Цохиоч! - Робот гар: 5 алхам

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

Инженерийн зарчмуудын нэг өдөр бид VEX -ийн хэсгүүдээс нийлмэл машин бүтээхээр явлаа. Механизмыг бүтээж эхэлмэгц бид угсрах шаардлагатай олон нарийн төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг удирдахын тулд тэмцэж байсан. Хэрэв хэн нэгэн бидэнд гараа өгөх юм бол …

Ийм учраас бид, Хатагтай Бербавигийн ангийн Ирвингтон ахлах сургуулийн гурван сурагч, бид эхнээс нь робот гар зохион бүтээж, бүтээхээр шийдсэн юм! Энэхүү санхүүгийн тооцоог 150 доллараар S. I. D. E. Төслийн хүрээнд бид шаардлагатай бүх материалыг худалдан авч, төсвөө сайн хадгалж чадсан. Бэлэн бүтээгдэхүүн нь Arduino Mega, 5 servo-ийг жолооддог servo микро хянагчаас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь 3D хэвлэсэн хуруунд холбогдсон бөгөөд энэ нь бодит холбоосоор бие даан хөдөлж чаддаг.

Багийн бүх гишүүд бага ангийн хичээлийн хуваарь ихтэй ахлах сургуулийн сурагчид бөгөөд электроникаас бүрдсэн төслийг эхнээс нь бүрэн зохион бүтээх туршлагагүй байсан тул энэ нь маш том амбицтай төсөл байв. Манай багийн гишүүд урьд өмнө компьютерын тусламжтай дизайн, програмчлалын туршлагатай байсан бол уг төсөл нь хүмүүст өдөр тутмын ажлаа хийхэд нь тусалж чадахуйц Arduino техник хангамж, програм хангамжийг ашиглах боломжийг нээж өгсөн юм.

Патрик Дингийн 3D загварчлал ба дизайн

Баримтжуулалт ба Arduino кодчилол, Ashwin Natampalli

Сандеш Шреста Arduino кодчилол, хэлхээ ба зааварчилгаа

Алхам 1: CADing хийх

Энэхүү төслийн эхний бөгөөд хамгийн хэцүү алхам бол гарын 3D загварыг хуруугаараа хийх явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд Autodesk Inventor эсвэл Autodesk Fusion 360 -ийг ашиглана уу (Бид өмнөх хувилбарыг ашигласан).

Алганы хэсэг, хурууны сегмент, хурууны үзүүр, ягаан хурууны сегментэд тус тусад нь CAD үүсгэхийн тулд хэсэг файлуудыг ашиглаарай. Энэ нь үе ба servo-ийн ажиллагааг жигд болгохын тулд нэг хэсэгт 2-3 удаа засвар хийсэн.

Загвар нь хүссэн хэмжээ, хэлбэртэй байж болно, хэрвээ мөр нь хуруугаа гөлгөр ажиллуулах боломжийг олгодог бөгөөд хуруу нь хоорондоо мөргөлдөггүй. Түүнчлэн хаалттай нударгаараа хуруунууд бүрэн унах боломжтой эсэхийг шалгаарай.

Утасны хөндлөнгийн оролцоо, үр ашиггүй замуудын асуудлыг засахын тулд бидний анхны хувилбараас олж үзвэл гогцоо, утсан хөтөч, хонгилыг нэмж оруулснаар мөрийг амархан татаж, тайлж болно.

Энд бидний хэсэгчилсэн олон талт зураг болон.stl CAD файлууд байна.

Алхам 2: 3D хэвлэх

CAD -ийг бөглөсний дараа 3D принтер ашиглан тэдгээрийг амьдруулаарай. Хэрэв таны бүтээсэн дизайн зарим асуудалтай байвал энэ үе шатыг олон удаа давтаж болно.

3D хэвлэхийн тулд эхлээд CAD файлуудыг STL файл болгон экспортлох хэрэгтэй. Autodesk Inventor дээр үүнийг хийхийн тулд Файлын унах цэс дээр дарж Экспорт дээр дарна уу. Гарч ирэх баганаас CAD форматыг сонгоно уу. Windows File Explorer цэс нь унах цэснээс.stl файлыг сонгож, файлын байршлыг сонгох боломжийг танд олгоно.

