lårbenet för att ansluta den till skenbenet med den första servoledsaxen och fäststycket. Det sista steget för att slutföra benet är att placera den andra leden jag menar den andra servon som håller den tredje delen av benet som är Coxa -stycket.

Upprepa nu samma sak för alla ben för att få fyra ben klara. Ta sedan det övre chassit och placera resten av servon i uttagen och anslut sedan varje ben till rätt servo. Det finns bara en sista tryckta del som är det nedre robotchassit där vi ska placera vårt kretskort

Steg 6: Android -appen

Pratar om Android upp det låter dig

anslut till din robot via Bluetooth och gör framåt och bakåt rörelser och vänster höger svängningar, det låter dig också styra robotens ljusfärg i realtid genom att välja önskad färg från detta färghjul.

Du kan ladda ner Android -appen gratis från denna länk över: här

Steg 7: Arduino -koden och testvalidering

Nu har vi roboten nästan klar att köra men vi måste först ställa in skarvvinklarna, så ladda upp installationskoden som gör att du kan sätta varje servo i rätt position genom att fästa servona i 90 grader, glöm inte att ansluta 7V DC -batteri för att köra roboten.

Därefter måste vi ladda upp huvudprogrammet för att styra roboten med Android -appen. Båda programmen kan du ladda ner dem från dessa länkar:

- Skalningsservokod: nedladdningslänk- Spindelrobotens huvudprogram: nedladdningslänk

Efter att ha laddat upp koden har jag anslutit OLED -skärmen för att visa Cozmo -robotleenden som jag har gjort i huvudkoden.

Som du kan se killar på bilderna ovan följer roboten alla instruktioner som skickats från min smartphone och fortfarande några andra förbättringar att utföra för att göra det mycket mer smör.