Добавление энкодера в сервопривод непрерывного вращения на 360 градусов Feetech Micro FS90R: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Очень сложно или почти невозможно точно контролировать движение колесного робота с помощью управления двигателем без обратной связи. Многие приложения требуют точной настройки позы или расстояния перемещения колесного робота. Небольшие микро-серводвигатели с непрерывным вращением - отличное недорогое решение для управления небольшими роботами, но им не хватает обратной связи, чем у более крупных серводвигателей.

Сервоприводы непрерывного вращения на 360 градусов Feetech Micro (FS90R) отлично подходят для проектов в области робототехники, но иногда вам требуется управление с обратной связью более крупных сервоприводов.

Преобразование этих небольших сервоприводов для использования управления обратной связью по положению с обратной связью на самом деле очень просто, если вы добавите аналоговый датчик кодировщика Tamiya и простой алгоритм обратной связи с обратной связью к контроллеру Arduino или Raspbery Pi.

Шаг 1: Необходимые детали

• FeeTech 9g Микро сервопривод непрерывного вращения с круглым сервоприводом Производитель: RobotShop Номер детали: RB-Fit-02 Кол-во: 1 Стоимость единицы: 4,99 доллара Итого: 4,99 доллара США
• Arduino NG с ATmega8 или аналогичным микроконтроллером Arduino
• Пара кодировщиков для двухмоторной коробки передач Tamiya Производитель: RobotShop Номер детали: RB-Rbo-122 Кол-во: 1
• Avery 8160 1 "x 2-5 / 8" Адресные этикетки Поставщик: Office Depot Кол-во: 1 лист Итого: упаковка 13,99 долларов США (25 листов)
• Графический кодировщик диска с github
• Портативное зарядное устройство для телефона 5 В с зарядным кабелем Micro USB - USB-A Производитель: Best Buy Tzumi - PocketJuice Solo Портативное зарядное устройство на 4000 мАч Модель: 4021BB Номер детали: 6304825

Вариант Raspberry Pi

1. Raspberry Pi 3 - Модель B Производитель: Adafruit Артикул: ID ТОВАРА: 3055
2. Или базовый пакет Raspberry Pi Zero W - включает Pi Zero W Производитель: Adafruit Номер детали: ИДЕНТИФИКАТОР ПРОДУКТА: 3409Количество: 1

Если вы используете Raspbery Pi или Pi Zero W, необходимы две дополнительные шляпы Pi:

1. Pimoroni Automation pHAT для Raspberry Pi Zero Производитель: Adafruit Номер детали: ID ПРОДУКТА: 3352Количество: 1
2. Шляпа сервопривода SparkFun Pi Производитель: SparkFun Номер детали: DEV-14328Количество: 1
3. Заголовок стекирования GPIO - сверхдлинные контакты 2x20 Производитель: Adafruit Номер детали: ID ПРОДУКТА: 2223Количество: 2

Шаг 2. Необходимые инструменты

• Мини-отвертка Philips
• Клеевой пистолет и клей-карандаш или суперклей
• Плоскогубцы с игольчатыми носами
• Для версии Raspberry Pi необходимы паяльник и припой (необязательно)

Шаг 3. Распечатайте изображение диска кодировщика на бумаге с адресной этикеткой

1. Откройте Encoder_disk.pdf и распечатайте его на этикетке с адресом Avery 8160.
2. Ножницами вырежьте изображение диска кодировщика по пунктирным линиям из этикеточной бумаги и вырежьте центральное отверстие, используя пунктирную линию в качестве ориентира.

Шаг 4: прикрепите изображение диска энкодера к круглому сервоприводу

1. Снимите бумажную основу с графического изображения диска кодировщика с шага 3.
2. Прикрепите изображение диска энкодера к задней части круглого рупора сервопривода и отцентрируйте графическое отверстие диска энкодера вокруг шлицевого выступа рупора сервопривода.
3. Разгладьте изображение диска энкодера, чтобы удалить пузырьки воздуха или складки.

Шаг 5: прикрепите аналоговый кодировщик Tamiya к сервомотору Micro

1. Нанесите небольшую каплю клея-расплава или суперклея на бобышку вала серводвигателя. Используйте термоклей в качестве временного крепления, но используйте суперклей для окончательного постоянного крепления.
2. Присоедините аналоговый энкодер Tamiya, убедившись, что отверстие в печатной плате аналогового энкодера Tamiya находится по центру вала микросервомотора, а датчики указывают вверх / в сторону от мотора.

