Ρομπότ Mecanum Wheel - Bluetooth Controlled: 5 Steps (with Pictures)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Από τότε που θυμάμαι τον εαυτό μου, πάντα ήθελα να φτιάξω ένα ρομπότ με τροχούς. Οι ρομποτικές πλατφόρμες τροχών mecanum που ήταν διαθέσιμες στην αγορά ήταν λίγο πολύ ακριβές για μένα, έτσι αποφάσισα να φτιάξω το ρομπότ μου από την αρχή.

Όπως κανένα άλλο ρομπότ ρομπότ με ροδάκινο δεν μπορεί να κινηθεί απέναντι χωρίς καμία δυσκολία. Αυτό το χαρακτηριστικό το καθιστά μοναδικό και επιτρέπει εύκολο χειρισμό σε στενούς χώρους χωρίς να χρειάζεται περιστροφή στη θέση του.

Λοιπόν, ήρθε η ώρα να πάτε στη δουλειά!

Μέρη που απαιτούνται σε αυτό το έργο:

1. Arduino Mega 2560 x1
2. Φορέας οδήγησης διπλού κινητήρα TB6612FNG x2
3. Μονάδα bluetooth HC-06 ή παρόμοια x1
4. Breadboard (ελάχιστο μέγεθος) x1
5. Μπαταρίες Li-Po: 7.4V 2200 mAh και 11.1V 2800 mAh x1
6. SKYRC iMAX B6 Μίνι φορτιστής μπαταρίας x1
7. Κινητήρας DC 12V x4
8. Τροχός Mecanum x4
9. Μπλουζάκια και καλώδια
10. Παξιμάδια και μπουλόνια
11. Πλαίσιο κατασκευασμένο από πλαστικό

Βήμα 1: Κατασκευή πλαισίου ρομπότ

Το πρώτο πράγμα που έπρεπε να κάνετε ήταν να κόψετε ένα κομμάτι πλαστικής πλάκας (153x260 mm). Στο επόμενο βήμα βίδωσα τους κινητήρες dc τοποθετημένους σε μεταλλικό σωλήνα στην πλαστική βάση. Αντί για 2 μεταλλικούς σωλήνες, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε 4 μεταλλικές βάσεις για κινητήρες dc. Το τελευταίο βήμα στην κατασκευή πλαισίου ρομπότ ήταν η τοποθέτηση των τροχών.

Βήμα 2: Τοποθέτηση των τροχών Mecanum

Οι τροχοί Mecanum πρέπει να τοποθετούνται με τον σωστό τρόπο. Μια σωστή διαμόρφωση απαιτεί ότι κάθε ένας από τους τέσσερις τροχούς μηχανής έχει ρυθμιστεί με τον τρόπο που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Ο άξονας περιστροφής του άνω κυλίνδρου κάθε τροχού πρέπει να διασχίζει το κέντρο του σασί του ρομπότ (σημείο Γ).

Βήμα 3: Σύνδεση ηλεκτρονικών ανταλλακτικών

Ο εγκέφαλος του συστήματος είναι Arduino Mega 2560. Ως οδηγός κινητήρα χρησιμοποίησα δύο φορείς οδηγών διπλού κινητήρα TB6612FNG. Αυτός ο ελεγκτής κινητήρα έχει επαρκές εύρος αποδεκτών τάσεων εισόδου (4,5V έως 13,5V) και συνεχές ρεύμα εξόδου (1Α ανά κανάλι). Το ρομπότ ελέγχεται μέσω bluetooth με εφαρμογή Android. Σε αυτό το έργο χρησιμοποίησα μια δημοφιλή φθηνή μονάδα bluetooth HC-06. Το ηλεκτρονικό σύστημα είναι εξοπλισμένο με δύο πηγές ενέργειας. Το ένα για την τροφοδοσία των κινητήρων DC (μπαταρία LiPo 11.1V, 1300 mAh) και το άλλο για τροφοδοσία μονάδας Arduino και bluetooth (μπαταρία LiPo 7.4V, 1800 mAh).

Όλες οι συνδέσεις των ηλεκτρονικών μονάδων είναι οι ακόλουθες:

1. Bluetooth (π.χ. HC-06)-> Arduino Mega 2560

   • TXD - RX1 (19)
   • RXD - TX1 (18)
   • VCC - 5V
   • GND - GND

2. Πρόγραμμα οδήγησης διπλού κινητήρα TB6612FNG -> Arduino Mega 2560

   • RightFrontMotor_PWMA - 2
   • LeftFrontMotor_PWMB - 3
   • RightRearMotor_PWMA - 4
   • LeftRearMotor_PWMB - 5
   • RightFrontMotor_AIN1 - 22
   • RightFrontMotor_AIN2 - 23
   • LeftFrontMotor_BIN1 - 24
   • LeftFrontMotor_BIN2 - 25
   • RightRearMotor_AIN1 - 26
   • RightRearMotor_AIN2 - 27
   • LeftRearMotor_BIN1 - 28
   • LeftRearMotor_BIN2 - 29
   • STBY - Vcc
   • VMOT - τάση κινητήρα (4,5 έως 13,5 V) - 11,1V από μπαταρία LiPo
   • Vcc - λογική τάση (2,7 έως 5,5) - 5V από το Arduino
   • GND - GND

