ICBob - një robot me frymëzim Bob i frymëzuar: 10 hapa (me fotografi)

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

Ne jemi Klubi i Imagjinimit të Adoleshentëve nga Biblioteka Publike Bridgeville Delaware. Ne bëjmë projekte interesante ndërsa mësojmë për elektronikën, kodimin e kompjuterit, dizajnin 3D dhe printimin 3D.

Ky projekt është përshtatja jonë e BoB BiPed një robot me bazë Arduino. Ne ridizajnuam trupin për të përfituar nga burimi ynë i preferuar i energjisë Arduino, banka e energjisë e telefonit Powerbot. Ky burim i lirë i rimbushshëm me energji 5 volt është i shkëlqyeshëm për fuqizimin e projekteve tona Arduino dhe rimbushet me çdo karikues muri USB. Ne gjithashtu përshtatëm këmbët me 3 gishta nga roboti Arpedped me dy këmbë vetëm sepse ato duken AWESOME. Ne do t'ju tregojmë se ku të merrni pjesët që ju nevojiten, si ta montoni robotin dhe madje t'ju japim një kod të lehtë Arduino për ta bërë atë të ecë. Kemi kaluar shumë mirë duke bërë njëmbëdhjetë robotët tanë ICBob. Vazhdoni të lexoni nëse doni të mësoni se si ta bëni një për veten tuaj.

Hapi 1: Pjesët dhe mjetet që do t'ju nevojiten

ICBob është krijuar për grupin e mëposhtëm të pjesëve. Ndërsa zëvendësimet janë të mundshme, mund t'ju duhet të modifikoni trupin për t'i bërë ato të funksionojnë. Furnizuesi ynë i preferuar është Yourduino.com, por për disa artikuj do t'ju duhet të shkoni në Amazon ose Ebay.

Përditësimi i Disponueshmërisë së Produktit- Yourduino nuk mban më Mikro Magjistarin dhe thotë se ato po ndërpriten nga Dagu. Faqja e internetit Dagu i ka ende ato në dispozicion https://www.dagurobot.com/goods.php?id=137 dhe nëse ato nuk janë të disponueshme, kontrolluesi S4A EDU është një rënie në zëvendësim dhe funksionon në 5 volt.

Pjesët

• 1x- Kontrolluesi MICRO Magjistar
• 4x- servo SG 90
• 1x- HC-SR04 Sensor tejzanor
• 1x- Powerbot power bank 2600mAh (3000mAh Powerbot është më i madh në diametër dhe nuk përshtatet)
• 1x- Femra MICRO USB në DIP 5 Pin Pinboard
• 1x- 20cm 40 pin kabllo të sheshtë skajet femërore
• Rezistencë 1x- 10k
• 4x- 2-56 x 3/8 vida vetë-përgjimi (zam alternativ i nxehtë)

Printime 3D - Skedarët stl janë në dispozicion në Thingiverse thing: 1313344

• 1x- trup
• 1x- guaskë
• 2x- gju
• 1x- këmba e majtë
• 1x- këmba e djathtë

Mjetet

• kompjuter me Arduino IDE
• Arduino shtoni në bibliotekën VarSpeedServo
• Shofer MICRO Magician (i nevojshëm për disa sisteme operative)
• Printer 3D (ose bëni pjesët e bëra)
• Mjetet e pastrimit të pjesëve 3D
• Komplet bashkimi (vetëm për kunjat në përshtatësin USB)
• Armë me zam të nxehtë
• Kaçavidë e vogël Philips
• karikues usb

Ky udhëzues supozon se keni një njohuri themelore të përdorimit të Arduino. Nëse jeni i ri në Arduino, mund të mësoni më shumë në

Për Magjistarin MICRO zgjidhni Bordin - Arduino Pro ose Pro Mini (3.3V, 8MHz) w/ ATmega328

Ju do të keni nevojë për bibliotekën VarSpeedServo të Korman për të përdorur skicat tona. Mund të mësoni më shumë për bibliotekën e tij këtu, por përdorni shkarkimin tonë më poshtë i cili është i pajtueshëm me IDE -në më të re. Shkarkoni skedarin VarSpeedServo.zip më poshtë dhe zbërtheni në dosjen tuaj arduino/bibliotekat.