Файлыг 3D принтерийн програм хангамж руу импортлоход бэлэн болсны дараа хэвлэх сонголтыг өөрийн хүссэнээр тохируулж эсвэл бидний тохиргоог дагана уу. 3D принтерийн програм хангамж нь брэндээс хамаарч өөр өөр байдаг тул програм хангамжийг удирдахын тулд онлайн гарын авлага эсвэл гарын авлагаас лавлана уу. Бидний гараар бид LulzBot Mini -ийг ангийнхаа орчинд байгаа тул ашиглаж байсан.

Алхам 3: угсрах

Бүх эд ангиудыг сал, тулгуурыг 3 хэмжээстээр амжилттай хэвлэсний дараа (хэрэв байгаа бол) угсрах ажлыг эхлүүлэхийн тулд хэсэг бүрийг урьдчилан бэлдэх ёстой.

3D принтер нь тийм ч нарийвчлалтай биш бөгөөд жижиг согог гарч болзошгүй тул зарим нүүрийг тэгшлэхийн тулд файл эсвэл зүлгүүр эсвэл зүлгүүрийн бэхэлгээ бүхий дремель ашиглана уу. Хамтарсан гөлгөр үйл ажиллагааны хувьд холболтыг оновчтой болгохын тулд үе ба уулзварын цэгүүдэд анхаарлаа хандуулаарай. Заримдаа хурууны сегмент болон бусад хэсгүүдийн утсан хонгил нь агуй эсвэл төгс бус байж болно. Гол зөрүүтэй тэмцэхийн тулд хонгилыг өрөмдөхийн тулд 3/16in өрөмдлөгийн тусламжтайгаар өрөм ашиглана уу.

Мөрийг хамгийн хялбар чиглүүлэхийн тулд хуруу бүрийг угсарч, утсыг хонгилоор дамжуулж, төгсгөлийг нь уя. Хуруу бүрийг алган дээр нэгтгэхээс өмнө мөрийг чиглүүлэгч гогцоонуудаар нэгийг нь дээд цооногоор, нэгийг нь ёроолоор нь далдуу модны дундуур шургуулж ороомгийн ороомгийн эсрэг талын төгсгөлд хавсаргана. Уртыг зөв болгосны дараа хуруугаа алган дээр холбоно.

Дээрх зурагт үзүүлсэн шиг m4x16 эрэгийг хуруугаа хооронд нь холбохын тулд үе бүрт оруулна. Ягаан өнгийн сегментүүдийг ашиглан хуруугаа барих үйл явц бүрийг бүх хуруугаараа давтана.

Алхам 4: Arduino Circuitry

Араг ясыг бүгдийг нь угсарсан тул одоо булчин, тархи нэгдсэн байх ёстой. Бүх servo -г нэгэн зэрэг ажиллуулахын тулд бид Adafruit -ийн PCA 9685 мотор хянагчийг ашиглах ёстой. Энэхүү хянагч нь servo -г ажиллуулахын тулд гаднаас цахилгаан тэжээл авах шаардлагатай. Энэхүү хянагч болон түүний өмчлөлийн кодын санг ашиглан эндээс олж болно.

Arduino -ийг хянагч руу холбохдоо зүү гаралтыг тэмдэглэж аваарай. Хэрэв Arduino Mega ашигладаг бол энэ нь шаардлагагүй болно. Гэсэн хэдий ч, бүх тохиолдолд, моторын хянагч дээр ямар портуудыг суулгасан болохыг тэмдэглэж аваарай.

IR алсын удирдлага ашиглан servo болон гараа хянахын тулд IR хүлээн авагчийг нэмж, өгөгдлийн утсаар дижитал порт руу Arduino -д хүч, газардуулгыг холбоно уу. Утасны зөв холболтыг шалгахын тулд IR хүлээн авагчийнхаа холболтыг шалгана уу. Манай хэлхээний жишээг үзүүлэв.

Энэ хэлхээг бий болгохын тулд эхлээд servo моторын хяналтын самбар дээрх servo бүрийг 3, 7, 11, 13, 15 портуудтай холбоно. Доод талд нь таван зүү бүхий самбарыг бүхэлд нь талхны тавцанд хавсаргана.

