Merimangë kartoni (DIY Quadruped): 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Përshëndetje përsëri dhe mirë se erdhët në projektin tim të ri.

Në këtë udhëzues, unë jam përpjekur të bëj një Katërkëmbësh të thjeshtë të bërë nga materiale të arritshme për të gjithë. Unë e di që për të marrë një produkt përfundimtar të bukur ju nevojitet një printer 3d dhe ndoshta një CNC, por jo të gjithë e kanë një nga këto pajisje të zbukuruara, kështu që unë u përpoqa të demonstroj se me material të thjeshtë ju ende mund të ndërtoni disa gjëra të bukura.

Pra, siç u përmend më parë, ne do të përpiqemi të ndërtojmë një Katërkëmbëshe. Korniza e Katërkëmbëshit do të bëhet thjesht nga kartoni i valëzuar, kjo përfshin kornizën, kofshën dhe tibinë e secilës prej katër këmbëve.

Hapi 1: Pse Katërpjesësh dhe Si Punon?

Më duhet të them se robotët janë argëtues dhe interesantë. Unë kurrë nuk kam ndërtuar një robot me këmbë më parë, kështu që mendova se duhet ta provoja.

Vendosa të ndërtoja një katërkëmbëshe para së gjithash sepse nuk kisha servos të mjaftueshëm për një gjashtëkëndësh. Unë kam imagjinuar nëse mund të ndërtoni një katërkëmbëshe, atëherë të ndërtoni një gjashtëkëndësh do të jetë vetëm një hap përpara. Meqenëse ky është projekti im i parë i këtij lloji, nuk e dija saktësisht se çfarë të prisja, kështu që mendova se 4 këmbët do të jenë më të lehta se 6, por siç zbulova më vonë kjo nuk është gjithmonë e vërtetë.

Katërkëmbëshi që ka vetëm 4 këmbë për të mos rënë poshtë sapo njëra prej këmbëve të ngrihet qendra e gravitetit të robotit duhet të zhvendoset në brendësi të trekëndëshit të krijuar midis majave të tre këmbëve të tjera.

Një përshkrim shumë të bukur të të gjithë këtij procesi mund ta gjeni këtu:

Çdo këmbë e katërkëmbëshit ka 3 nyje për të kontrolluar majën e këmbës në hapësirë. Pra, nyjet do të jenë:

- Coxa servo - midis kornizës dhe femurit

- Femur servo - kontrollimi i femurit të këmbës

- Tibia servo - midis femurit dhe tibisë që kontrollojnë tibinë

Për të njohur këndin e secilit servo për vendndodhjen e nevojshme të majës së këmbës do të përdorim diçka të quajtur kinematikë inversi. Ju mund të gjeni shumë dokumentacion në internet në lidhje me këtë, dhe si të llogaritni këndet e servos për vendndodhjen e ndryshme të majës së këmbës. Por në rastin tim unë sapo mora Kodin Arduino të krijuar nga RegisHsu (mund ta gjeni të udhëzueshëm me katër këmbë të udhëzueshme nëse e kërkoni) dhe kam ndryshuar dimensionet e robotit dhe këmbëve të robotit për t’iu përshtatur robotit tim dhe gjithashtu ndryshova program për të përdorur një telekomandë për të kontrolluar robotin dhe kjo është ajo.

Hapi 2: Pse të përdorni karton të valëzuar për kornizën dhe këmbët?

Para së gjithash është përhapur gjerësisht, mund ta gjeni kudo dhe nëse ju pëlqen të blini është shumë e lirë. Kartoni i valëzuar është një material i fortë, i fortë dhe i lehtë, i përbërë nga tre shtresa letre kraft kafe dhe shumica e kutive të paketimit janë bërë prej tij. Kështu që është shumë e lehtë të gjesh disa.