Ju mund të keni nevojë të instaloni drejtuesin MICRO Magician CP210x nëse sistemi juaj nuk njeh kontrolluesin. Kjo faqe mund të ndihmojë me instalimin e shoferit

Hapi 2: Le të Fillojmë Ndërtimin - Mblidhni Këmbët

Për këtë hap do t'ju duhen 2 - gjunjë të printuar 3D dhe 4 pako servo.

Filloni duke pastruar gjunjët. 2 vrimat e bririt të servo duhet të përshtaten me brirët servo të njëanshëm. Ne i pastruam ato me një stërvitje me madhësi të shkronjës L (.290). Një vrimë e boshtit duhet të përshtatet me strumbullarin në këmbë. Ne i pastruam ato me një stërvitje me madhësi # 2 (.220).

Vendosni 4 brirët servo në gjunjë. Bashkojeni bririn duke përdorur një nga vidhat më të mëdha që erdhi me paketën servo. Vendoseni vidën nga ana e gjurit dhe shtrëngoni në njërën nga vrimat e vogla në bririn e servo. Për një vidë do të duhet të shtrëngoni me kaçavidën në një kënd, por është e mundur. Nëse dëshironi, kapni pikat e vidhave që ngjiten me pincë anësore.

4 servo gishtat duhet të jenë të përqendruar para se të ngjiten në gjunjë. Ju mund ta bëni këtë me dorë duke lëvizur butësisht gishtin përmes rrotullimit të tij për të gjetur pikën e gjysmë të rrugës. Një mënyrë më e mirë është të lidhni një servo në pin 12. Shkarkoni skedarin icbob_servo_center.zip më poshtë. Zbërtheni në drejtorinë tuaj Arduino. Pastaj ekzekutoni këtë skicë Arduino për secilin servo.

Filloni duke montuar servot e ijeve (të sipërme) në gjunjë. Pa lëvizur boshtin bashkojeni servo -n e hip paralelisht me gjurin me telat përballë bririt tjetër të servos (përpara). Sigurohuni me një vidë të vogël nga paketa servo. Përsëriteni për gjurin tjetër.

Tani për servot e kyçit të këmbës. Mbani mend se do të keni kyçin e këmbës të djathtë dhe të majtë, kështu që këmbët do të jenë imazhe pasqyre të njëri -tjetrit. Ju do të duhet të përhapni pak gjurin për të mbledhur servo kyçin e këmbës, kështu që orientoni servo si në foto para se ta shtrydhni atë. Mos harroni të mos e rrotulloni gishtin. Sigurohuni me një vidë të vogël. Përsëriteni me gjurin tjetër në mënyrë që të përfundoni me këmbën e djathtë dhe të majtë.

Hapi 3: Ndërtimi - Lidhni këmbët në trup

Për këtë hap do t'ju duhen kuvendet me 2 këmbë dhe baza e printuar 3D. Ju gjithashtu do të keni nevojë për (4) 2-56x3/8 vida vetë-përgjimi ose zam të nxehtë.

Asambleja e këmbëve ngjitet në bazë me anë të servos të hip. Kaloni së pari telat 2 servo deri në fund të bazës. Kini parasysh të drejtat dhe të majtat. Siç tregon vizatimi, tela e kyçit të këmbës përfundon në prerjen e gjysmës së hënës, por ju duhet ta keni tela kyçin e këmbës para se të lidhet servo. Ju duhet ta anoni servon në mënyrë që tela e hip (ku futet në servo) të kalojë së pari përmes vrimës drejtkëndëshe (në pjesën e përparme). Fitshtë një përshtatje e ngushtë, por pjesa e pasme thjesht duhet të futet brenda. Tani kthejeni bazën dhe sigurojeni servon me 2 vida ose ngjitësi i nxehtë alternativ duhet të funksionojë. Përsëriteni procesin për këmbën tjetër.

