Аниматроникийн үндэс - Servo мотор: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Их дэлгүүрийн цонхон дээрх баяр хөөртэй баярын дэлгэц эсвэл Halloween -ий аймшигтай тоглоом ч бай хүүхэлдэй хүүхэлдэй шиг юу ч анхаарал татдаггүй.

Цахим удирдлагатай эдгээр анимацыг заримдаа "аниматроник" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэхүү зааварчилгаа нь нэг servo мотороор удирддаг хамгийн энгийн төрлийг хэрхэн хийхийг танд заах болно.

Бид Arduino микроконтроллерийг тархи болгон ашиглах бөгөөд дотор нь потенциометр ба серво хэрхэн ажилладаг, мөн гурван өөр хяналтын аргыг хэрхэн бий болгохыг заах болно.

1 - Тасралтгүй давтагдах хөдөлгөөн

2 - Алсын удирдлагатай хөдөлгөөн

3 - өдөөгдсөн хөдөлгөөн (гэрэл мэдрэгч ашиглан)

Алхам 1: эд ангиудын жагсаалт

Танд микроконтроллер хэрэгтэй болно (эхний зураг дээр https://adafru.it -ээс авсан Arduino, төсвийн эд ангиудын хамт нийт 30 долларын үнэтэй), servo мотор (хоёр дахь зураг дээр Tower -ийн жижиг хувилбарыг үзүүлэв) Холбогч эд ангиудын хамт нэг дэлгүүрээс 12 доллараар худалдаж авна). Хэрэв та олон servo мотор ажиллуулж байгаа бол танд жижиг конденсатор эсвэл илүү хүчдэлийн эх үүсвэр хэрэгтэй болно (Arduino -д зориулсан 9V хананы цэнэглэгч ажиллах болно).

Микроконтроллер бол нэг чип дээрх бүхэл бүтэн PC компьютер юм. Мэдээжийн хэрэг, таны гэрийн компьютер шиг хүчирхэг биш, энэ нь маш энгийн RAM, дискгүй, гар эсвэл хулганагүй боловч бүх зүйлийг удирдахдаа үнэхээр гайхалтай юм (нэр нь ийм учраас). Та эдгээр чипсийн нэгийг угаалгын машин, авто түлш шахах компьютер гэх мэт өдөр тутмын олон зүйлээс олох болно.

"Arduino" брендийн микроконтроллерууд нь гадаад ертөнцтэй холбосон бусад хэлхээг нэмж, тохиромжтой самбар дээр тавьдаг.

"Төсвийн эд ангиудын иж бүрдэл" хэсэгт потенциометр гэж нэрлэгддэг цөөн хэдэн утас, резистор, LED гэрэл, цэнхэр өнгийн хос товчлуур байгааг анхаарна уу. Дараагийн алхам дахь потенциометрийн талаар илүү ихийг олж мэдэх болно.

Эцэст нь танд servo мотор хэрэгтэй бөгөөд энэ нь хөдөлгөөнт хүүхэлдэйнд бэхлэх зориулалттай шураг холбогчтой ирдэг. Энэ хичээл дээр бид X хэлбэрийн холбогчийг ашиглах болно.

Алхам 2: Потенциометрийн тойм

Потенциометр нь үндсэндээ бүдэгрүүлэгч товчлуур юмуу эсвэл электроникийн нэр томъёонд хос хувьсах резистор юм. Бариулыг эргүүлснээр та нэг эсэргүүцэгчийг том болгож, нөгөө эсэргүүцэгчийг жижигрүүлнэ.

Ихэнх тохиолдолд бид дээр дурдсан хэлхээний диаграммыг ашиглан хүчдэлийг хянахын тулд потенциометр (заримдаа "тогоо" гэж нэрлэдэг) ашигладаг.

Хамгийн зүүн талын зураг дээр дээд ба доод утсыг +5 ба газардуулгад холбосон, дунд утас нь хүссэн хүчдэлийг гаргадаг бодит тогоог харуулав. Дунд диаграмм нь тогооны тэмдгийг харуулсан бөгөөд сүүлийн диаграм нь эквивалент хэлхээг харуулав.

Зургуудыг Wikimedia.org сайтаас зөвшөөрсөн болно

Алхам 3: Servo моторын тойм

Серво хөдөлгүүр нь үндсэн дөрвөн хэсгээс бүрдэнэ.

1. Ихэвчлэн өндөр хурд, эргүүлэх хүчээр урагш, хойшоо эргэх чадвартай мотор.

