ROBOT ARDUINO SPIDER (QUADRUPPO): 7 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Hey ragazzi! Ecco un nuovo tutorial per guidarti passo dopo passo mentre realizzi questo tipo di progetti elettronici super sorprendenti che è il "robot cingolato" noto anche come "robot ragno" o un "robot quadrupede".

Poiché tutti hanno notato l'evoluzione ad alta velocità della tecnologia robotica, abbiamo deciso di portarvi a un livello superiore nella robotica e nella costruzione di robot. abbiamo iniziato un po' di tempo fa realizzando alcuni progetti elettronici di base e robot di base come PICTO92 il robot inseguitore di linee per farti familiarizzare un po' con le cose elettroniche e trovarti in grado di inventare i tuoi progetti.

Passando a un altro livello, abbiamo iniziato con questo robot che è fondamentale nel concetto, ma diventerà un po' complicato se approfondisci il suo programma. E poiché questi gadget sono così costosi nel webstore, forniamo questa guida passo passo per guidare voi ragazzi a creare il vostro Spiderbot.

Questo progetto è così utile da realizzare specialmente dopo aver ottenuto il PCB personalizzato che abbiamo ordinato da JLCPCB per migliorare l'aspetto del nostro robot e inoltre ci sono abbastanza documenti e codici in questa guida per permetterti di creare facilmente il tuo crawler.

Abbiamo realizzato questo progetto in soli 7 giorni, solo due giorni per completare la realizzazione dell'hardware e l'assemblaggio, quindi cinque giorni per preparare il codice e l'app Android. per controllare il robot attraverso di esso. Prima di iniziare vediamo prima

Cosa imparerai da questo tutorial:

1. Selezione dei componenti giusti in base alle funzionalità del progetto
2. Realizzare il circuito per collegare tutti i componenti scelti
3. Assemblare tutte le parti del progetto
4. Ridimensionamento della bilancia del robot
5. Utilizzando l'applicazione Android. per connettersi tramite Bluetooth e iniziare a manipolare il sistema

Passaggio 1: cos'è un "robot ragno"

Come lo definisce il nome, il nostro robot è una rappresentazione di base dei movimenti del sipder, ma non eseguirà esattamente gli stessi movimenti del corpo poiché stiamo usando solo quattro gambe invece di otto gambe.

Chiamato anche Quadrupedrobot poiché ha quattro gambe e fa i suoi movimenti usando queste gambe, il movimento di ogni gamba è correlato alle altre gambe per identificare la posizione del corpo del robot e anche per controllare l'equilibrio del corpo del robot.

I robot con le gambe gestiscono il terreno meglio delle loro controparti con le ruote e si muovono in modi vari e animaleschi. Tuttavia, questo rende i robot con le gambe più complicati e meno accessibili a molti produttori. e anche il costo di fabbricazione e le elevate spese che un produttore dovrebbe spendere per creare un quadrupede a corpo intero poiché si basa su servomotori o motori passo-passo ed entrambi sono più costosi dei motori CC che potrebbero essere utilizzati nei robot su ruote.

Vantaggi

Troverai quadrupedi abbondanti in natura, perché quattro zampe consentono la stabilità passiva o la capacità di rimanere in piedi senza regolare attivamente la posizione. Lo stesso vale per i robot. Un robot a quattro zampe è più economico e più semplice di un robot con più gambe, ma può comunque raggiungere la stabilità.

Passaggio 2: i servomotori sono gli attuatori principali

Un servomotore, come definito in wikipedia, è un attuatore rotante o attuatore lineare che consente un controllo preciso della posizione, della velocità e dell'accelerazione angolare o lineare.[1]Consiste in un motore adatto accoppiato a un sensore per il feedback di posizione. Richiede anche un controller relativamente sofisticato, spesso un modulo dedicato progettato specificamente per l'uso con i servomotori.

I servomotori non sono una classe specifica di motore, sebbene il termine servomotore sia spesso usato per riferirsi a un motore adatto all'uso in un sistema di controllo ad anello chiuso.

In generale, il segnale di controllo è un treno di impulsi ad onda quadra. Le frequenze comuni per i segnali di controllo sono 44Hz, 50Hz e 400Hz. L'ampiezza dell'impulso positivo è ciò che determina la posizione del servo. Una larghezza di impulso positiva di circa 0,5 ms farà deviare il quadrilatero del servo il più possibile a sinistra (generalmente da 45 a 90 gradi a seconda del servo in questione). Un'ampiezza di impulso positiva da circa 2,5 ms a 3,0 ms farà deviare il servo a destra il più possibile. Una durata dell'impulso di circa 1,5 ms farà sì che il servo mantenga la posizione neutra a 0 gradi. L'alta tensione in uscita è generalmente compresa tra 2,5 volt e 10 volt (con 3V tipici). La bassa tensione di uscita varia da -40mV a 0V.

Passaggio 3: la realizzazione del PCB (prodotto da JLCPCB)

Informazioni su JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), è la più grande impresa di prototipi di PCB in Cina e un produttore high-tech specializzato in prototipi rapidi di PCB e produzione di PCB in piccoli lotti.