Hapi 4: Ndërtimi - Bashkoni këmbët

Për këtë hap do t'ju duhet një këmbë e majtë dhe këmbë e djathtë për t'u shtuar në montimin tuaj. Ata janë ngjitur nxehtësisht, kështu që ndizni armën e ngjitësit.

Sigurohuni që të pastroni mirë hapësirat në këmbë. Testoni butësisht me ndihmën e servo në këmbë pas pastrimit. Sigurohuni që vrima e boshtit në gju të përshtatet në kunjin e strumbullarit në këmbë. Bestshtë mirë të përdorni një kaçavidë të hollë midis servo dhe këmbës për ta hequr këmbën mbrapa nëse është e shtrënguar. Pasi të keni marrë një provë të mirë, vendosni një copë zam të nxehtë në këmbë, pastaj shtypni servo në këmbë. Shmangni marrjen e zamit pranë zonës së boshtit. Përsëriteni për anën tjetër në mënyrë që boti juaj të qëndrojë në këmbët e tij.

Hapi 5: Tela - Servos dhe Power

Në këtë hap do t'ju duhet kontrolluesi MICRO Magician, bordi i përshtatësit mikro USB me kunjat e kokës, kablloja e sheshtë dhe boti juaj në këmbë. Në këtë hap do të bashkoheni dhe ngjiteni në mënyrë të nxehtë, kështu që përgatitini ato mjete.

Fuqia bankare Powerbot vjen me një kabllo të shkurtër USB në mikro USB. Për karikimin e baterisë mikro USB futet në folenë e karikimit të baterisë dhe USB shkon te ngarkuesi i murit. Do ta ripërdorni këtë kabllo për të fuqizuar ICBob. Dalja e baterisë është përmes USB, kështu që ne lidhemi përmes bordit të përshtatësit mikro USB për të marrë energji në bot.

Së pari, le të montojmë përshtatësin. Referojuni fotografisë për hapat e ardhshëm. Ju do të përdorni vetëm 2 kunjat e jashtme (gnd dhe V+) për të fuqizuar botin. Rrëshqisni me kujdes 2 kunjat e jashtme në kokë në mënyrë që ana e shkurtër të dalë rreth 3/16 in. Me pincë përkulni 2 kunjat e gjata 60 gradë ose më shumë. Përkuluni para bashkimit pasi dërrasat janë të brishta. Fut kokën siç tregohet dhe ngjit të gjitha kunjat në anën e pasme për forcë. Mblidhni të gjitha kunjat e papërdorura sa më shkurt të jetë e mundur si përpara ashtu edhe prapa. Para se të ngjisim përshtatësin në fuçi, lidhni kabllon mikro USB në mënyrë që të përfundoni me hapësirë të mjaftueshme. Vendosni një copë zam të madh në pjesën e pasme të përshtatësit dhe më pas vendoseni në pozicionin e treguar në fuçi. Mbajeni derisa të ngurtësohet.

Pastaj lidhni 4 lidhëset servo në kontrollues. Ne na pëlqen MICRO Magician sepse ka lidhëset 3 pin në bord për instalime të thjeshta servo. Teli me ngjyrë më të errët (kafe?) Shkon drejt buzës së tabelës. Skicat e përfshira Arduino përdorin kunjat e mëposhtme.

• Hip i djathtë (RH) - pin 9
• Kavilja e djathtë (RA) - kunja 10
• Hipi i majtë (LH) - kunja 11
• Kavilja e Majtë (LA) - kunja 12

Për lidhjen e energjisë me tabelën, hiqni një palë tela nga kablloja e sheshtë. Ju do të përdorni më shumë nga ky kabllo i sheshtë për instalime elektrike në sonar. Lidhni një fund të çiftit me përshtatësin mikro USB. Kunja që është më afër pjesës së përparme të botit është tokëzuar dhe tjetra V+. Fundi tjetër i bashkëngjitet kontrolluesit pranë ndërprerësit. Teli V+ lidhet me kunjin e etiketuar 'Battery IN' në dokumentacion. Lidhni telin e tokëzimit me kunjin 'gnd' pak më shumë mbi kunjin 'Battery IN'.

