ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPED): 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

سلام بچه ها! در اینجا یک آموزش جدید وجود دارد که گام به گام شما را در حین ساختن این نوع پروژه های فوق العاده الکترونیکی شگفت انگیز راهنمایی می کند. این "ربات خزنده" معروف به "ربات عنکبوتی" یا "ربات چهارپا" است.

از آنجایی که همه افراد متوجه پیشرفت سریع فناوری رباتیک شدند ، تصمیم گرفتیم شما را در زمینه رباتیک و ساخت ربات به سطح بالاتری برسانیم. ما چندی پیش با ساخت برخی از پروژه های الکترونیکی اساسی و ربات های اصلی مانند PICTO92 ربات دنبال کننده خط شروع کردیم تا شما را با چیزهای الکترونیکی آشنا کرده و بتوانید پروژه های خود را اختراع کنید.

با حرکت به مرحله ای دیگر ، ما با این ربات شروع به کار کرده ایم که در مفهوم اصلی است ، اما اگر در برنامه آن عمیق تر شوید کمی پیچیده می شود. و از آنجا که این ابزارها در فروشگاه اینترنتی بسیار گران هستند ، ما این راهنمای گام به گام را ارائه می دهیم تا به شما راهنمایی کنیم که Spiderbot خود را بسازید.

این پروژه بسیار مفید است به خصوص پس از تهیه PCB سفارشی که ما از JLCPCB سفارش داده ایم تا ظاهر ربات ما را بهبود بخشد و همچنین اسناد و کدهای کافی در این راهنما وجود دارد که به شما امکان می دهد خزنده خود را به راحتی ایجاد کنید.

ما این پروژه را فقط در 7 روز ، فقط دو روز برای ساخت سخت افزار و مونتاژ ، و پنج روز برای آماده سازی کد و برنامه اندروید ساخته ایم. به منظور کنترل ربات از طریق آن. قبل از شروع ابتدا ببینیم

آنچه از این آموزش خواهید آموخت:

1. بسته به عملکرد پروژه ، اجزای مناسب را انتخاب کنید
2. ایجاد مدار برای اتصال همه اجزای انتخاب شده
3. تمام قطعات پروژه را جمع آوری کنید
4. مقیاس بندی تعادل ربات
5. با استفاده از برنامه Android. برای اتصال از طریق بلوتوث و شروع به دستکاری سیستم

مرحله 1: "ربات عنکبوتی" چیست

همانطور که از نامش مشخص است ، ربات ما نمای اصلی حرکت های جارو برقی است ، اما دقیقاً همان حرکت بدن را انجام نمی دهد ، زیرا ما از چهار پا به جای هشت پا استفاده می کنیم.

حرکت چهار پا که چهار پا دارد و حرکات خود را با استفاده از این پاها انجام می دهد ، چهار پا نامیده می شود ، حرکت هر پا به سایر پاها مربوط می شود تا وضعیت بدن ربات را شناسایی کرده و همچنین تعادل بدن ربات را کنترل کند.

ربات های پا دار بهتر از نمونه های چرخ دار خود با زمین برخورد می کنند و به شیوه های متنوع و حیوانی حرکت می کنند. با این حال ، این امر باعث می شود ربات های پا پا پیچیده تر و برای بسیاری از سازندگان کمتر قابل دسترسی باشد. و همچنین هزینه ساخت و هزینه های بالایی که یک سازنده باید صرف ایجاد چهارپاره کامل بدن کند ، زیرا بر اساس موتورهای سروو یا پله ای است و هر دو گرانتر از موتورهای DC هستند که می توانند در روبات های چرخ دار استفاده شوند.

مزایای

چهارپا در طبیعت فراوان خواهید یافت ، زیرا چهار پا باعث ایجاد ثبات غیرفعال یا توانایی ایستادن بدون تنظیم فعال موقعیت می شوند. همین امر در مورد روبات ها نیز صادق است. یک ربات چهار پا ارزان تر و ساده تر از یک ربات با پاهای بیشتر است ، اما هنوز می تواند به ثبات برسد.

