Шугаман ба эргэлтэт идэвхжүүлэгч: 11 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Энэхүү зааварчилгаа нь эргэдэг босоо ам бүхий шугаман идэвхжүүлэгчийг хэрхэн хийх тухай юм. Энэ нь та объектыг урагш, хойш нь хөдөлгөж, нэгэн зэрэг эргүүлэх боломжтой гэсэн үг юм. 45 мм (1.8 инч) хэмжээтэй объектыг урагш хойш хөдөлгөж 180 градус эргүүлэх боломжтой.

Зардал нь ойролцоогоор 50 доллар байна. Бүх эд ангиудыг 3D хэвлэх эсвэл барилгын дэлгүүрээс худалдаж авах боломжтой.

Ашигласан мотор нь худалдаанд байгаа хоёр servo мотор юм. Хямд үнэтэй servos -ийн хажуугаар ашигтай шинж чанарууд байдаг: Серво нь нэмэлт хяналтын логик шаарддаггүй. Хэрэв та Arduino [1] болон түүний Servo номын санг [2] ашиглаж байгаа бол 0 -ээс 180 хүртэлх утгыг бичих нь servo моторын байрлал бөгөөд бидний хувьд идэвхжүүлэгчийн байрлал болно. Би зөвхөн Arduino -г мэднэ, гэхдээ бусад платформ дээр servo -ийг удирдах нь маш энгийн бөгөөд ингэснээр энэ идэвхжүүлэгчийг ашигладаг гэдэгт би итгэлтэй байна.

Үүнийг бүтээхийн тулд зогсож буй өрмийн машин, 4.2 мм металл өрөм хэрэгтэй. Та ханцуйныхаа холхивч болохын тулд M4 самар өрөмдөх гэж байна.

Цаашилбал, металл саваа дээрх M4 утсыг таслахын тулд танд сайн вандан сандал, шураг хэрэгтэй. Саваа бэхлэхийн тулд М4 шурагтай цорго шаардлагатай болно.

Хангамж

1 стандарт Servo Tower Pro MG946R. Серво гар, 4 М2 бэхэлгээний шураг, 4 d3 гуулин их биетэй

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Серво гар, 2 бэхэлгээний эрэг дагалдана

11 M2 x l10 мм хавтгай толгойтой шураг

4 М4 угаагч

6 М4 самар

1 d4 мм хэмжээтэй цагираг

1 d1 мм хэмжээтэй цаасан хавчаар

1 Модон алчуур d6 x l120

2 Нэг үзүүрт M4 x l15 утастай ган эсвэл хөнгөн цагаан саваа d4 x l166

1 Ган эсвэл хөнгөн цагаан саваа d4 x l14

1 Ган эсвэл хөнгөн цагаан саваа d4 x l12

Домог: l: миллиметрээр урт, d: миллиметрээр диаметр

Алхам 1: 3D хэвлэсэн хэсэг

Та зүүн эсвэл баруун талын хэсгийг хэвлэх хэрэгтэй. Энэхүү зааварчилгааны зургууд нь зүүн талын LnR идэвхжүүлэгчийг харуулж байна (урд талаас нь харахад модон алчуур зүүн талд байна).

Хэрэв танд 3D принтер байхгүй бол ойролцоо 3D хэвлэх үйлчилгээ хайж олохыг зөвлөж байна.

Алхам 2: Гулсах холхивч

М4 самарыг холхивчийн хувьд ашигладаг! Үүний тулд та (M4/3.3 мм) нүхийг 4.2 мм металл өрмийн тусламжтайгаар өрөмддөг. Өрөмдсөн М4 самарыг гулсагчийн нүх рүү дарна уу.

2 М4 угаагчийг гулсагч болон гулсагчийн дээд хэсэгт наа.

Алхам 3: Mirco Servo ба Extension Arm

Micro Servo -ийг гулсагч дээр холбоно уу.

Баруун талд сунгах гар, үлдсэн 2 М4 самар харагдаж байна. Өрөмдсөн М4 самарыг сунгах гарны нүхэнд дарна.