E RORTNDSISHME! - Ekziston një bluzë 'V+ select' pikërisht mbi grupin pin D1. Ky bluzë duhet të jetë në grupin e kunjave INSIDE ose servos nuk do të funksionojnë.

Më në fund pastroni vendin e kontrollorit në bazë në mënyrë që kontrolluesi të ketë një përshtatje të rehatshme. Ju mund ta lidhni baterinë dhe të ndizni 'kontrolluesin' për t'u siguruar që të ndizet.

Hapi 6: Programimi - Kodi i Kalibrimit të Shtëpisë

Disa fjalë në lidhje me zgjedhjet tona të programimit

Kur ndërtuam prototipin për këtë projekt, ne përdorëm mësimin Si ta mësoni BoB -në tuaj Biped të lëvizë tutorialin në Let's Make Robots. Softueri Bob Poser ishte i bukur dhe ne u argëtuam duke luajtur me të. Problemi ishte se mbi 600 linja të kodit në skicën e Lundrimit ishin shumë mbi nivelin e njohurive të adoleshentëve. Për ta bërë këtë projekt më shumë një përvojë mësimore për ta, ne vendosëm të nxjerrim disa ide nga kodi Poser dhe pastaj të fillojmë nga e para me një faqe bosh. Adoleshentët tashmë kishin përdorur bibliotekën VarSpeedServo ndërsa mësonin rreth servos në laboratorët tanë Arduino. Ne vendosëm të shihnim nëse VarSpeedServo mund të merrej me detyrat e kohës dhe shpejtësisë për servos në mënyrë që ne të përqendroheshim vetëm në pozicionet. Kodi që rezulton funksionon shkëlqyeshëm dhe skica e plotë walk_avoid_turn ka më pak se 100 rreshta kod. Të vetmet koncepte të reja për të cilat adoleshentët kishin nevojë të mësonin ishin vargjet 2 dimensionale dhe si të qaseshin në ato të dhëna me kod. Shijoni!

Kalibrimi i shtëpisë

Ju i keni përqendruar gishtat servo kur i keni montuar ato. Tani do të shihni se sa jeni afruar dhe rregulloni mirë pozicionet e tyre në shtëpi. Sigurohuni që keni të instaluar bibliotekën VarSpeedServo nga hapi 1. Shkarkoni skedarin icbob_home_calibration.zip më poshtë dhe zbërtheni në drejtorinë tuaj Arduino. Hapni skicën në Arduino IDE. Fuqizoni Magjistarin MICRO me baterinë. Lidheni kompjuterin me tabelën dhe ngarkoni kodin. Shanset janë që pozicionet servo në shtëpi nuk do të jenë perfekte. Gjeni pjesën në vijim në kod. Vazhdoni të rregulloni dhe ngarkoni derisa ta keni të drejtë.

//…………………………………………………….

// Filloni me anëtarët e grupit 4 hm të vendosur në 90 gradë. pastaj rregulloni // këto cilësime në mënyrë që gjunjët të jenë drejt përpara dhe këmbët të jenë të sheshta int hm [4] = {90, 90, 90, 90}; // grup për të mbajtur pozicionin në shtëpi për secilën servo RH, RA, LH, LA // …………………………………………………….

Nëse ndonjë nga numrat tuaj është më pak se 50 ose më i madh se 130, ju duhet të tërhiqeni dhe çmontoni këmbët dhe t'i afroni gishtat më afër qendrës.

Pasi të keni një pozicion të mirë në shtëpi, shkruani numrat. Këta numra do t'ju duhen për pjesën tjetër të skicave.

Hapi 7: Programimi - Zhvendosni Kodin e Gjeneratorit

Tani për të lëvizur botin tuaj. Shkarkoni skedarin icbob_move_generator.zip më poshtë dhe zbërtheni në drejtorinë tuaj Arduino. Hapni skicën në Arduino IDE. Gjeni pjesën e mëposhtme të kodit. Vendosni pozicionet e shtëpisë që keni regjistruar për botin tuaj në skicë.

