ARDUINO SPIDER ROBOT (QUADRUPAT): 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola nois! Aquí teniu un nou tutorial per guiar-vos pas a pas mentre feu aquest tipus de projectes electrònics súper sorprenents que és el "robot de rastreig" conegut també com a "Spider Robot" o un "robot quadrúpede".

Com que cada cos va notar l’evolució d’alta velocitat de la tecnologia de la robòtica, vam decidir portar-vos a un nivell superior en robòtica i fabricació de robots. vam començar fa un temps fent alguns projectes electrònics bàsics i un robot bàsic com PICTO92, el robot seguidor de línia per tal de familiaritzar-vos amb les coses electròniques i trobar-vos capaços d’inventar els vostres propis projectes.

Passant a un altre nivell, hem començat amb aquest robot que és bàsic en el concepte, però serà més complicat si aprofundeix en el seu programa. I com que aquests aparells són tan cars a la botiga web, us proporcionem aquesta guia pas a pas per guiar-vos a fer el vostre propi Spiderbot.

Aquest projecte és tan útil per fer-ho especialment després d’aconseguir el PCB personalitzat que hem encarregat a JLCPCB per millorar l’aspecte del nostre robot. A més, hi ha prou documents i codis en aquesta guia que us permetran crear el vostre rastrejador fàcilment.

Hem fet aquest projecte en només 7 dies, només dos dies per acabar la fabricació del maquinari i el muntatge, i després cinc dies per preparar el codi i l'aplicació per a Android. per tal de controlar el robot a través d’ell. Abans de començar anem a veure primer

Què aprendreu d’aquest tutorial:

1. Selecció dels components adequats en funció de les funcionalitats del vostre projecte
2. Realització del circuit per connectar tots els components escollits
3. Muntar totes les parts del projecte
4. Escalat de la balança del robot
5. Utilitzant l'aplicació Android. per connectar-se mitjançant Bluetooth i començar a manipular el sistema

Pas 1: què és un "robot aranya"

Tal com el defineix el seu nom, el nostre robot és una representació bàsica dels moviments del sipder, però no realitzarà exactament els mateixos moviments corporals, ja que només estem utilitzant quatre potes en lloc de vuit potes.

Anomenat també Quadrupedrobot, ja que té quatre potes i fa els seus moviments mitjançant aquestes potes, el moviment de cada pota està relacionat amb les altres potes per tal d’identificar la posició del cos del robot i també per controlar l’equilibri del cos del robot.

Els robots de potes manegen millor el terreny que els seus homòlegs amb rodes i es mouen de maneres variades i animalistes. Tanmateix, això fa que els robots de pota siguin més complicats i menys accessibles per a molts fabricants. i també el cost de fabricació i les altes despeses que hauria de gastar un fabricant per crear un cos quadruped, ja que es basa en servomotors o motors pas a pas i tots dos són més cars que els motors de corrent continu que es podrien utilitzar en robots de rodes.

Avantatges

Trobareu quadrúpedes abundants a la natura, perquè quatre potes permeten una estabilitat passiva o la capacitat de mantenir-se dret sense ajustar la posició activament. El mateix passa amb els robots. Un robot de quatre potes és més barat i senzill que un robot amb més potes, tot i que encara pot aconseguir estabilitat.

Pas 2: els servomotors són els principals actuadors

Un servomotor, tal com es defineix a la viquipèdia, és un actuador rotatiu o actuador lineal que permet un control precís de la posició angular o lineal, la velocitat i l'acceleració. [1] Consisteix en un motor adequat acoblat a un sensor per a la retroalimentació de la posició. També requereix un controlador relativament sofisticat, sovint un mòdul dedicat dissenyat específicament per al seu ús amb servomotors.

Els servomotors no són una classe específica de motors, tot i que el terme servomotor s'utilitza sovint per referir-se a un motor adequat per al seu ús en un sistema de control de bucle tancat.

En termes generals, el senyal de control és un tren d'impulsos d'ona quadrada. Les freqüències habituals dels senyals de control són 44Hz, 50Hz i 400Hz. L’amplada positiva del pols és la que determina la posició del servo. Un ample de pols positiu d’uns 0,5 ms farà que la banya del servo es desviï tant com pugui cap a l’esquerra (generalment d’uns 45 a 90 graus segons el servo en qüestió). Un ample de pols positiu d’uns 2,5 ms a 3,0 ms farà que el servo es desviï cap a la dreta tant com sigui possible. Un ample de pols d’uns 1,5 ms farà que el servo mantingui la posició neutra a 0 graus. L’alta tensió de sortida sol ser entre 2,5 i 10 volts (amb 3V típics). La baixa tensió de sortida oscil·la entre -40mV i 0V.

Pas 3: fabricació de PCB (produït per JLCPCB)

Quant a JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) és l’empresa més gran de prototips de PCB a la Xina i un fabricant d’alta tecnologia especialitzat en prototips de PCB ràpids i producció de PCB de lots petits.