Në rastin tim kam përdorur një kuti këpucësh të cilën e kam prerë dhe bëj kornizën prej saj. Kuti kartoni që ishte siguruar nga kutia ime ishte e trashë 2 mm, kështu që është shumë e hollë. Pra, për secilën pjesë të kornizës më është dashur të pres tre pjesë identike dhe t'i ngjis ato së bashku me skotën e dyfishtë të shiritit. Pra, në fakt ne do të duhet të bëjmë 3 korniza për të pasur në fund një kuti kartoni të trashë 6 mm.

Hapi 3: Pjesa e kërkuar:

Pjesët elektronike të kërkuara për Katërkëmbëshin:

- Arduino Nano Mikrokontrollues;

- Deek Robot Nano V03 Shield - jo thelbësor, por do ta bëjë lidhjen e të gjithë servove me Nano Board shumë më të lehtë.

- 12 copë Tower Pro Micro Servo 9g SG90 - 4 këmbë me 3 nyje secila;

- LED - për dritë (kam përdorur një sensor të vjetër ngjyrash të djegur)

- 1 x transmetues NRF24L01

Pjesët elektronike të nevojshme për telekomandën

- Mikrokontrollues Arduino Uno;

- 1 x transmetues NRF24L01;

- Xhojstik;

- LED;

- Rezistorë të ndryshëm;

- Shtyp butonin;

- Disa tela kërcyes;

Për kornizën:

- Fletë kartoni e valëzuar

- Prerës

- Vidhosës

- Skoceze me kasetë të dyfishtë

- Trekëndëshat

- Sundimtar

- Laps

Pra, le të fillojmë të ndërtojmë.

Hapi 4: Vendosja e Servos në 90 gradë

Para fillimit të ndërtimit të kornizës, më është dashur të përqendroj të gjithë servos në 90 gradë, në mënyrë që të jetë më e lehtë t'i pozicionoj ato më vonë kur korniza të jetë gati. Kështu që unë së pari i kam bashkuar Arduino Nano të destinuar për Katërmbathurin në mburojën Nano, dhe pas të gjitha servove në mburojën. Atëherë gjithçka që duhet të bëni është të ngarkoni kodin dhe të gjithë servot do të përqendrohen në pozicionet 90 gradë.

Kodi mund të gjendet në hapin e fundit të udhëzueshëm.

Hapi 5: Ndërtimi i kornizës

Siç u përmend më parë, korniza është ndërtuar nga kartoni i valëzuar i siguruar nga një kuti këpucësh. Shabllonin e kornizës mund ta gjeni në fotografitë e bashkangjitura së bashku me dimensionet e kornizës.

Së pari kam prerë anët e kutisë së kartonit për të bërë kornizën. Kam marrë tre pjesë të mira për të cilat kam marrë parasysh orientimin e shtresës së valëzuar në mënyrë që 2 copë të kenë shtresë të valëzuar me qeliza vertikale dhe një horizontale.

Pasi kartoni ishte gati, unë vizatoj modelin e kornizës në fletën e kartonit e cila ka mediumin e valëzuar vertikal. Për të marrë një strukturë më të fortë dhe më të fortë, unë kam prerë tre pjesë në mënyrë që t'i ngjis ato së bashku për forcë shtesë kundër përkuljes. Fletët e sipërme dhe të poshtme të kartonit kanë shtresë vertikale të valëzuar ndërsa fleta e kartonit të sanduiçuar do të jetë shtresë e valëzuar horizontale.

Para se të ngjisja tre pjesët e kornizës së bashku, unë përgatita krahun e servo motorëve dhe vizatoj pozicionin e secilit servo motor coxa për pozicionimin e saktë të ardhshëm.

Tani që e di se ku duhet të vendosen servos coxa, i ngjita të tre pjesët së bashku.

Tani korniza është bërë.

Hapi 6: Bashkimi i Servos Coxa në Kornizë

Për të bashkuar servot e para, unë hodha një vrimë në pozicionin e shënuar në mënyrë që vida e fiksimit për krahun servo të kalojë dhe të siguroj servo në kornizë.