// vendosni anëtarët për grupin hm në pozicionet e shtëpisë për robotin tuaj

// ato mund të gjenden duke përdorur skicën icbob_home_calibration const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // grup për të mbajtur pozicionin në shtëpi për secilën servo RH, RA, LH, LA

Seksioni i mëposhtëm i kodit është vendi ku futen sekuencat e lëvizjes. Çdo linjë ka pozicione për 4 servot (RH, RA, LH, LA) në lidhje me pozicionin e shtëpisë.

// të dhënat e grupit mv. Çdo linjë është një 'kornizë' ose pozicion i vendosur për 4 servos

// Linjat e shumta krijojnë një grup lëvizjesh që mund të lakohen për të // krijuar ecje, kthim, vallëzim ose lëvizje të tjera const int mvct = 6; // Bëjeni këtë numër të barabartë me numrin e rreshtave në grupin e grupit int mv [mvct] [4] = {{0, -40, 0, -20}, // Këta numra të para -ngarkuar duhet të japin një ecje përpara {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},};

Ky është kodi që i kthen të dhënat e grupit mv në ngadalësime servo

void loop () // loop përsëritet përgjithmonë

{// Bëni lëvizjen e sekuencës për (int x = 0; x <mvct; x ++) {// cikël nëpër numrin e RH.slowmove (hm [0]+mv [x] [0], svsp); // rreshton 'korniza' në grupin RA.slowmove (hm [1] + mv [x] [1], svsp); LH. Lëvizje e ngadaltë (hm [2] + mv [x] [2], svsp); LA. Lëvizje e ngadaltë (hm [3] + mv [x] [3], svsp); vonesa (vonesa në kornizë); }}

Ngarko në bot. Bot do të shkojë në pozicionin e shtëpisë për 2 sekonda dhe më pas do të fillojë një lëvizje përpara. Punon më mirë nëse tryeza nuk është shumë e rrëshqitshme.

Pasi të jeni lodhur duke e parë atë duke ecur, mund të provoni lëvizjet tuaja. Përdorni 'ruaj si' për të riemërtuar skicën. Pastaj luani me numrat dhe shihni se çfarë mund të bëni. Mbani numrat midis +50 dhe -50 ose mund të tendosni servot. Mos harroni nëse shtoni ose zbritni rreshta ju duhet të ndryshoni vlerën mvct për të pasqyruar ndryshimin. Argëtohu!

Hapi 8: Instalime - Sensori Sonar HC -SR04 (Sytë)

Për këtë hap do t'ju duhet printimi icbob_shell 3D, sensori tejzanor HC-SR04, kabllo e sheshtë femërore dhe një rezistencë 10khm. Kjo duhet të përfundojë pjesët në listën tonë. Po!

Së pari pastroni vrimat e sensorit në guaskë për një përshtatje të mesme të ngushtë. Mos i bëni shumë presion sensorit kur vendosni provën. Hiqeni nga guaska për instalime elektrike.

Më pas tërhiqni 4 fije nga kablloja e sheshtë. Lidhni 4 telat në kunjat e sensorëve HC-SR04.

Magjistari MICRO punon brenda 3.3 volt dhe kunjat mund të marrin vetëm një sinjal 3.3 volt. Problemi është se HC-SR04 funksionon në 5 volt. Mund të përdorë një hyrje 3.3 volt si sinjal 'shkas', por kur dërgon një sinjal 'jehonë' është 5 volt dhe do të dëmtojë hyrjen e kontrolluesit nëse lidhet drejtpërdrejt. Ne duhet të vendosim një rezistencë kufizuese të rrymës 10k Ohm në tela 'jehonë' për të mbrojtur hyrjen.

PPRDITSIM: Megjithëse nuk kemi pasur ndonjë problem vetëm me rezistencën 10K në linjë, u theksua në komentet se praktika më e mirë tregon se një qark ndarës i tensionit duhet të përdoret këtu. Përveç rezistencës 10K, një rezistencë 15K duhet të vendoset midis 'jehonës' dhe 'tokës'.

Pritini drejtuesit e rezistencës në.5 inç. Rezistenca futet në telin 'jehonë' në kabllon tuaj të sheshtë. Ne vendosim një pikë super ngjitës në lidhje për ta ndihmuar atë të qëndrojë e vendosur.