Алхам 4: Гулсагч ба эргэдэг босоо ам

Гулсагч, сунгах гар, гулсагчийн дээд хэсгийг угсарна. Тэнхлэг болгон 12 мм урт жижиг төмөр саваа ашиглана.

Зургийн доод хэсэгт бичил Servo гарт бэхлэгдсэн фланцыг харж болно.

Та модон алчуур руу 1.5 мм -ийн нүх өрөмдөх хэрэгтэй (зургийн баруун доод талд), эс тэгвээс мод хагарах болно.

Алхам 5: Servo хамтарсан

Стандарт servo гар руу 4.2 мм -ийн цооног өрөмдөж, бэхэлгээний цагирагны 14 мм -ийн төмөр саваа руу ховил нэмнэ.

Угаалгын машинуудын нэгийг servo гар дээр наа.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дээрээс доороос нь ингэж овоолно.

1) Шугам бөгжийг тэнхлэг дээр холбоно уу

2) Угаалгын машин нэмнэ үү

3) Серво гарыг сунгах гарны доор барьж, угсарсан тэнхлэгийг дундуур нь дар.

4) Бэхэлгээний цагираг дээр цавуу нэмж, доод талаас тэнхлэг дээр дарна уу.

Зураг нь сүүлийн үеийнх биш байна. Хоёр дахь бөгжний оронд бэхэлгээний бөгжийг харуул. Бэхэлгээний цагираг бүхий санаа нь анхны дизайны сайжруулалт юм.

Алхам 6: Servo Mount

Стандарт servo нь хөдөлгүүрт залгагдсан байдаг. Сервийг нүхээр дамжуулахын тулд та түүний доод тагийг тайлах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр кабелийг доош нь нугалж болно.

Суулгах боолтыг эхлээд замбараагүй их бие рүү, дараа нь идэвхжүүлэгчийн нүхээр дамжуулдаг. Боолтыг LnR-суурийн доор байрлуулсан бэхэлгээний блок руу өрөмдөнө.

Алхам 7: Уртын дагуух хөдөлгөөн

M4 шураг цорго ашиглан та LnR-Base-ийн арын хавтгайн 3.3 мм-ийн нүх рүү утас хайчилж авав.

Гулсагч нь хоёр төмөр саваа дээр хөдөлдөг. Эдгээрийг LnR-Base-ийн урд талын 4.2 мм-ийн нүхээр, дараа нь гулсагчийн холхивчоор дамжуулж, хөдөлгүүрийн арын хавтгайд M4 утсаар бэхлэнэ.

Алхам 8: Бүрхүүл

Энэ бол LnR идэвхжүүлэгч юм!

Micro Servo кабелийг засахын тулд цаасан хавчаарын нэг хэсгийг ашигладаг. Бүрээсийг идэвхжүүлэгч дээр холбож, хийж дууслаа.

Алхам 9: Arduino Sketch (заавал биш)

Хоёр потенциометрийг Arduino -ийн A0 ба A1 оролтод холбоно уу. Дохиоллын тээглүүр нь эргэлтэнд 7, уртааш хөдөлгөөн хийхэд 8 байна.

Та 5 вольтыг Arduino -аас потенциометрийн хувьд 5 вольтын хүчийг гадны 5 вольтын тэжээлээс авах нь чухал юм. Серво жолоодохын тулд та гадаад тэжээлийн хангамж ашиглах ёстой.

Алхам 10: Програмчлалын жишээнээс гадна (заавал биш)

Би LnR Actuator -ийг хянадаг програм хангамжийн системчилсэн алдааг ингэж л цуцалдаг. Механик хувирал, механик тоглоомын улмаас байрлал тогтоох алдааг арилгаснаар уртрагийн чиглэлд 0.5 миллиметр, эргэлтийн хөдөлгөөнд 1 градусын нарийвчлалтай байрлуулах боломжтой болно.

