"Miles" το τετράποδο ρομπότ αράχνη: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Βασισμένο στο Arduino Nano, το Miles είναι ένα ρομπότ αράχνη που χρησιμοποιεί τα 4 πόδια του για να περπατήσει και να ελιχθεί. Χρησιμοποιεί 8 κινητήρες Servo SG90 / MG90 ως ενεργοποιητές για τα πόδια, αποτελείται από ένα προσαρμοσμένο PCB για την τροφοδοσία και τον έλεγχο των σερβομηχανών και του Arduino Nano. Το PCB διαθέτει ειδικές υποδοχές για μονάδα IMU, μονάδα Bluetooth και ακόμη και διάταξη αισθητήρων IR για να φτιάξει το ρομπότ αυτονόμος. Το σώμα είναι κατασκευασμένο από ακρυλικά φύλλα κομμένα με λέιζερ 3mm, μπορεί επίσης να εκτυπωθεί 3D. Είναι ένα εξαιρετικό έργο για τους λάτρεις να εξερευνήσουν την αντίστροφη κινηματική στη ρομποτική.

Ο κώδικας και οι βιβλιοθήκες, τα αρχεία Gerber και τα αρχεία STL/step για το έργο θα διατίθενται κατόπιν αιτήματος. Το Miles διατίθεται επίσης ως Kit, DM για λεπτομέρειες.

Αυτό το έργο είναι εμπνευσμένο από το mePed (www.meped.io) και χρησιμοποιεί έναν αναβαθμισμένο κώδικα εμπνευσμένο από αυτό.

Προμήθειες

Απαιτούμενα εξαρτήματα:

Τα προαιρετικά επισημαίνονται ως

• Μίλια PCB (1)
• Miles Μηχανικά μέρη σώματος
• Σερβοκινητήρες SG90/MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Ρυθμιστής τάσης (6)
• Διακόπτης διαφάνειας (1)
• 0.33uF Ηλεκτρολυτικό καπάκι (2)
• Ηλεκτρολυτικό καπάκι 0.1uF (1)
• 3.08mm 2 ακίδων Pheonix υποδοχή (1)
• 2 ακροδέκτες Relimate connector (1)
• 10 ακίδων Relimate Connector (1)
• 4 στην υποδοχή Relimate (1)
• Αρσενικές καρφίτσες κεφαλίδας για servo Connectors

Βήμα 1: Σχεδιασμός του σχηματικού και των PCB

Σχεδιάζω τα PCB μου σε λογισμικό Altium (για λήψη κάντε κλικ εδώ). 12 σερβο SG90/MG90 μπορούν να καταναλώσουν έως και 4-5 Amps αν λειτουργούν όλα ταυτόχρονα, έτσι ο σχεδιασμός απαιτεί υψηλότερες δυνατότητες εξόδου ρεύματος. Έχω χρησιμοποιήσει ρυθμιστή τάσης 7805 για την τροφοδοσία των σερβο, αλλά μπορεί να βγάλει ρεύμα έως 1 Amp. Για την επίλυση αυτού του ζητήματος, 6 IC LM7805 συνδέονται παράλληλα για να αυξήσουν την τρέχουσα έξοδο.

Schematics και Gerber μπορείτε να βρείτε εδώ.

Τα χαρακτηριστικά αυτού του σχεδιασμού περιλαμβάνουν:

• Το MPU6050/9250 χρησιμοποιείται για τη μέτρηση γωνίας
• Έξοδος ρεύματος έως 6 Amp
• Απομονωμένο σερβο τροφοδοτικό
• HCsr04 Έξοδος υπερηχητικού αισθητήρα
• Παρέχονται επίσης περιφερειακά για Bluetooth και I2C.
• Όλες οι αναλογικές ακίδες παρέχονται σε ένα Relimate για σύνδεση αισθητήρων και ενεργοποιητών
• 12 έξοδοι σερβο
• LED ένδειξης ισχύος

Προδιαγραφές PCB:

• Το μέγεθος του PCB είναι 77 x 94 mm
• 2 στρώματα FR4
• 1,6 χλστ

Βήμα 2: Συγκόλληση των εξαρτημάτων και μεταφόρτωση του κώδικα

Συγκολλήστε τα εξαρτήματα με αύξουσα σειρά στα ύψη των εξαρτημάτων, ξεκινώντας πρώτα από τα εξαρτήματα SMD.