2. Одоогийн байдлаар servo мотор ямар өнцгөөр байгааг тодорхойлох боломжтой байрлалыг илрүүлэх систем

3. Моторын олон эргэлтийг авч, жижиг өнцгийн хөдөлгөөн хийх чадвартай арааны систем.

4. Бодит өнцөг ба хүссэн цэгийн өнцгийн хоорондох алдааг засах боломжтой хяналтын хэлхээ.

1 ба 2 -р хэсгийг эхний зураг дээр харуулав. 2 -р хэсэг нь потенциометр болохыг анхаарна уу.

3 -р хэсгийг хоёр дахь зурагт үзүүлэв.

4 -р хэсгийг гурав дахь зурган дээр харуулав.

Алхам 4: давтагдах хөдөлгөөн

Энд бид хүүхэлдэйнийхээ толгойг "Бендер" -ийг USB кабелиар холбосон л бол зүүн, баруун, урагш хойш эргүүлэх болно. Энэ нь баярын өдрийг хөгжилтэй өнгөрүүлэхийн тулд та өдөржингөө үргэлжлүүлэн хөдөлгөөн хийхийг хүсч байна.

Arduino нь Хөгжлийн Нэгдсэн Орчуулга (IDE) -тэй ирдэг бөгөөд энэ нь танд заавар өгөх боломжийг олгодог таны компьютерт зориулсан програмын хамт ирдэг гэж хэлэх гайхалтай арга юм (Arduino IDE дүрс нь хажуугийн зураг 8). Эдгээр зааврууд нь та компьютерээ салгасан ч гэсэн самбар дээр хадгалагдах бөгөөд Arduino -д тэжээлээ дахин холбоход дахин ажиллаж эхэлдэг. Энэ тохиолдолд бид IDE -ийн жишээн дээр "Servo" гэсэн ангилалд багтсан "Sweep" нэртэй програмыг ашиглах болно.

Дараа нь та servo -ийг тогтворжуулсан 5 вольт багтаамжтай конденсатор (Arduino +5 -ийн улаан Servo утас, Arduino GND хүрэн хүрэн утас) ба хяналтын дохио (шар Servo утас Arduino ouput pin 9 хүртэл) холбоно. Хүүхэлдэйний толгой заавал биш;-)

ДЭЛГЭРЭНГҮЙ:

Хэрэв дээр дурдсан зүйл бага зэрэг ойлгомжгүй байсан бол нарийвчилсан заавар дараах байдалтай байна.

Алхам A - Arduino програмчлах

• Arduino IDE -ийг нээнэ үү (таны компьютер дээр 8 -р дүрс байх ёстой)
• "Багаж хэрэгсэл" хэсэгт "Удирдах зөвлөл" -ийг "Arduino/Genuino Uno" болгож тохируулсан эсэхийг шалгаарай.
• USB кабель ашиглан Arduino техник хангамжийг компьютерт холбоно уу
• "Багаж хэрэгсэл" хэсэгт байрлах "Порт" тохиргоог мөн Arduino -д тохируулсан эсэхийг шалгаарай.
• "Файлууд" хэсэгт "Шүүрдэх" нэртэй "Жишээ" -ийг сонгоно уу (та үүнийг "Сервис" хэсгээс олж болно).
• Энэ файлыг ашиглах эсвэл засварлахаасаа өмнө өөр файлын нэрийг "Хадгалах" -ыг хийнэ үү (таны нэр эсвэл таны сонгосон зүйл байж болно). Энэ нь энэ компьютерийг ашиглаж буй дараагийн оюутанд файлыг өөрчлөхгүй байх болно.
• Сумны товчлуурыг ашиглана уу (эсвэл "Ноорог" хэсэгт "Байршуулах" хэсгийг сонгоно уу).

Алхам B - Servo моторыг холбох

Энэ хэсэгт бид https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso… -д заасан хэлхээний хувилбаруудыг бий болгох болно. тус тус Бид мөн энэ хүчдэл дээр хүчдэл хавтгах конденсатор тавьж, эцэст нь servo -ийн шар утсыг Arduino -ийн гаралтын зүү 9 -т холбоно.

