Робот-паук ARDUINO (ЧЕТВЕРЧЕНОК): 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Эй, ребята! Вот новое руководство, которое поможет вам шаг за шагом создавать такие супер удивительные электронные проекты, как «Ползунковый робот», известный также как «Робот-паук» или «Четвероногий робот».

Поскольку все заметили стремительную эволюцию робототехники, мы решили поднять вас, ребята, на более высокий уровень робототехники и создания роботов. Некоторое время назад мы начали с создания некоторых базовых электронных проектов и базового робота, такого как PICTO92, робота-следящего за линией, чтобы вы немного познакомились с электроникой и научились изобретать свои собственные проекты.

Переходя на другой уровень, мы начали с этого робота, который является базовым в концепции, но он станет немного сложнее, если вы углубитесь в его программу. А поскольку эти гаджеты в интернет-магазине такие дорогие, мы предоставляем это пошаговое руководство, чтобы помочь вам, ребята, создать своего собственного Spiderbot.

Этот проект очень удобно делать специально после получения настроенной печатной платы, которую мы заказали у JLCPCB, чтобы улучшить внешний вид нашего робота, а также в этом руководстве достаточно документов и кодов, чтобы вы могли легко создать свой сканер.

Мы сделали этот проект всего за 7 дней, всего за два дня, чтобы закончить изготовление оборудования и сборку, а затем за пять дней, чтобы подготовить код и приложение для Android. чтобы через него управлять роботом. Прежде чем начать, давайте сначала посмотрим

Что вы узнаете из этого урока:

1. Выбор правильных компонентов в зависимости от функциональности вашего проекта
2. Изготовление схемы для соединения всех выбранных компонентов
3. Соберите все детали проекта
4. Масштабирование баланса робота
5. С помощью приложения для Android. подключиться через Bluetooth и начать манипулировать системой

Шаг 1. Что такое «робот-паук»

Как следует из названия, наш робот представляет собой базовое представление движений сипдера, но он не будет выполнять точно такие же движения тела, поскольку мы используем только четыре ноги вместо восьми.

Названный также Quadrupedrobot, поскольку у него четыре ноги и он совершает свои движения, используя эти ноги, движение каждой ноги связано с другими ногами, чтобы идентифицировать положение тела робота, а также управлять балансом тела робота.

Роботы с ножками лучше справляются с местностью, чем их колесные собратья, и передвигаются разнообразными и анималистичными способами. Однако это делает роботов на ножках более сложными и менее доступными для многих производителей. а также стоимость изготовления и большие затраты, которые производитель должен потратить, чтобы создать полностью четвероногое тело, поскольку оно основано на серводвигателях или шаговых двигателях, и оба они дороже, чем двигатели постоянного тока, которые могут использоваться в колесных роботах.

Преимущества

Вы найдете четвероногих в природе в изобилии, потому что четыре ноги обеспечивают пассивную устойчивость или способность стоять без активной регулировки положения. То же самое и с роботами. Четвероногий робот дешевле и проще, чем робот с большим количеством ног, но все же он может достичь устойчивости.

Шаг 2: серводвигатели - главные исполнительные механизмы

Серводвигатель, как определено в Википедии, представляет собой поворотный или линейный привод, который позволяет точно контролировать угловое или линейное положение, скорость и ускорение. [1] Он состоит из подходящего двигателя, соединенного с датчиком для обратной связи по положению. Также требуется относительно сложный контроллер, часто специальный модуль, разработанный специально для использования с серводвигателями.

Серводвигатели не относятся к конкретному классу двигателей, хотя термин серводвигатель часто используется для обозначения двигателя, подходящего для использования в системе управления с обратной связью.

Вообще говоря, управляющий сигнал представляет собой последовательность прямоугольных импульсов. Общие частоты для управляющих сигналов - 44 Гц, 50 Гц и 400 Гц. Положительная ширина импульса определяет положение сервопривода. Положительная длительность импульса около 0,5 мс заставит рупор сервопривода отклониться настолько, насколько это возможно, влево (обычно от 45 до 90 градусов в зависимости от рассматриваемого сервопривода). Положительная длительность импульса от 2,5 мс до 3,0 мс заставит сервопривод отклоняться вправо, насколько это возможно. Ширина импульса около 1,5 мс заставит сервопривод удерживать нейтральное положение при 0 градусах. Выходное высокое напряжение обычно составляет от 2,5 до 10 вольт (обычно 3 В). Выходное низкое напряжение колеблется от -40 мВ до 0 В.

Шаг 3: Изготовление печатной платы (Изготовлено JLCPCB)

О JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) - крупнейшее предприятие по производству прототипов печатных плат в Китае и высокотехнологичный производитель, специализирующийся на быстром производстве прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат.