Υπάρχει μόνο μία αντίσταση SMD σε αυτό το σχέδιο. Προσθέστε θηλυκές καρφίτσες κεφαλίδας για Arduino και LM7805, ώστε να μπορεί να αντικατασταθεί εάν είναι απαραίτητο. Συγκολλήστε αρσενικές καρφίτσες κεφαλίδας για σερβο συνδέσεις και άλλα εξαρτήματα στη θέση τους.

Ο σχεδιασμός διαθέτει ξεχωριστά 5V για τα servos και το Arduino. Ελέγξτε για σορτς με γείωση σε όλες τις ατομικές ράγες ισχύος, δηλαδή έξοδο Arduino 5V, έξοδο Servo VCC και είσοδο 12V phoenix.

Μόλις ελεγχθεί το PCB για σορτς, το Arduino είναι έτοιμο για προγραμματισμό. Ο κωδικός δοκιμής είναι διαθέσιμος στο github μου (Κάντε κλικ εδώ). Ανεβάστε τον κωδικό δοκιμής και συναρμολογήστε ολόκληρο το ρομπότ.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση του σώματος Laser Cut:

Υπάρχουν συνολικά 26 μέρη στο σχέδιο που μπορούν να εκτυπωθούν 3D ή να κοπούν με λέιζερ από ακρυλικά φύλλα 2mm. Έχω χρησιμοποιήσει κόκκινα και μπλε ακρυλικά φύλλα 2mm για να δώσω στο ρομπότ μια εμφάνιση Spiderman.

Το σώμα αποτελείται από πολλούς συνδέσμους που μπορούν να στερεωθούν χρησιμοποιώντας μπουλόνια παξιμαδιού M2 και M3. Τα σερβίς στερεώνονται με μπουλόνια παξιμαδιού Μ2. Βεβαιωθείτε ότι έχετε προσθέσει τις μπαταρίες και το PCB στο κύριο σώμα πριν στερεώσετε την επάνω πλάκα περιβλήματος.

Τα απαραίτητα αρχεία μπορούν να βρεθούν στο github μου (Κάντε κλικ εδώ)

Βήμα 4: Συνδέστε τα πάντα και δοκιμάστε το ρομπότ:

Τώρα τελειώστε συνδέοντας το Servos με τη σειρά που δίνεται παρακάτω:

(D2) Μπροστινό αριστερό Pivot Servo

(D3) Μπροστινό αριστερό σερβο ανελκυστήρα

(D4) Πίσω αριστερό Pivot Servo

(D5) Πίσω αριστερό σερβο ανελκυστήρα

(D6) Πίσω δεξιά περιστροφική υπηρεσία

(D7) Σέρβο πίσω δεξιού ανελκυστήρα

(D8) Μπροστινό δεξιό Pivot Servo

(D9) Μπροστινό δεξιό σέρβις ανελκυστήρα

Ξεκινήστε το ρομπότ χρησιμοποιώντας τον διακόπτη!

Βήμα 5: Μελλοντικές βελτιώσεις:

Αντίστροφη κινηματική:

Ο τρέχων κώδικας χρησιμοποιεί προσέγγιση θέσης όπου παρέχουμε τις γωνίες στις οποίες πρέπει να μετακινηθεί το σερβο για να επιτευχθεί κάποια κίνηση. Η αντίστροφη κινηματική θα δώσει στο ρομπότ μια πιο εξελιγμένη προσέγγιση στο περπάτημα.

Έλεγχος εφαρμογής Bluetooth:

Η υποδοχή UART στο PCB επιτρέπει στον χρήστη να συνδέσει μια μονάδα bluetooth όπως το HC-05 για ασύρματο έλεγχο του ρομπότ χρησιμοποιώντας ένα smartphone.