Arduino Robot ARM 4

 מֵעַלview 

בהוראה זו, נציג בפניכם את הפרויקט המהנה של ערכת הטופר המכני של Arduino Robot Arm 4DOF. ערכת רובוט בלוטות' מבוססת עשה זאת בעצמך Arduino UNO מבוססת על לוח פיתוח Arduino Uno. ערכה מאוד פשוטה וקלה לבנייה היא פרויקט Arduino המושלם למתחילים ומהווה פלטפורמת למידה נהדרת להיכנס לרובוטיקה והנדסה.

זרוע הרובוט מגיעה חבילה שטוחה להרכבה ודורשת הלחמה מינימלית מאוד כדי להפעיל אותה. משלב 4 סרוו SG90 המאפשרים 4 דרגות תנועה ויכולים לקלוט פריטים קלים עם הטופר. בקרת זרוע יכולה להתבצע על ידי 4 הפוטנציומטרים. בואו נתחיל!

תחילת העבודה: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

מה זה ארדואינו?

Arduino היא פלטפורמת אלקטרוניקה עם קוד פתוח המבוססת על חומרה ותוכנה קלים לשימוש. לוחות Arduino יכולים לקרוא תשומות - אור על חיישן, אצבע על כפתור או הודעת טוויטר - ולהפוך אותו ליציאה - הפעלת מנוע, הדלקת נורית, פרסום משהו ברשת. אתה יכול לומר ללוח שלך מה לעשות על ידי שליחת סט הוראות למיקרו-בקר על הלוח. לשם כך אתה משתמש בשפת התכנות Arduino (המבוססת על חיווט), ובתוכנת Arduino (IDE), המבוססת על עיבוד.

מה זה IDUINO UNO?

ה-iDuino Uno נמצא ב-ATmega328. יש לו 14 פיני כניסה/פלט דיגיטליים (מתוכם 6 יכולים לשמש כיציאות PWM), 6 כניסות אנלוגיות, מהוד קרמי 16 מגה-הרץ, חיבור USB, שקע חשמל, כותרת ICSP וכפתור איפוס. הוא מכיל את כל הדרוש לתמיכה במיקרו-בקר; כל שעליך לעשות הוא לחבר אותו למחשב באמצעות כבל USB או להפעיל אותו באמצעות מתאם AC-DC או סוללה כדי להתחיל.

התקנת תוכנה

בחלק זה, נציג בפניכם את פלטפורמת הפיתוח שבה אתם מתרגמים את המוח היצירתי לקודים ונותנים לו לעוף.

תוכנת Arduino/IDE

פתח את האפליקציה מבוססת Windows על ידי לחיצה כפולה ופעל לפי ההוראות להשלמתו (זכור להתקין את כל מנהל ההתקן עבור Arduino). קַל!

איור 1 התקנת מנהלי התקנים

חיבור לוח UNO למחשב שלך

חיבור UNO והמחשב שלך באמצעות כבל USB כחול, ואם מחובר נכון תראה את נורית ההפעלה הירוקה נדלקת ונורית כתומה נוספת מהבהבת.

איור 2 בדוק את ה-COM המיוחד שלך ורשום לו את המספר

מצא את מספר ה-COM הסדרתי שלך ורשום אותו.

אנחנו צריכים להבין איזה ערוץ COM מתקשר כרגע בין PC ו-UNO. בעקבות הנתיב: לוח הבקרה | חומרה וסאונד | מכשירים ומדפסות | מנהל התקנים | יציאות (COM & LPT) | Arduino UNO (COMx)

רשום את מספר ה-COM מכיוון שאנו דורשים זאת מאוחר יותר. מכיוון שיציאת ה-COM עשויה להשתנות מעת לעת, שלב זה הוא חיוני. במקרה זה למטרת הדגמה, אנו משתמשים ב-COM 4.

שחק עם ה-LED הראשון שלך "Hello World" שלךample

ראשית, בואו נגיד ל-IDE היכן למצוא את יציאת Arduino שלנו ובאיזה לוח אתה משתמש כעת: ההוראה הבאה (איור 3 ו-4) מציגה את הפרטים:

תצורה של יציאות

תצורה של המועצה

זה הזמן לשחק איתך האקס הפשוט הראשוןample. בעקבות השביל ליד File | לְשֶׁעָבַרamples | 01. יסודות | לְמַצְמֵץ. חלון קוד חדש יצוץ, לחץ על סמל החץ כדי להעלות. תבחין שהנורית הכתומה מהבהבת כמעט כל שנייה.