• Хэлхээг барьж байхдаа Arduino -г USB портоос салга.
• Бид 5V ба Ground -ийг Arduino самбараас ашиглах тул улаан, ногоон утсыг ашиглан талхны тавцан дээр тавь.
• USB портоос хүч бага зэрэг сэгсэрч болзошгүй тул (гүйдэл тийм ч их биш, servo мотор нь бага гүйдлийн улмаас Arduino самбарыг дахин тохируулж болзошгүй) бид энэ хүчдэлд конденсатор тавьж, утсыг "хасах -" гэж бичсэн эсэхийг шалгаарай. "Газрын талд байна.
• Одоо Servo -ийн утастай Улаан (+5) ба Браун (Газар) -ыг талхны тавцан руу холбоно уу.
• Эцсийн цахилгаан холболт нь хяналтын дохио юм. SWEEP програм нь Arduino -ийн 9 -р зүү ашиглан хяналтын дохиог илгээдэг тул үүнийг Servo моторын шар (хяналтын) утсанд холбоно уу.
• НЭМЭЛТ - Та туршихаасаа өмнө аниматроник толгой ба түүний суурийг servo мотор дээр байрлуулж болно. Төгс төгөлдөр биш, хуванцар эд анги нь эвдэрсэн тул зөөлөн байгаарай.
• Та USB хүчийг Arduino -д ашиглах боломжтой байх ёстой бөгөөд SWEEP програм ажиллаж байх ёстой бөгөөд ингэснээр servo мотор нааш цааш урсана.

C алхам - SWEEP програмыг өөрчлөх

• Та энэ файлыг ашиглах, засварлахаасаа өмнө өөр файлын нэрийг "Хадгалах" гэж бичнэ үү (таны нэр эсвэл таны сонгосон зүйл байж болно). Та үүнийг A алхам дээр аль хэдийн хийсэн байж магадгүй. Доорх хэсэг бүрийн хувьд өөрийн ажиглалт, кодод оруулсан өөрчлөлтөө тэмдэглэ.
• Секундомер ашиглан бүх чиглэлд болон арагш шүүрдэхэд хэр их хугацаа шаардагдахыг хэмжинэ _
• Та програм хангамжид өөрчлөлт оруулах болно (заримдаа "код" эсвэл "ноорог" гэж нэрлэдэг)
• "Саатал" гэсэн утгыг хоёуланг нь 15 -аас өөр том тоо болгон өөрчилнө үү (тооцоолоход хялбар болгохын тулд 15 -ийн дугуй үржвэрийг сонгоно уу). Та ямар үнэ цэнийг ашигласан бэ? _. Таны бодлоор шинэ SWEEP цаг ямар байх бол? _. SWEEP -ийн шинэ цагийг хэмжиж, зөрүүтэй байгааг тэмдэглээрэй _.
• Хойшлуулалтыг буцааж 15 болгож, одоо байрлалын өнцгийг 180 -аас 90 болгож өөрчлөх (эдгээр хоёр утга). Серво моторын шинэ хөдөлгөөний хүрээ гэж юу вэ (90 градус эсвэл түүнээс дээш үү?) _.
• Хөдөлгөөний далайцыг 90 градус болгож орхиж, "Саатал" -ыг 15 -аас бага тоогоор бууруулаарай. Серво нь эмх замбараагүй ажиллаж эхлэх эсвэл хөдөлгөөний бүх хүрээг дуусгахаа болихоос өмнө хичнээн жижиг тоо руу явж болох вэ? _

Эдгээр алхмуудыг хийсний дараа танд шаардлагатай бүх хэмжилт, дадлага хийх болно. Серво мотороо ашиглан жижиг өнцгөөс эхлээд 180 градус хүртэл янз бүрийн давтагдах аниматроник хөдөлгөөнийг удирдахад бэлэн байх болно. олон янзын хурдаар таны удирддаг.

Алхам 5: Алсын удирдлагатай хөдөлгөөн

Өдөржингөө нэг хөдөлгөөнийг давтахын оронд энэ алхамаар бид "C3PO" хүүхэлдэйн хүүхэлдэйнийхээ байрлалыг баруун, зүүн тийш харах, тэдгээрийн хоорондох байрлалыг алсаас удирдах болно. Хүн хяналтыг хийж байгаа тул бид үүнийг "нээлттэй хүрд" гэж нэрлэдэг.

Нээлттэй давталтын удирдлагын тусламжтайгаар та servo моторын яг байрлалыг хянадаг. Таныг эргүүлэхийн тулд бидэнд бариул хэрэгтэй болно, үүнд бид цэнхэр потенциометрийг ашиглах болно.