Обладая более чем 10-летним опытом производства печатных плат, JLCPCB имеет более 200 000 клиентов в стране и за рубежом, с более чем 8 000 онлайн-заказов на изготовление прототипов печатных плат и производство небольших партий печатных плат в день. Годовая производственная мощность составляет 200 000 кв.м. для различных 1-слойных, 2-слойных или многослойных печатных плат. JLC - профессиональный производитель печатных плат, отличающийся крупномасштабным, скважинным оборудованием, строгим управлением и превосходным качеством.

Вернуться к нашему проекту

Чтобы произвести печатную плату, я сравнил цены у многих производителей печатных плат, и я выбрал JLCPCB, лучших поставщиков печатных плат и самых дешевых поставщиков печатных плат, чтобы заказать эту схему. Все, что мне нужно сделать, это несколько простых щелчков мышью, чтобы загрузить файл gerber и установить некоторые параметры, такие как цвет и количество толщины печатной платы, а затем я заплатил всего 2 доллара, чтобы получить свою печатную плату всего через пять дней.

Поскольку это показывает изображение соответствующей схемы, я использовал Arduino Nano для управления всей системой, а также разработал форму робота-паука, чтобы сделать этот проект намного лучше.

Вы можете получить файл схемы (PDF) здесь. Как вы можете видеть на фотографиях выше, печатная плата изготовлена очень хорошо, и у меня есть та же форма паука на печатной плате, которую мы спроектировали, и все этикетки и логотипы здесь, чтобы направлять меня на этапах пайки.

Вы также можете скачать файл Gerber для этой схемы отсюда, если хотите разместить заказ на такую же схему.

Шаг 4: ингредиенты

Теперь давайте рассмотрим компоненты, необходимые для этого проекта. Как я уже сказал, я использую Arduino Nano для запуска всех 12 серводвигателей четырехногого робота. Проект также включает OLED-дисплей для отображения лиц Cozmo и модуль Bluetooth для управления роботом через приложение для Android.

Для создания подобных проектов нам потребуются:

• - Плата, которую мы заказали у JLCPCB
• - 12 серводвигателей, как вы помните, по 3 сервопривода на каждую ногу:
• - Один Arduino Nano:
• - Модуль Bluetooth HC-06:
• - Один экран OLED-дисплея:
• - 5-миллиметровые светодиоды RGB:
• - Некоторые заголовочные соединения:
• - И тело робота успокаивает, что нужно их распечатать на 3D-принтере.

Шаг 5: Сборка робота

Теперь у нас есть готовая печатная плата и все компоненты очень хорошо спаяны, после этого нам нужно собрать корпус робота, процедура настолько проста, поэтому просто следуйте инструкциям, которые я показываю, нам нужно сначала подготовить каждую ножку стороной и сделать с одним светодиодом нам нужны два серводвигателя для суставов и детали, напечатанные на Coxa, Femur и Tibia, с этой маленькой прикрепляемой деталью.

О частях тела робота вы можете скачать его файлы в формате STL отсюда.

Начиная с первого сервопривода, поместите его в гнездо и удерживайте винтами, после этого поверните ось сервопривода на 180 °, не вставляя винт для крепления, и перейдите к следующей части, которая является бедренной костью, чтобы соединить ее с большеберцовой костью. используя первый топор серво шарнира и прикрепляемую деталь. Последний шаг для завершения ноги - это размещение второго сустава, я имею в виду второго сервопривода, чтобы удерживать третью часть ноги, которая является частью Coxa.

Теперь повторите то же самое для всех ног, чтобы подготовить четыре ноги. После этого возьмите верхнее шасси и поместите остальные сервоприводы в их гнезда, а затем подключите каждую ножку к соответствующему сервоприводу. Осталась только одна последняя печатная часть, которая является нижним шасси робота, в котором мы разместим нашу печатную плату.

Шаг 6. Приложение для Android

Говоря об Android, это позволяет вам

подключайтесь к своему роботу через Bluetooth и совершайте движения вперед и назад, а также повороты влево и вправо, это также позволяет вам управлять цветом света робота в режиме реального времени, выбирая желаемый цвет на этом цветовом круге.

Вы можете бесплатно скачать приложение для Android по этой ссылке: здесь

Шаг 7: Код Arduino и проверка тестирования

Теперь у нас есть робот, почти готовый к работе, но нам нужно сначала настроить углы суставов, поэтому загрузите код настройки, который позволяет вам установить каждый сервопривод в правильное положение, прикрепив сервоприводы под углом 90 градусов, не забудьте подключить 7V Аккумулятор постоянного тока для работы робота.

Далее нам нужно загрузить основную программу для управления роботом с помощью приложения для Android. Обе программы вы можете скачать по этим ссылкам:

- Сервокод масштабирования: ссылка для скачивания - Основная программа робота-паука: ссылка для скачивания

После загрузки кода я подключил OLED-дисплей, чтобы отображать улыбки роботов Cozmo, которые я сделал в основном коде.

Как вы можете видеть на фотографиях выше, робот выполняет все инструкции, отправленные с моего смартфона, а также некоторые другие улучшения, которые необходимо выполнить, чтобы сделать его намного больше масла.