Duke përdorur vidhat e dhëna nga motorët servo, unë i kam bashkuar krahët e servo motorëve coxa në kornizë. Coxa është formuar nga dy servos të ngjitur së bashku me shirit të dyfishtë dhe të përforcuar me shirit gome për çdo rast. Një servo do të jetë i orientuar poshtë me boshtin në pozicion vertikal dhe do të ngjitet në kornizë, dhe tjetri do të orientohet me boshtin në pozicion horizontal dhe do të jetë i bashkangjitur në anën e brendshme të femurit.

Së fundi për të siguruar servo coxa në kornizë vidhosja e vidhos është e dehur.

Hapi 7: Ndërtimi i Femurit

Sshtë përdorur e njëjta procedurë e prerjes së kartonit. Çdo femur do të krijohet nga tre fletë kartoni të ngjitura së bashku. Shtresa horizontale e valëzuar do të vendoset midis fletëve të kartonit të shtresës vertikale të valëzuar.

Hapi 8: Ndërtimi i Tibisë

Për tibinë e njëjtë kam prerë tre shabllone për secilën tibi, por këtë herë orientimi i shtresës së valëzuar ishte vertikal për t'i dhënë një forcë më të mirë gjatësore tibisë.

Pasi u prenë çdo tre shabllone, i ngjita së bashku, duke bërë gjithashtu vrimën që servo tibia të përshtatet.

Unë e bashkova servon në tibia, dhe krahu i servo ishte i fiksuar në servo me vidën e fiksimit përmes vrimës së bërë në femur në mënyrë të tillë për të lidhur femurin me tibinë.

Hapi 9: Bashkimi i të gjithëve

Tani që të gjitha pjesët e kornizës dhe këmbëve janë krijuar, i kam lidhur të gjitha së bashku në mënyrë që montimi të fillojë të duket si një katërkëmbëshe.

Hapi 10: Instalimi i pajisjeve elektronike dhe vendosja e lidhjeve

Së pari Arduino Nano së bashku me Deek Robot Shield duhet të përshtaten në kornizë. Për këtë mora mburojën dhe e godita kornizën me 4 vrima për të siguruar Deek Robot Shield në kornizë duke përdorur 4 bulona dhe arra.

Tani "truri është i lidhur me trupin": D. Tjetra i lidha të gjithë servos me Deek Nano Shield.

Lidhja e servos është shumë e lehtë pasi mburoja ka ndërtuar posaçërisht tre kunja (Signal, VCC, GND) për secilën kunj dixhital dhe analog Arduino Nano, duke lejuar një lidhje të përsosur dhe të lehtë të mikro servove. Normalisht ne kemi nevojë për një drejtues motori për të drejtuar servos me Arduino sepse nuk është në gjendje të përballojë amperët e kërkuar nga motorët, por në rastin tim kjo nuk është e vlefshme sepse mikro servot 9g janë mjaft të vogla për Arduino Nano që t'i trajtojë ato.

Servo këmbët do të lidhen si më poshtë:

Këmba 1: (Këmba e majtë përpara)

Coxa - Arduino Nano Pin Digital 4

Femur - Arduino Nano Digital Digital 2

Tibia - Pin Arduino Nano Digital 3

Këmba 2: (Këmba e pasme e majtë)

Coxa - Arduino Nano Pin Analog A3

Femur - Arduino Nano Pin Analog A5

Tibia - Arduino Nano Pin Analog A4

Këmba 3: (Këmba e djathtë përpara)

Coxa - Arduino Nano Analog Pin 10

Femur - Arduino Nano Pin Analog 8

Tibia - Arduino Nano Analog Pin 9

Këmba 4: (Këmba e pasme e djathtë)

