"مایل" ربات عنکبوتی چهارپا: 5 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

بر اساس آردوینو نانو ، مایلز یک روبات عنکبوتی است که از 4 پای خود برای راه رفتن و مانور استفاده می کند. از 8 موتور سروو SG90 / MG90 به عنوان محرک برای پاها استفاده می کند ، شامل یک PCB سفارشی است که برای تغذیه و کنترل سرویس ها و Arduino Nano ساخته شده است. PCB دارای اسلات اختصاصی برای ماژول IMU ، ماژول بلوتوث و حتی آرایه حسگر IR برای ساخت ربات است. خود مختار. بدنه از ورق های اکریلیک برش لیزری 3 میلی متری ساخته شده است ، همچنین می توان آن را به صورت سه بعدی چاپ کرد. این یک پروژه عالی برای علاقه مندان برای کشف سینماتیک معکوس در رباتیک است.

کد و کتابخانه ها ، فایل های Gerber و فایل های STL/step برای پروژه در صورت درخواست در دسترس قرار می گیرند. مایل برای جزئیات بیشتر به صورت Kit ، DM نیز موجود است.

این پروژه از mePed (www.meped.io) الهام گرفته شده است و از کد ارتقا یافته ای که از آن الهام گرفته شده است استفاده می کند.

تدارکات

اجزای مورد نیاز:

اختیاری به عنوان marked علامت گذاری شده است

• مایل PCB (1)
• اجزای مکانیکی بدن مایلز
• سروو موتور SG90/MG90 (12)
• آدوینو نانو (1)
• LM7805 تنظیم کننده ولتاژ (6)
• سوئیچ اسلاید (1)
• کلاه الکترولیتی 0.33uF (2)
• درپوش الکترولیتی 0.1uF (1)
• 3.08mm اتصال 2 پین Pheonix (1)
• 2 پین اتصال Relimate (1)
• 10 پین Relimate Connector (1)
• 4 در اتصال Relimate (1)
• پین هدرهای مردانه برای اتصال دهنده های سروو

مرحله 1: طراحی شماتیک و PCB ها

من PCB های خود را در نرم افزار Altium طراحی می کنم (برای بارگیری اینجا را کلیک کنید). در صورتی که همه به طور همزمان کار کنند ، 12 سرو SG90/MG90 می توانند حداکثر 4-5 آمپر مصرف کنند ، بنابراین طراحی به قابلیت های خروجی فعلی بالاتری نیاز دارد. من از تنظیم کننده ولتاژ 7805 برای تغذیه سروها استفاده کرده ام ، اما می تواند حداکثر 1 آمپر جریان را خروجی دهد. برای حل این مشکل ، 6 IC LM7805 به طور موازی به هم متصل می شوند تا خروجی جریان را افزایش دهند.

Schematics و Gerber را می توانید در اینجا پیدا کنید.

ویژگی های این طرح عبارتند از:

• MPU6050/9250 برای اندازه گیری زاویه استفاده می شود
• خروجی جریان تا 6 آمپر
• منبع تغذیه سرو جدا شده
• خروجی سنسور اولتراسونیک HCsr04
• لوازم جانبی بلوتوث و I2C نیز ارائه شده است.
• همه پین های آنالوگ در Relimate برای اتصال سنسورها و محرک ها ارائه شده است
• 12 خروجی سروو
• LED نشانگر قدرت

مشخصات PCB:

• اندازه PCB 77 94 94 میلی متر است
• 2 لایه FR4
• 1.6 میلی متر

مرحله 2: لحیم کردن اجزا و بارگذاری کد

قطعات را به ترتیب صعودی ارتفاع اجزاء لحیم کنید ، ابتدا با اجزای SMD شروع کنید.

در این طرح فقط یک مقاومت SMD وجود دارد. پین های هدر زن را برای آردوینو و LM7805 اضافه کنید تا در صورت لزوم جایگزین شود. پین های هدر نر را برای اتصال دهنده های سروو و سایر قطعات در جای خود لحیم کنید.

طراحی 5V جداگانه برای سرووها و آردوینو دارد. در تمام ریلهای برق جداگانه ، یعنی خروجی آردوینو 5 ولت ، خروجی سروو VCC و ورودی 12 ولت ققنوس ، شورت با زمین را بررسی کنید.

پس از بررسی PCB برای شورت ، Arduino آماده برنامه نویسی است. کد آزمون در github من موجود است (اینجا را کلیک کنید). کد آزمایش را بارگذاری کرده و کل ربات را مونتاژ کنید.

مرحله 3: مونتاژ بدنه برش لیزری:

در مجموع 26 قسمت در طرح وجود دارد که می توانند چاپ سه بعدی یا برش لیزری از ورق های اکریلیک 2 میلی متری داشته باشند. من از ورق های اکریلیک قرمز و آبی 2 میلی متری برای جلوه دادن عنصر مرد عنکبوتی به ربات استفاده کرده ام.

بدنه از چندین پیوند تشکیل شده است که می توان آنها را با استفاده از پیچ و مهره M2 و M3 ثابت کرد. سروها با پیچ و مهره M2 ثابت می شوند. قبل از تعمیر صفحه محفظه بالا ، مطمئن شوید که باتری ها و PCB را به داخل بدنه اصلی اضافه کرده اید.

فایلهای لازم را می توانید در github من پیدا کنید (اینجا را کلیک کنید)

مرحله 4: سیم کشی همه چیز و آزمایش ربات:

اکنون با اتصال Servos به ترتیب زیر به پایان برسید:

(D2) سروو محور چپ جلو

(D3) سرو لیفت چپ جلو

(D4) پشت چپ Pivot Servo

(D5) سرو لیفت چپ عقب

(D6) سروو محور عقب راست

(D7) سرو آسانسور عقب راست

(D8) سروو محور جلو راست

(D9) سرو آسانسور جلو راست

با استفاده از کلید کشویی ربات را راه اندازی کنید!

مرحله 5: پیشرفت های آینده:

سینماتیک معکوس:

کد فعلی از رویکرد موقعیتی استفاده می کند که در آن زوایایی را ارائه می دهیم که سروو باید برای رسیدن به حرکت خاصی حرکت کند. سینماتیک معکوس روبات را در راه رفتن پیچیده تر می کند.

کنترل برنامه بلوتوث:

اتصال UART در PCB به کاربر امکان می دهد یک ماژول بلوتوث مانند HC-05 را برای کنترل بی سیم ربات با استفاده از تلفن هوشمند متصل کند.