Amb més de 10 anys d’experiència en la fabricació de PCB, JLCPCB té més de 200.000 clients a casa i a l’estranger, amb més de 8.000 comandes en línia de prototipatge de PCB i producció de PCB de petites quantitats al dia. La capacitat de producció anual és de 200.000 m². per a diversos PCB d’1 capa, 2 capes o multicapa. JLC és un fabricant professional de PCB que presenta equips de gran escala, bé, una gestió estricta i una qualitat superior.

Tornem al nostre projecte

Per tal de produir el PCB, he comparat el preu de molts productors de PCB i he triat JLCPCB els millors proveïdors de PCB i els proveïdors de PCB més barats per demanar aquest circuit. Tot el que he de fer és fer uns clics senzills per penjar el fitxer gerber i establir alguns paràmetres com el color i la quantitat de gruix del PCB, i només he pagat 2 dòlars per obtenir el meu PCB només al cap de cinc dies.

Com mostra la imatge de l'esquema relacionat, he utilitzat un Arduino Nano per controlar tot el sistema, a més he dissenyat la forma de l'aranya robot per millorar aquest projecte.

Podeu obtenir el fitxer Circuit (PDF) des d’aquí. Com podeu veure a les imatges anteriors, el PCB està molt ben fabricat i tinc la mateixa forma d’aranya de PCB que hem dissenyat i totes les etiquetes i logotips hi són per guiar-me durant els passos de soldadura.

També podeu descarregar el fitxer Gerber d’aquest circuit des d’aquí en cas que vulgueu fer una comanda per al mateix disseny del circuit.

Pas 4: Ingredients

Ara revisem els components necessaris que necessitem per a aquest projecte, de manera que, com he dit, estic fent servir un Arduino Nano per fer funcionar els 12 servomotors del robot a quatre potes. El projecte també inclou una pantalla OLED per mostrar les cares de Cozmo i un mòdul bluetooth per controlar el robot mitjançant una aplicació per a Android.

Per crear aquest tipus de projectes necessitarem:

• - El PCB que l’hem encarregat a JLCPCB
• - 12 servomotors segons recordeu 3 servos per cada pota:
• - Un Arduino Nano:
• - Mòdul Bluetooth HC-06:
• - Una pantalla OLED:
• - LED RGB de 5 mm:
• - Alguns connectors de capçalera:
• - I el cos del robot no deixa d’imprimir-los amb una impressora 3D

Pas 5: el robot es munta

Ara ja tenim el PCB preparat i tots els components es solden molt bé, després d’això hem de muntar el cos del robot, el procediment és tan fàcil, així que només cal que seguiu els passos que mostro, primer hem de preparar cada pota per un costat i fer un led necessitem dos servomotors per a les juntes i les peces impreses Coxa, Femur i Tibia amb aquesta petita peça de fixació.

Quant a les peces del cos del robot, podeu descarregar els fitxers STL des d’aquí.

Començant pel primer servo, col·loqueu-lo al seu sòcol i subjecteu-lo amb els cargols, després gireu la destral de servos a 180 ° sense col·locar el cargol per als accessoris i passeu a la següent part que és el fèmur per connectar-lo a la tíbia. mitjançant la primera destral de servoarticulació i la peça de fixació. L’últim pas per completar la cama és col·locar la segona articulació, vull dir el segon servo per subjectar la tercera part de la cama, que és la peça Coxa.

Ara repeteix el mateix per a totes les potes per acabar les quatre potes. Després, agafeu el xassís superior i col·loqueu la resta de servos als endolls i connecteu cada pota al servo adequat. Només hi ha una última part impresa que és el xassís inferior del robot on col·locarem la nostra placa de circuit

Pas 6: l'aplicació per a Android

Parlar de l’android que us permet

connecteu-vos al vostre robot mitjançant Bluetooth i realitzeu moviments cap endavant i cap enrere i girs a la dreta a l’esquerra, també us permetrà controlar el color clar del robot en temps real escollint el color desitjat d’aquesta roda de colors.

Podeu descarregar l'aplicació d'Android gratuïtament des d'aquest enllaç a: aquí

Pas 7: el codi Arduino i la validació de la prova

Ara tenim el robot gairebé a punt per funcionar, però primer hem de configurar els angles de les articulacions, així que pengeu el codi de configuració que us permetrà posar cada servo en la posició correcta connectant els servos a 90 graus. No oblideu connectar el 7V Bateria de corrent continu per fer funcionar el robot.

A continuació, hem de carregar el programa principal per controlar el robot mitjançant l'aplicació per a Android. Els dos programes els podeu descarregar des d’aquests enllaços:

- Codi servo a escala: enllaç de descàrrega- Programa principal del robot Spider: enllaç de descàrrega

Després de penjar el codi, he connectat la pantalla OLED per mostrar els somriures del robot Cozmo que he fet al codi principal.

Com podeu veure als nois de les imatges anteriors, el robot segueix totes les instruccions enviades des del meu telèfon intel·ligent i encara algunes altres millores a realitzar per fer-lo molt més mantega.