Coxa - Arduino Nano Pin Pin A1

Femur - Arduino Nano Pin Pin A0

Tibia - Arduino Nano Pin Digital A2

Lidhja e LED për efektin e dritës

Mendova se do të ishte mirë të vendosja pak dritë në katërkëmbëshin, kështu që unë kam dhe sensorin e vjetër të ngjyrave i cili nuk funksionon më (arrita ta djeg atë: D) por LED -të janë akoma duke punuar kështu që kur janë katër LED të ndezur një tabelë e vogël dhe ato janë shumë të ndritshme Unë vendosa të përdor sensorin e ngjyrave për t'i dhënë katërfishtë një efekt drite. Gjithashtu duke qenë katër, e bën atë të duket pak më afër një merimangë.

Kështu që unë kam lidhur VCC të sensorit të ngjyrave me Arduino Nano Pin D5 dhe GND të sensorit me GND të Arduino Nano. Meqenëse bordi i vogël ka tashmë disa rezistorë mbi të të cilët përdoren për LED nuk kam nevojë të vendos ndonjë rezistencë tjetër në seri me LED. Të gjitha kunjat e tjera nuk do të përdoren pasi sensori është djegur dhe unë jam duke përdorur LED nga bordi i vogël.

Lidhjet për modulin NRF24L01.

- GND e Modulit shkon në GND të Arduino Nano Shield

- KQV -ja shkon te kunja Arduino Nano 3V3. Kini kujdes që të mos lidhni VCC me 5V të bordit të bukës pasi rrezikoni të shkatërroni modulin NRF24L01

- Kunja CSN shkon te Arduino Nano D7;

- Kunja CE shkon te Arduino Nano D6;

- Kunja e SCK shkon te Arduino Nano D13;

- Kunja MOSI shkon te Arduino Nano D11;

- Kunja MISO shkon te Arduino Nano D12;

- Kodi IRQ nuk do të lidhet. Kini kujdes nëse përdorni një tabelë të ndryshme nga Arduino Nano ose Arduino Uno, kunjat SCK, MOSI dhe MISO do të jenë të ndryshëm.

- Ju gjithashtu do të duhet të shkarkoni bibliotekën RF24 për këtë modul. Mund ta gjeni në faqen në vijim:

Si furnizim me energji për merimangën kam përdorur një përshtatës muri 5V (1A). Unë nuk kam asnjë lloj baterie në dispozicion, dhe ky ishte përshtatësi im i vetëm i disponueshëm i murit, i cili mendoj se do të jetë më mirë një më i fortë prej të paktën 2A, por nuk kam një, kështu që më është dashur të përdor të vetmin që kam Me Do të jetë shumë më mirë nëse përdorni një bateri li-po në mënyrë që roboti të jetë i lirë, pa kabllo të bashkangjitur.

Për të pasur një furnizim më të qëndrueshëm me energji në tabelë, unë kam bashkuar një kondensator 10microF midis kunjave 5V dhe GND të Deek Robot Nano Shield, sepse vura re se kur të gjithë servot ku janë nën ngarkesë Arduino Nano thjesht do të riniset, ndërsa shtimi i kondensatorit zgjidh problemin.

Hapi 11: Ndërtimi i kapakut

Meqenëse doja që kapaku të ishte sa më i lehtë, e kam bërë atë vetëm nga një shtresë prej 2 mm fletë kartoni të valëzuar, sepse nuk ka nevojë për forcim, pasi asnjë ngarkesë nuk do të ndikojë në të.

Unë kam prerë një copë kartoni në formë dhe dimensione siç mund ta shihni në foto dhe e kam bashkangjitur në kornizë me të njëjtat arra që sigurojnë Arduino Nano Shield nën kornizë. Në anën e sipërme të dy pjesët do të ngjiten njëra mbi tjetrën me shirit të dyfishtë. Unë jam përpjekur të mbyll të gjitha telat brenda në mënyrë që katërkëmbëshi të duket sa më mirë.

