بازوی روباتیک بر اساس میکروکنترلر PIC: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

از خط مونتاژ صنایع تولید خودرو گرفته تا روبات های جراحی از راه دور در فضا ، Robotic Arms در همه جا یافت می شود. مکانیسم این روبات ها شبیه به انسان است که می تواند برای عملکرد مشابه و افزایش قابلیت ها برنامه ریزی شود. آنها می توانند برای انجام اقدامات مکرر سریعتر و دقیقتر از انسانها استفاده شوند یا می توانند در محیطهای سخت و بدون خطر جان انسان مورد استفاده قرار گیرند. ما قبلاً یک Record and Play Robotic Arm با استفاده از آردوینو ساخته ایم که می تواند برای انجام یک کار خاص آموزش ببیند و برای همیشه تکرار شود.

در این آموزش ، ما از میکروکنترلر 8 بیتی استاندارد PIC16F877A صنعت برای کنترل بازوی رباتیک مشابه با پتانسیومترها استفاده خواهیم کرد. چالش این پروژه این است که PIC16F877A فقط دو پین دارای قابلیت PWN دارد ، اما ما باید حدود 5 سروو موتور را برای ربات خود کنترل کنیم که به 5 پین PWM جداگانه نیاز دارد. بنابراین ما باید از پین های GPIO استفاده کرده و سیگنال های PWM را در پین های GPIC GPO با استفاده از وقفه های زمان سنج تولید کنیم. اکنون ، البته ، ما می توانیم به یک میکروکنترلر بهتر ارتقا دهیم یا از یک IC چند رسانه ای برای سهولت کار در اینجا استفاده کنیم. اما هنوز هم ، ارزش این را دارد که این پروژه را برای تجربه یادگیری امتحان کنید.

ساختار مکانیکی بازوی رباتیک که من در این پروژه از آن استفاده می کنم ، برای پروژه قبلی من کاملاً به صورت سه بعدی چاپ شد. می توانید فایلهای طراحی کامل و روش مونتاژ را در اینجا پیدا کنید. متناوباً ، اگر چاپگر سه بعدی ندارید ، می توانید یک بازوی ساده روباتیک با استفاده از مقوا همانطور که در پیوند نشان داده شده است بسازید. با فرض اینکه به نوعی بازوی رباتیک خود را در دست گرفته اید ، اجازه دهید وارد پروژه شوید.

مرحله 1: نمودار مدار

نمودار مدار کامل این بازوی روباتیک مبتنی بر میکروکنترلر PIC در زیر نشان داده شده است. نمودارها با استفاده از EasyEDA ترسیم شده است.

نمودار مدار بسیار ساده است. پروژه کامل توسط آداپتور 12V تغذیه می شود. سپس این 12 ولت با استفاده از دو تنظیم کننده ولتاژ 7805 به +5 ولت تبدیل می شود. یکی به عنوان +5V برچسب گذاری شده و دیگری به عنوان +5V برچسب گذاری شده است (2). دلیل داشتن دو رگولاتور این است که وقتی سروو می چرخد جریان زیادی را وارد می کند که باعث افت ولتاژ می شود. این افت ولتاژ PIC را مجبور به راه اندازی مجدد می کند ، بنابراین ما نمی توانیم PIC و سروو موتورها را روی یک ریل +5 ولت کار کنیم. بنابراین از برچسب +5V برای تغذیه میکروکنترلر PIC ، LCD و پتانسیومتر و خروجی تنظیم کننده جداگانه که برچسب +5V (2) برچسب گذاری شده است برای تغذیه سروو موتورها استفاده می شود.

پنج پین خروجی پتانسیومترها که ولتاژ متغیری از 0V تا 5V ایجاد می کنند ، به پین های آنالوگ An0 تا AN4 PIC متصل می شوند. از آنجا که ما در حال برنامه ریزی برای استفاده از تایمر برای تولید PWM هستیم ، سرو موتورها می توانند به هر پین GPIO متصل شوند. من پین های RD2 تا RD6 را برای سرو موتورها انتخاب کرده ام ، اما می تواند هر GPIO دلخواه شما باشد.

از آنجا که این برنامه اشکال زدایی زیادی را شامل می شود ، یک صفحه LCD 16x2 نیز به portB PIC وصل می شود. با این کار چرخه عملکرد سروو موتورهای تحت کنترل نمایش داده می شود. به غیر از این ، من اتصالات را برای همه پین های GPIO و آنالوگ گسترش داده ام ، فقط در صورت نیاز به رابط سنسور در آینده. سرانجام من پین برنامه نویس H1 را نیز متصل کرده ام تا PIC را مستقیماً با pickit3 با استفاده از گزینه برنامه نویسی ICSP برنامه ریزی کند.

مرحله 2: ایجاد سیگنال های PWM در پین GPIO برای کنترل موتور سروو

"loading =" تنبل ">