مرحله 2: سرو موتورها محرک اصلی هستند

یک سرووموتور همانطور که در ویکی پدیا تعریف شده است ، یک محرک دوار یا محرک خطی است که امکان کنترل دقیق موقعیت ، سرعت و شتاب زاویه ای یا خطی را فراهم می کند. همچنین نیاز به یک کنترلر نسبتاً پیچیده دارد ، اغلب یک ماژول اختصاصی که مخصوص استفاده از سرو موتورها طراحی شده است.

سرو موتورها کلاس خاصی از موتور نیستند ، گرچه اصطلاح سرو موتور برای اشاره به موتور مناسب برای استفاده در سیستم کنترل حلقه بسته استفاده می شود.

به طور کلی سیگنال کنترل یک قطار پالس موج مربع است. فرکانس های رایج برای سیگنال های کنترل 44 هرتز ، 50 هرتز و 400 هرتز است. عرض پالس مثبت آن چیزی است که موقعیت سرو را تعیین می کند. عرض پالس مثبت حدود 0.5 میلی ثانیه باعث می شود که شاخ سرو تا آنجا که می تواند به سمت چپ منحرف شود (به طور کلی بسته به سرووی مورد نظر ، حدود 45 تا 90 درجه). عرض پالس مثبت در حدود 2.5 میلی ثانیه تا 3.0 میلی ثانیه باعث می شود که سروو تا آنجا که می تواند به سمت راست منحرف شود. عرض پالس در حدود 1.5 میلی ثانیه باعث می شود که سروو در حالت صفر درجه موقعیت خنثی را حفظ کند. ولتاژ خروجی به طور کلی چیزی بین 2.5 ولت تا 10 ولت (با 3 ولت معمولی) است. ولتاژ پایین خروجی از -40mV تا 0V متغیر است.

مرحله 3: ساخت PCB (تولید شده توسط JLCPCB)

درباره JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه اولیه PCB در چین و یک تولید کننده با تکنولوژی بالا است که متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است.

با بیش از 10 سال تجربه در تولید PCB ، JLCPCB دارای بیش از 200،000 مشتری در داخل و خارج از کشور است ، با بیش از 8000 سفارش آنلاین از نمونه اولیه PCB و تولید مقدار کمی PCB در روز. ظرفیت تولید سالانه 200 ، 000 متر مربع است. برای انواع PCB های 1 لایه ، 2 لایه یا چند لایه. JLC یک تولید کننده حرفه ای PCB است که دارای مقیاس بزرگ ، تجهیزات خوب ، مدیریت دقیق و کیفیت برتر است.

بازگشت به پروژه ما

به منظور تولید PCB ، من قیمت بسیاری از تولید کنندگان PCB را مقایسه کرده و JLCPCB را بهترین تامین کنندگان PCB و ارزان ترین ارائه دهندگان PCB را برای سفارش این مدار انتخاب کردم. تنها کاری که باید انجام دهم چند کلیک ساده برای بارگذاری فایل gerber و تنظیم پارامترهایی مانند رنگ و مقدار ضخامت PCB است ، سپس من فقط 2 دلار برای تهیه PCB خود پس از پنج روز پرداخت کرده ام.

همانطور که تصویر طرحواره مربوطه را نشان می دهد ، من از آردوینو نانو برای کنترل کل سیستم استفاده کرده ام ، همچنین شکل عنکبوت روبات را طراحی کرده ام تا این پروژه را بسیار بهتر کند.

می توانید فایل Circuit (PDF) را از اینجا دریافت کنید. همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید PCB بسیار خوب ساخته شده است و من همان شکل عنکبوت PCB را داریم که طراحی کرده ایم و همه برچسب ها و لوگوها برای راهنمایی من در مراحل لحیم کاری وجود دارد.

همچنین می توانید فایل Gerber را برای این مدار از اینجا در صورت تمایل به سفارش طرح مشابه مدار ، از اینجا بارگیری کنید.

مرحله 4: مواد لازم

حالا بیایید اجزای لازم مورد نیاز برای این پروژه را مرور کنیم ، بنابراین همانطور که گفتم ، من از آردوینو نانو برای اجرای تمام 12 سروو موتور ربات چهار پا استفاده می کنم. این پروژه همچنین شامل یک صفحه نمایش OLED برای نمایش چهره های Cozmo و یک ماژول بلوتوث برای کنترل ربات از طریق یک برنامه اندرویدی است.