3. Πρόγραμμα οδήγησης διπλού κινητήρα TB6612FNG -> DC Motors

   • MotorDriver1_A01 - RightFrontMotor
   • MotorDriver1_A02 - RightFrontMotor
   • MotorDriver1_B01 - LeftFrontMotor
   • MotorDriver1_B02 - LeftFrontMotor
   • MotorDriver2_A01 - RightRearMotor
   • MotorDriver2_A02 - RightRearMotor
   • MotorDriver2_B01 - LeftRearMotor
   • MotorDriver2_B02 - LeftRearMotor

Βήμα 4: Arduino Mega Code

Ο πλήρης κωδικός για αυτό το έργο είναι διαθέσιμος στο GitHub: σύνδεσμος

Το πρόγραμμα Arduino ελέγχει στον κύριο βρόχο - "void loop ()" εάν η νέα εντολή (χαρακτήρας) έχει σταλεί από την εφαρμογή Android μέσω bluetooth. Εάν υπάρχει εισερχόμενος χαρακτήρας από το σειριακό bluetooth, το πρόγραμμα ξεκινά την εκτέλεση της λειτουργίας "void processInput ()". Στη συνέχεια, από αυτήν τη συνάρτηση, ανάλογα με τον χαρακτήρα, καλείται μια συγκεκριμένη συνάρτηση ελέγχου κατεύθυνσης (π.χ. για τη συνάρτηση χαρακτήρα "r" καλείται "void moveRight (int mspeed)"). Από μια δεδομένη λειτουργία ελέγχου κατεύθυνσης, κάθε κινητήρας ρυθμίζεται στην επιθυμητή ταχύτητα και κατεύθυνση περιστροφής με τη λειτουργία "void motorControl", έτσι ώστε το ρομπότ να κινείται προς την επιθυμητή κατεύθυνση.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το άλλο παράδειγμα κώδικα για το Arduino Mega 2560, το οποίο σας επιτρέπει να ελέγχετε ένα ρομπότ τροχού με χρήση φωνητικών εντολών: σύνδεσμος. Επιπλέον, θα χρειαστεί να κατεβάσετε την εφαρμογή BT Voice Control for Arduino από το Google Play.

Βήμα 5: Έλεγχος του ρομπότ Mecanum Wheel

Κάθε τροχός mecanum διαθέτει δωρεάν κυλίνδρους, οι οποίοι κάνουν γωνία 45 μοιρών με τον άξονα του τροχού. Αυτός ο σχεδιασμός τροχών επιτρέπει στο ρομπότ να κινείται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Τα μπλε και πράσινα βέλη δείχνουν την κατεύθυνση των δυνάμεων τριβής που δρουν σε κάθε τροχό του μεκανίου. Μετακινώντας και τους τέσσερις τροχούς προς την ίδια κατεύθυνση μπορούμε να πάρουμε κίνηση προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Ελέγχοντας τους δύο τροχούς σε μία διαγώνιο προς την ίδια κατεύθυνση και άλλους δύο τροχούς προς την αντίθετη κατεύθυνση έχουμε πλάγια κίνηση όπως φαίνεται στο δεύτερο σχήμα (μετακινήστε δεξιά).

Μπορείτε να κατεβάσετε την εφαρμογή μου Android που σας επιτρέπει να ελέγχετε το ρομπότ mecanum wheel από το Google Play: σύνδεσμος

Πώς να χρησιμοποιήσετε την εφαρμογή Android:

• πατήστε το κουμπί μενού ή 3 κάθετες κουκκίδες (ανάλογα με την έκδοση του Android σας)
• επιλέξτε την καρτέλα "Σύνδεση συσκευής"
• πατήστε στην καρτέλα "HC-06" και μετά από λίγο θα δείτε το μήνυμα "Σύνδεση με HC-06"
• μετά τη σύνδεση, μπορείτε να ελέγξετε το ρομπότ σας
• εάν δεν βλέπετε τη συσκευή bluetooth HC-06 πατήστε το κουμπί "Σάρωση για συσκευές"
• κατά την πρώτη χρήση ζεύγος των συσκευών bluetooth σας εισάγοντας τον προεπιλεγμένο κωδικό "1234"

Εάν θέλετε να δείτε άλλα έργα μου σχετικά με τη ρομποτική, επισκεφθείτε:

• η ιστοσελίδα μου: www.mobilerobots.pl
• facebook: ρομπότ για κινητά