• Бид талхны самбар дээр +5 ба 0 (газардуулгын) вольттой өөр газар хэрэгтэй болно. Эдгээр холбогч утсыг талхны тавцан дээрх эгнээнүүдийг салгаж, бие биенээсээ нэг эгнээ болгож, бидний оруулах потенциометрийн гаднах тээглүүрүүдийг эгнээнд байрлуулна.
• Одоо потенциометрийг нэмнэ үү. Потенциометрийн тээглүүрийг талхны тавцан руу оруулахаасаа өмнө гурвууланг нь зөв нүхээр байрлуулсан эсэхийг шалгаж, дараа нь тонгойгохгүйн тулд шулуун доош нь дарна уу. Потенциометрийн гол зүү нь Arduino дээрх аналог оролтын тэг (A0) -д холбогдоно. Үүнийг хийхийн тулд нэмэлт утас нэмнэ.
• Потенциометрээс хүчдэлийг уншиж, servo моторыг хянахын тулд File -> Examples -> Servo хэсэгт байрлах "KNOB" програмыг ашиглах болно. Хөтөлбөрийг ажиллуулж, бариулыг эргүүлээд ажигласан зүйлээ тэмдэглэ.

Мэдээжийн хэрэг, та маш урт утсыг ажиллуулж болох бөгөөд ингэснээр хяналтын товчлуур нь хүүхэлдэй хүүхэлдэйн киноноос өөр өрөөнд байх болно, эсвэл та жаахан зайтай байж болно (жишээ нь та кино хийж байхдаа камераас гадуур зураг авалт хийх боломжгүй).

Алхам 6: өдөөгдсөн хөдөлгөөн (мэдрэгч ашиглан)

Заримдаа та хүүхэлдэйг гэнэт хөдөлгөхийг хүсч байна, ялангуяа Halloween -ийн аймшигтай тоглоом эсвэл илүү их анхаарал татахыг хүсч байна. Энэ алхамаар бид "Улаан өндөгний баярын арал толгой" хүүхэлдэйгээ өөрчилж, гэрлийн мэдрэгч дээр сүүдэрлэж буй хэн нэгэн рүү хурдан эргэж, нүүрээ харуулах болно.

Серво моторын мэдрэгчийг хянах тохиолдолд бид servo моторын яг байрлалыг хянадаг гэрлийн мэдрэгчийг ашиглах болно. Мэдрэгч дээр харанхуй сүүдэр тусах (мөн хүн хүүхэлдэй рүү ойртох магадлалтай) хүүхэлдэй илүү хурдан, толгойгоо эргүүлнэ.

• Бид потенциометрийг аваад хоёр резистортой тэнцэх хэлхээгээр солино. Энэ тохиолдолд хоёр резисторын нэг нь (R2) гэрэл мэдрэгч байх болно.
• Бидэнд өрөө өгөхийн тулд бид +5V (зүүн) ба 0V Ground (баруун) бөөгнөрлийг тарааж, аналог оролт руу холбосон холбогч кабельтай ижил төвд холбосон 10K Ом эсэргүүцэл ба Гэрлийн мэдрэгчийг нэмж болно. Arduino самбар дээрх тэг (A0).
• Гэрлийн мэдрэгчийг далдлахын тулд гарныхаа сүүдрийг ашиглаарай, мөн гэрлийн мэдрэгчийг хамгийн их, хамгийн бага хэмжээгээр гэрэлтэй болгохын тулд бусад аргыг ашиглаарай. Та 180 градусын хөдөлгөөнийг бүрэн авч чадаж байна уу?

Алсын удирдлагатай хувилбарын нэгэн адил та гэрэл зургийн резисторыг аниматроник хүүхэлдэйгээс маш хол зайд байрлуулж, резисторын утгыг өөрчлөх эсвэл хүүхэлдэйний хариу үйлдлийг өөрчлөх програм хангамжийг өөрчлөх боломжтой.

Алхам 7: Одоо та туршаад үзээрэй

Одоо та нэг servo мотороор үүсгэж болох аниматроник хөдөлгөөний үндсэн гурван төрлийг эзэмшсэн байна.

- Дахин давтагдах хөдөлгөөн

- Алсын удирдлагатай хөдөлгөөн

- Мэдрэгч ашиглан хөдөлгөөнийг идэвхжүүлнэ

Та үүнийг өөр өөр төрлийн хүүхэлдэй, хөдөлгөөн, удирдлага, байгалийн гаралтай, зөвхөн таны л бүтээж чадах урлагийг ашиглан дараагийн түвшинд хүргэж чадна!