Шаг 6. Измените кабели датчиков энкодера

1. Кабели, поставляемые с аналоговым энкодером Tamiya, необходимо модифицировать для работы со стандартной конфигурацией сигнала заземления 5 В на аналоговых входных контактах микроконтроллера.
2. Поменяйте местами провода заземления и 5 В на одном конце кабеля аналогового датчика так, чтобы провод 5 В находился в центре контактного разъема, а заземляющий и сигнальный провода находились на краю контактного разъема.
3. Присоедините немодифицированный конец кабеля к контактам аналогового энкодера Tamiya.
4. Присоедините модифицированный конец кабеля к аналоговым входным контактам микроконтроллера Arduino, убедившись, что заземляющий провод на контакте Arduino подключен к контакту заземления аналогового энкодера Tamiya.
5. Подключите кабель ШИМ микро-серводвигателя к контактам D9 PWM вашего микроконтроллера Arduino.

Шаг 7: прикрепите круглый сервомотор к микро-серводвигателю

Установите круглый сервопривод с изображением диска энкодера на вал серводвигателя и прикрепите его с помощью прилагаемого крепежного винта сервопривода

Шаг 8: Подключение оборудования

Версия Arduino

1. Подключите модифицированный конец кабеля датчика энкодера к порту Analog 4 Arduino, соблюдая правильную ориентацию контактов заземления-5V-Signal.
2. Подключите разъем PWM микро-серводвигателя к контактам D9 контроллера Arduino.
3. Подключите Arduino к источнику питания

Версия Raspberry Pi

1. Поместите Pimoroni Automation Phat в заголовок Raspberry Pi GPIO
2. Установите SparkFun Pi Servo HAT поверх Pimoroni Automation Phat.
3. Подключите сигнальный контакт датчика аналогового энкодера к разъему ADC 1 на Pimoroni Automation Phat.
4. Подключите контакты заземления и 5 В разъема датчика аналогового энкодера к соответствующим разъемам заземления и 5 В на Pimoroni Automation Phat.
5. Перед подключением аккумулятора к шляпе убедитесь, что перемычка изоляции источника питания SparkFun Pi Servo HAT находится в разомкнутом режиме (см. Руководство поставщика).
6. Подключите аккумулятор к Raspberry Pi и SparkFun Pi Servo HAT

Шаг 9: Загрузите и запустите демонстрационный код кодировщика микросервомотора

Версия Arduino

1. Скопируйте, клонируйте или загрузите демонстрационный код Arduino Encoder Encoder.ino, Encoder.h и Encoder.cpp с github
2. Откройте демонстрационный код в Arduino IDE и выберите свою плату в меню IDE Tools.
3. Загрузите код на свою доску
4. После сброса платы Arduino она запустит программу и выполнит последовательность предопределенных движений, которые иллюстрируют, как управлять серводвигателем Micro с помощью аналогового энкодера Tamiya.

Версия Raspberry Pi

1. Скопируйте, клонируйте или загрузите демонстрационный код Encoder.py Python Encoder с github на свою SD-карту Raspberry Pi.
2. Откройте демонстрационный код в IDE Python 3 Idle и запустите код из меню Run IDE.
3. Как только программа запускается, она запускает программу и выполняет последовательность заранее определенных движений, которые иллюстрируют, как управлять серводвигателем Micro с помощью аналогового энкодера Tamiya. Раскомментируйте код, помеченный как интерактивный режим, для ввода команд положения из командной строки оболочки Python.

Шаг 10. Попробуйте онлайн-демонстрацию роботов

1. Вы можете протестировать пример робота с микродвигателями, управляемыми кодировщиком, на бесплатном веб-сайте droidguru.net.
2. Перейти: droidguru.net. Сначала посмотрите учебное пособие, если вы не знаете, как оно работает (меню «Справка»). Джойстик управляет роботом, а кнопка A запускает пистолет для страйкбола, если он не разряжен или батарея не разряжена. (Лучше всего при просмотре на ноутбуке / настольном компьютере)

3. Выполните следующие действия, чтобы начать использовать пример робота.

   • Войти как гость
   • Выберите комнату с колесами на панели присоединения к комнате.
   • Выберите робота Drone Patrol 1 на панели участников комнаты.
   • После того, как таймер обратного отсчета завершится, вы можете управлять роботом с помощью джойстика или кнопок джойстика.
   • Снова выберите робота Drone Patrol 1 на панели участников комнаты, чтобы начать новый сеанс управления роботом.
4. Виртуальный джойстик управляет роботом, а кнопки со стрелками задания джойстика управляют толчковыми / нониусными / инкрементными движениями двигателя с помощью аналоговых энкодеров для лучшего совмещения страйкбольного оружия с целями.