Tani katërkëmbëshi është bërë. Le të kalojmë në telekomandën.

Hapi 12: Telekomandë

Për telekomandën unë jam duke përdorur të njëjtin telekomandë nga projekti im i mëparshëm Makina me telekomandë, vetëm unë nxora grafikun i cili në këtë projekt nuk është i nevojshëm. Por vetëm nëse e keni humbur atë ndërtim, e kam shkruar përsëri këtu.

Ndërsa jam duke përdorur për kontrolluesin një Arduino Uno, unë e kam bashkuar Uno në një dërrasë me disa shirita gome për të mos lëvizur.

- Arduino Uno do të furnizohet nga një bateri 9V përmes prizës;

- Kunja Arduino Uno 5V në shinën 5V të dërrasës së bukës;

-Arduino Uno GND kunj në hekurudhën GND të dërrasës së bukës;

Moduli NRF24L01.

- GND e Modulit shkon në GND të hekurudhës së bukës

- VCC shkon te kunja Arduino Uno 3V3. Kini kujdes që të mos e lidhni VCC me 5V të bordit të bukës pasi rrezikoni të shkatërroni modulin NRF24L01

- Kunja CSN shkon te Arduino Uno D8;

- Kunja CE shkon te Arduino Uno D7;

- Kunja e SCK shkon te Arduino Uno D13;

- Kunja MOSI shkon te Arduino Uno D11;

- Kunja MISO shkon te Arduino Uno D12;

- Kodi IRQ nuk do të lidhet. Kini kujdes nëse përdorni një tabelë të ndryshme nga Arduino Nano ose Arduino Uno, kunjat SCK, MOSI dhe MISO do të jenë të ndryshëm.

Moduli i xhojstikut

- Moduli i levës përbëhet nga 2 potenciometra kështu që është shumë i ngjashëm me lidhjet;

- Kunja GND në shinën GND të dërrasës së bukës;

- Kunja VCC në shinën 5V të dërrasës së bukës;

- Kunja VRX në kunjin Arduino Uno A3;

- Kunja VRY në kunjin Arduino Uno A2;

LED

- LED i kuq do të lidhet në seri me një rezistencë 330Ω në Arduino Uno pin D4;

- LED i gjelbër do të lidhet në seri me një rezistencë 330Ω në Arduino Uno pin D5;

Butonat e Pushimit

- Njëra nga butonat do të përdoret për ndezjen dhe fikjen e dritës me katër këmbë, dhe tjetra nuk do të përdoret;

- Butoni LIGHT do të lidhet me pin D2 të Arduino Uno. Butoni duhet të tërhiqet poshtë me një rezistencë 1k ose 10k vlera nuk është e rëndësishme.

- Butoni i mbetur do të lidhet me pin D3 të Arduino Uno. Njësoj butoni duhet të tërhiqet poshtë me një rezistencë 1k ose 10k. (nuk do të përdoret për këtë projekt)

Kjo është ajo që ne tani kemi lidhur të gjitha pjesët elektrike.

Hapi 13: Kodet Arduino IDE

Për këtë pjesë ka pak kod që kam përdorur.

Leg_Initializimi - u përdor për qendrimin e servos në pozicionin 90 gradë.

Spider_Test - u përdor për të testuar funksionet e sakta, si ecja përpara, mbrapa, kthimi

Merimanga - do të përdoret për Merimangën

Telekomandë Spider - do të përdoret për Kontrolluesin e Merimangës

Më duhet të përmend se kodi për Merimangën është përshtatur dhe modifikuar pas kodit nga RegisHsu [DIY] SPIDER ROBOT (QUAD ROBOT, KATRUAR) dhe kjo është arsyeja pse do të doja të falënderoja RegisHsu për punën e tij të mirë.

Epo të gjitha që u thanë Unë shpresoj se ju ka pëlqyer Merimanga ime.