برای ایجاد چنین پروژه هایی به موارد زیر نیاز داریم:

• - PCB که ما آن را از JLCPCB سفارش داده ایم
• - 12 موتور سروو همانطور که 3 سروو برای هر پا به خاطر دارید:
• - یک آردوینو نانو:
• - ماژول بلوتوث HC-06:
• - یک صفحه نمایش OLED:
• - LED های RGB 5 میلی متری:
• - برخی از اتصال دهنده های سرصفحه:
• - و بدنه ربات به شما کمک می کند تا آنها را با استفاده از چاپگر سه بعدی چاپ کنید

مرحله 5: جمع آوری روبات ها

در حال حاضر ما PCB را آماده کرده ایم و همه اجزای آن به خوبی لحیم شده است ، پس از آن ما باید بدن روبات را جمع آوری کنیم ، این روش بسیار آسان است ، بنابراین مراحلی را که نشان می دهم دنبال کنید ، ابتدا باید هر پا را به صورت جانبی آماده کرده و یک لامپ به دو سروو موتور برای مفاصل و قطعات چاپ شده Coxa ، Femur و Tibia با این قسمت متصل کوچک نیاز داریم.

در مورد قطعات بدن ربات می توانید فایل های STL آن را از اینجا بارگیری کنید.

از اولین سروو شروع کنید ، آن را در سوکت خود قرار دهید و با پیچ های آن نگه دارید ، سپس تیشه سرو را بدون قرار دادن پیچ برای اتصالات به 180 درجه بچرخانید و به قسمت بعدی که Femur برای اتصال آن به استخوان درشت نی است ، بروید. با استفاده از اولین تبر سروو اتصال و قطعه اتصال. آخرین مرحله برای تکمیل پا ، قرار دادن مفصل دوم است ، منظور سروو دوم است که قسمت سوم ساق را که قطعه Coxa است نگه می دارد.

حالا همین کار را برای همه پاها تکرار کنید تا چهار پا آماده شود. پس از آن شاسی بالایی را برداشته و بقیه سرووها را در پریزهای آنها قرار دهید و سپس هر پایه را به سرووی مناسب وصل کنید. تنها یک قطعه چاپ شده آخر وجود دارد که شاسی ربات پایین است و ما برد مدار خود را در آن قرار می دهیم

مرحله 6: برنامه Android

صحبت کردن در مورد سیستم عامل اندروید به شما امکان می دهد

از طریق بلوتوث به ربات خود متصل شوید و حرکات رو به جلو و عقب و چرخش به چپ راست را انجام دهید ، همچنین به شما این امکان را می دهد که با انتخاب رنگ دلخواه از این چرخ رنگ ، رنگ روشن ربات را در زمان واقعی کنترل کنید.

می توانید برنامه اندروید را از این لینک به صورت رایگان بارگیری کنید: اینجا

مرحله 7: کد Arduino و اعتبار سنجی تست

در حال حاضر ما روبات را تقریباً آماده اجرا داریم ، اما ابتدا باید زاویه اتصالات را تنظیم کنیم ، بنابراین کد راه اندازی را بارگذاری کنید که به شما امکان می دهد هر سروو را با اتصال سرووها در 90 درجه در موقعیت مناسب قرار دهید ، اتصال 7 ولت را فراموش نکنید. باتری DC به منظور اجرای ربات.

در مرحله بعد باید برنامه اصلی را برای کنترل ربات با استفاده از برنامه اندروید بارگذاری کنیم. هر دو برنامه را می توانید از لینک های زیر بارگیری کنید:

- پوسته پوسته شدن کد سروو: لینک دانلود- برنامه اصلی ربات عنکبوتی: لینک دانلود

پس از بارگذاری کد ، صفحه نمایش OLED را به منظور نمایش لبخندهای روبات Cozmo که در کد اصلی ایجاد کرده ام متصل کرده ام.

همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید ، روبات تمام دستورالعمل های ارسال شده از تلفن هوشمند من و برخی پیشرفت های دیگر را انجام می دهد تا بتواند کره بسیار بیشتری را انجام دهد.