Холбогч кабелийг ашиглан Arduino -ийн 5V хүчдэл ба газардуулгыг талхны нэг цахилгаан төмөр замд холбоно уу (Аль талд нь Arduino -аас 5V байна гэж тэмдэглэсэн эсэхээ санаарай!). Энэ нь IR мэдрэгч ба мотор хянагчийг тэжээх болно. 6V цахилгаан тэжээлийн багцыг нөгөө цахилгаан дамжуулагч руу холбоно уу. Энэ нь servos -ийг тэжээх болно.

IR мэдрэгчийн бүх 3 зүүг талхны тавцан дээр тавь. Цахилгаан ба газардуулгыг 5V төмөр замд, гаралтыг дижитал зүү 7 -д холбоно уу.

Бид Arduino Mega ашиглаж байгаа тул мотор хянагчийн SDA ба SCL портууд нь Arduino дээрх SDA ба SCL порттой холбогдсон байх болно. VCC ба газрын портууд нь 5V төмөр замд холбогдох болно.

Батерейны багцыг өөрийн цахилгаан төмөр замд холбосон бол холбогч кабель, жижиг хавтгай толгойтой халив ашиглан servo моторын тэжээлийг ногоон тэжээлийн оролтын толгойгоор бэхлээрэй.

Бүх холболтууд нягт байгаа эсэхийг шалгаад TinkerCAD хэлхээг холбосон бүх кабелийн шугамыг дахин шалгана уу.

Алхам 5: Кодлох

Энэ гарыг ашиглалтанд оруулахаас өмнөх хамгийн сүүлийн алхам бол Arduino -г кодлох явдал юм. Энэ гар нь PCA 9685 мотор хянагч ашигладаг тул бид эхлээд номын санг суулгах ёстой бөгөөд үүнийг Arduino кодлох орчинд хийж болно. Суулгасны дараа IR Remote -ийн IRremote номын санг бас суулгаарай.

Манай кодонд IR алсын удирдлага дээрх товчлуур бүрийн тодорхойлолтыг 8 оронтой кодоор харуулав. Эдгээрийг товчлуур бүрийн 8 оронтой кодыг Serial Monitor дээр хэвлэдэг IRRecord програмыг ашиглан олсон байна.

IRRecord програм болон гар хянах програмыг хоёуланг нь хавсаргасан болно.

Кодын эхэнд IRremote, Wire, Adafruit_PWMServoDriver номын санг оруулна уу.

Үүний дараа IRRecord -ийн үр дүнг ашиглан IR алсын удирдлагын товчлуур бүрийг тодорхойлно уу. Бүгд шаардлагагүй боловч (зөвхөн 10 хэрэгтэй), бүгдийг эзэмшсэнээр ирээдүйд хурдан өргөжүүлэх (функц, урьдчилан тохируулсан дохио нэмэх) боломжтой болно. Servo драйверын функцийг ашиглан pwm -ийг үүсгэж, servo -ийг мотор хянагчийн зүү рүү оноож өг. Зурагт үзүүлсэнтэй ижил SERVOMAX/MIN утгыг ашиглана уу. IR мэдрэгчийн дижитал оролтын зүүг 7 гэж зааж өгөөд эхлүүлнэ үү.

Цувралыг 9600 -ийн хурдтай эхлүүлэх замаар тохиргооны функцийг тунхаглана уу. IR мэдрэгчийг идэвхжүүлж, servo давтамжийг 60 Гц -ээр эхлүүлнэ үү.

Эцэст нь давталтын функц дээр IR алсын удирдлагаас ирж буй дамжуулалтыг үндэслэн if/else унтраалга үүсгээд дараа нь ашиглагдах IR алсын удирдлага дээрх товчлуур бүрийн тохиолдол бүхий шилжүүлэгч/кейсийг үүсгэнэ үү. Эдгээрийг өөрийн хүссэн удирдлагын хувьд өөрчилж болно. Тухайн тохиолдол бүрт дибаг хийх зорилгоор цуваа монитор дээр дарагдсан товчлуурыг хэвлээд servo -ийг зөөхийн тулд for давталтыг ашиглана уу. Бүх тохиолдлуудыг үүсгэсний дараа давталтын функцийг хаахаас өмнө IR дохиог дахин ирж буй дохиог үргэлжлүүлэхээ мартуузай. Мотор хянагчийн самбараар дамжуулан servo-уудыг кодлохыг https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver?view=all дээрээс олж болно.