Skica përdor pinin 13 për shkas dhe këmbën 3 për jehonë. Përdorni grupin pin 13 në kontrollues për 'gnd', 'vcc', 'trig' në atë mënyrë që punon nga skaji drejt qendrës. Ju do të duhet të kaloni disa tela këtu për ta bërë atë të drejtë. Teli 'jehonë' me rezistencën futet në prizën e pinit femëror 3.

Nëse doni të kontrolloni sensorin para se të kaloni në hapin tjetër, mund të përdorni skicën e parë në këtë faqe https://arduino-info.wikispaces.com/UltraSonicDistance për ta provuar. Ju do të keni nevojë për baterinë e lidhur. Ju mund të shihni leximin e distancës në monitorin serik. Sigurohuni që të vendosni 'pin_ -trigger' në 13 dhe 'echo_pin' në 3 në skicë.

Mënyra më e mirë për të instaluar sensorin në guaskë është që kunjat të drejtohen nga lart dhe telat të palosen dhe të kalojnë midis 'syve' të sensorit dhe guaskës.

Hapi 9: Programimi - Kodi Walk_Avoid_Turn

Duke i vënë të gjitha së bashku. Të gjitha pjesët janë mbledhur. Ne jemi gati të ngarkojmë kodin e plotë, ta vendosim guaskën dhe ta shikojmë që të bëjë punën e vet.

Ju e dini rutinën. Shkarkoni skedarin icbob_walk_avoid_turn.zip më poshtë dhe hapeni në dosjen tuaj Arduino. Hapni skicën në Arduino IDE. Gjeni pjesën e mëposhtme të kodit. Vendosni pozicionet e shtëpisë që keni regjistruar për botin tuaj në skicë.

// vendosni anëtarët për grupin hm në pozicionet e shtëpisë për robotin tuaj

// ato mund të gjenden duke përdorur skicën icbob_home_calibration const int hm [4] = {95, 95, 85, 90}; // grup për të mbajtur pozicionin në shtëpi për secilën servo RH, RA, LH, LA

Ky skicë shton një grup lëvizjeje të dytë dhe një grup të dytë të kodit të lëvizjes së ngadaltë për lëvizjen 'kthese'.

// të dhënat e grupit përpara

const int fwdmvct = 6; // Bëjeni këtë numër të barabartë me numrin e rreshtave në grupin e grupit int fwdmv [fwdmvct] [4] = {{0, -40, 0, -20}, // ecni përpara, lëvizni kornizat {30, -40, 30, -20}, {30, 0, 30, 0}, {0, 20, 0, 40}, {-30, 20, -30, 40}, {-30, 0, -30, 0},}; // kthejnë të dhënat e grupit const int trnmvct = 5; // Bëjeni këtë numër të barabartë me numrin e rreshtave në grupin e grupit int trnmv [trnmvct] [4] = {{-40, 0, -20, 0}, // ktheni lëvizjen e kornizave {-40, 30, -20, 30}, {0, 30, 0, 30}, {30, 0, 30, 0}, {0, 0, 0, 0},};

Ne shtuam kodin e zbulimit të pengesave sonare, si dhe një deklaratë 'nëse' 'tjetër' për të vendosur nëse do të shkojmë drejt ose duke u kthyer.

Asambleja përfundimtare dhe fillimi

Lëreni baterinë të shkyçur dhe ngarkoni skicën. Shkëputeni kordonin e programimit. Sigurohuni që çelësi i energjisë në kontrollues të jetë në pozicionin "ndezur" poshtë. Rrëshqisni me kujdes guaskën mbi bazën me kordonin e rrymës USB që ngjitet nëpër vrimën e sipërme. Vendoseni baterinë. Futeni atë. ICBob -i juaj duhet të fillojë të lëvizë dhe të kthehet për të shmangur pengesat më afër se 7 inç.

Hapi 10: Përfundimi

Shpresojmë që ju të argëtoheni duke ndërtuar ICBob -in tuaj si ne ndërtimin tonë. Na tregoni nëse keni ndonjë pyetje ose koment. Nëse ndërtoni një na tregoni këtu ose mbi Thingiverse.