Механик хувиргалт: Arduinos газрын зургийн функцийг [5] дараах байдлаар бичиж болно: f (x) = a + bx. Демо өгөгдлийн багцын хувьд [6] хамгийн их хазайлт нь 1.9 мм байна. Энэ нь хэзээ нэгэн цагт идэвхжүүлэгчийн байрлал нь хэмжсэн утгаас бараг 2 миллиметр зайтай байна гэсэн үг юм.

3, f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3 зэрэгтэй полиномын хувьд демо өгөгдлийн хамгийн их хазайлт нь 0.3 миллиметр; 6 дахин нарийвчлалтай. A, b, c, d параметрүүдийг тодорхойлохын тулд та дор хаяж 5 цэгийг хэмжих ёстой. Демо өгөгдлийн багц нь 5 -аас дээш хэмжих цэгтэй боловч 5 нь хангалттай.

Механик тоглох: Механик тоглуулалтын ачаар хэрэв та идэвхжүүлэгчийг эхлээд урагш, дараа нь арагш, эсвэл цагийн зүүний дагуу, дараа нь цагийн зүүний эсрэг хөдөлгөж байвал байрлалд офсет үүснэ. Урт чиглэлд хөтөч нь servo гар ба гулсагчийн хоорондох хоёр холбоос дээр механик тоглодог. Эргэдэг хөдөлгөөний хувьд идэвхжүүлэгч нь гулсагч ба босоо амны хооронд механик тоглодог. Серво хөдөлгүүрүүд нь өөрөө механик ажиллагаатай байдаг. Механик тоглоомыг цуцлахын тулд дараах дүрмийг баримтална: A) Урагш эсвэл цагийн зүүний дагуу урагшлахдаа томъёо нь: f (x) = P (x) B) Арагш эсвэл цагийн зүүний эсрэг чиглэлд томъёо нь: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) ба O (x) нь олон гишүүнт юм. O нь механик тоглолтын улмаас нэмэгддэг офсет юм. Олон гишүүнт параметрүүдийг тодорхойлохын тулд нэг чиглэлд хөдөлж байхдаа 5 цэг, эсрэг чиглэлд шилжихдээ ижил 5 цэгийг хэмжинэ.

Хэрэв та Arduino -той олон серво хөдөлгүүрийг удирдахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд олон гишүүнт ашиглан програмын шалгалт тохируулга хийхийг танд итгүүлсэн бол миний prfServo Arduino номын сантай танилцаарай [4].

Харандаагаар хөтлөх видео бичлэгийн хувьд prfServo номын санг ашигласан болно. Дөрвөн servo бүрийн хувьд хоёр чиглэлд таван цэгийн шалгалт тохируулга хийсэн.

Бусад системчилсэн алдаа: Хөдөлгүүр нь нэмэлт системчилсэн алдаатай байдаг: Үрэлт, хазайлт, ашигласан servo номын сан ба servo моторын нарийвчлал.

Adafruit Servo Shield [3] -ийн нарийвчлал нь уртааш чиглэлд 0.15 мм байх магадлалтай. Үүний шалтгаан нь: Серво бамбай нь PCA9685 чипийг ашиглан ХОУХ -ны дохиог гаргадаг. PCA9685 нь PWM дохиог 0 -ээс 100 % хооронд үүсгэх зориулалттай бөгөөд үүнд 4096 утгатай байдаг. Гэхдээ servo -ийн хувьд зөвхөн 200 (880 μs) -ээс 500 (2215 μs) хүртэлх утгыг ашигладаг. 45 мм -ийн зангилааг 300 -д хуваасан нь 0.15 мм юм. Хэрэв та эргүүлэх хөдөлгөөний математикийг хийвэл 180º -ийг 300 оноонд хуваахад 0.6º байна.

Алхам 11: Ашигласан материал

[1] Arduino: https://www.arduino.cc/ [2] Серво номын сан: https://www.arduino.cc/en/reference/servo [3] Adafruit ServoShield: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] prfServo номын сан: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo [5] Arduino газрын зургийн функц:

[6] Жишээ өгөгдлийн багц: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194