Con oltre 10 anni di esperienza nella produzione di PCB, JLCPCB ha più di 200.000 clienti in patria e all'estero, con oltre 8.000 ordini online di prototipazione PCB e produzione di PCB in piccole quantità al giorno. La capacità di produzione annuale è di 200, 000 sq.m. per vari PCB a 1 strato, 2 strati o multistrato. JLC è un produttore di PCB professionale caratterizzato da attrezzature su larga scala, ben, una gestione rigorosa e una qualità superiore.

Torna al nostro progetto

Per produrre il PCB, ho confrontato il prezzo di molti produttori di PCB e ho scelto JLCPCB i migliori fornitori di PCB e i fornitori di PCB più economici per ordinare questo circuito. Tutto quello che devo fare sono alcuni semplici clic per caricare il file gerber e impostare alcuni parametri come il colore e la quantità dello spessore del PCB, quindi ho pagato solo 2 dollari per ottenere il mio PCB dopo soli cinque giorni.

Come mostra l'immagine del relativo schema, ho usato un Arduino Nano per controllare l'intero sistema, inoltre ho progettato la forma del ragno del robot per rendere questo progetto molto migliore.

Puoi ottenere il file Circuit (PDF) da qui. Come puoi vedere nelle immagini sopra, il PCB è molto ben realizzato e ho la stessa forma a ragno del PCB che abbiamo progettato e tutte le etichette e i loghi sono lì per guidarmi durante le fasi di saldatura.

Puoi anche scaricare il file Gerber per questo circuito da qui nel caso in cui desideri effettuare un ordine per lo stesso progetto di circuito.

Passaggio 4: ingredienti

Ora esaminiamo i componenti necessari di cui abbiamo bisogno per questo progetto, quindi come ho detto, sto usando un Arduino Nano per far funzionare tutti i 12 servomotori del robot a quattro gambe. Il progetto include anche un display OLED per visualizzare i volti di Cozmo e un modulo bluetooth per controllare il robot tramite un'app Android.

Per realizzare questo tipo di progetti avremo bisogno di:

• - Il PCB che abbiamo ordinato da JLCPCB
• - 12 servomotori come ricordi 3 servi per ogni gamba:
• - Un Arduino Nano:
• - Modulo Bluetooth HC-06:
• - Uno schermo OLED:
• - LED RGB da 5 mm:
• - Alcuni connettori di intestazione:
• - E il corpo del robot ti dice che devi stamparli usando una stampante 3D

Passaggio 5: l'assemblaggio del robot

Ora abbiamo il PCB pronto e tutti i componenti saldati molto bene, dopodiché dobbiamo assemblare il corpo del robot, la procedura è così semplice quindi basta seguire i passaggi che mostro, dobbiamo prima preparare ogni gamba un lato e fare un led abbiamo bisogno di due servomotori per le articolazioni e le parti stampate di Coxa, Femore e Tibia con questa piccola parte di fissaggio.

Per quanto riguarda i pezzi del corpo del robot, puoi scaricare i suoi file STL da qui.

Partendo dal primo servo, mettilo nella sua sede e tienilo con le sue viti, dopodiché ruota l'asse dei servi di 180° senza mettere la vite per gli attacchi e passa alla parte successiva che è il femore per collegarlo alla tibia usando il primo asse del giunto del servo e il pezzo di fissaggio. L'ultimo passo per completare la gamba è posizionare il secondo giunto, intendo il secondo servo per tenere la terza parte della gamba che è il pezzo Coxa.

Ora ripeti la stessa cosa per tutte le gambe per preparare quattro gambe. Dopodiché, prendi il telaio superiore e posiziona il resto dei servi nelle prese, quindi collega ciascuna gamba al servo appropriato. C'è solo un'ultima parte stampata che è il telaio del robot inferiore in cui posizioneremo il nostro circuito stampato

Passaggio 6: l'app per Android

Parlando di Android Up ti permette di

connettiti al tuo robot tramite Bluetooth e fai movimenti avanti e indietro e svolte a sinistra e a destra, ti permette anche di controllare il colore della luce del robot in tempo reale selezionando il colore desiderato da questa ruota dei colori.

Puoi scaricare l'app Android gratuitamente da questo link: qui

Passaggio 7: il codice Arduino e la convalida dei test

Ora abbiamo il robot quasi pronto per funzionare ma dobbiamo prima impostare gli angoli dei giunti, quindi carica il codice di installazione che ti consente di mettere ogni servo nella giusta posizione collegando i servi a 90 gradi non dimenticare di collegare il 7V Batteria DC per far funzionare il robot.

Successivamente dobbiamo caricare il programma principale per controllare il robot utilizzando l'app Android. Entrambi i programmi li potete scaricare da questi link:

- Ridimensionamento del codice servo: link per il download - Programma principale del robot Spider: link per il download

Dopo aver caricato il codice ho collegato il display OLED per visualizzare i sorrisi del robot Cozmo che ho creato nel codice principale.

Come potete vedere ragazzi nelle foto sopra, il robot segue tutte le istruzioni inviate dal mio smartphone e ancora qualche altro miglioramento da eseguire per renderlo molto più burro.