התקנת חומרה

4 x Servo SG90 עם חבילת סרוו (כולל בורג ואומים) 4 מדפי בסיס עם כיסוי הגנה (קל להסרה) ואריזת ברגים לוח הארכת זרוע רובוט עם שקע חשמל נפרד (אנא ראה פתרון מתח) כבל USB לוח אידואינו UNO
באריזת המתלה, משמאל לימין:  M3 * 30 מ"מ M3 * 10 מ"מ M3 * 8 מ"מ M3 * 6 מ"מ הטיית הקשה אגוז M3

הלחמת מעגלים

ערכת זרוע רובוט זו דורשת הלחמה מינימלית מאוד כדי שהכל יעבוד ורץ. לוח הארכת זרוע הרובוט משמש לחיבור ממשק בין הבקר, בפרויקט זה, ארבעת הפוטנציומטרים ולוח Iduino UNO.

זְהִירוּת: אנא היזהר בעת שימוש במגהץ חם.

איור 3 איור בסיסי של לוח רובוט ARM

הכן:

1. לוח הארכת זרוע רובוט אחד
2. שקע חשמל שחור 12V אחד
3. כותרות פינים 52P
4. ממשק אספקת חשמל חיצוני כחול אחד
5. ממשק בלוטות' אחד שחור

לאחר מכן הלחמו פינים עבור הסרוו ושקע הכוח.

אנא שים לב שהפינים לממשק סרוו פונים כלפי מעלה, עבור ממשק Iduino כלפי מטה.

לאחר מכן הלחמו את ארבעת הפוטנציומטרים

כובע המגשר משמש לקיצורי דרך רובוט זרוע הארכת לוח ולוח Iduino UNO, מה שאומר שאינך צריך להפעיל את לוח Iduino UNO בנפרד.
הכנס את מכסה המגשר מכיוון שאנו משתמשים בספק כוח חיצוני אחד, תיבת סוללה 12V.

ואז שים ארבעה כיסויים כסופים על הפוטנציומטרים העירומים. עכשיו סיימתם את חלק ההלחמה!

איתור באגים בתוכנה

העלאת קוד Arduino UNO

הרובוט יבצע את אופן התכנות שלו. הבנה וקליטת מה שיש בלוח Iduino UNO, כלומר קוד התכנות הוא חלק קריטי בתהליך הלמידה. בסעיף זה, המטרה הסופית שלנו היא לוודא שהסרוו והפוטנציומטרים פועלים היטב.

אם זהו פרויקט הארדואינו הראשון שלך, אנא עקוב אחר ההוראות בקפידה. ראשית, הורד את הקודים הקשורים מאתנו webאֲתַר.

• לחץ פעמיים על הסמל כדי לפתוח את התוכנית ולפתוח את file בנתיב: File | לִפְתוֹחַ

• פתח את me_arm3.0 Arduino file

איתור באגים בתוכנה

לחץ על כפתור ההעלאה עם חץ ימינה בסרגל הכלים כדי להעלות את שלך file ל-UNO

סיום ההעלאה, אם לא, בדוק את הלוח והיציאות ב- סעיף 3.2 כדי לוודא שאתה מחבר את ה-UNO שלך בצורה נכונה

ניפוי סרוו

אז בואו נבדוק את הסרוו שלנו כדי לראות אם הם פועלים בצורה חלקה. הסרוו אמור להסתובב בצורה חלקה תוך כדי משחק עם פוטנציומטרים מתאימים. אם לא, ודא שהעלית את הקוד שלך בצורה נכונה עם סימן "סיום העלאה" המתואר לעיל והכנס את לוח הסרוו בחוזקה ללוח UNO כשכל אחד מהפינים מסודר בצורה נכונה. והכי חשוב, חבר את ספק הכוח האמין בצורה נכונה, כאשר הוראות אספקת החשמל יוצגו בחלק הבא. קרא אותו בעיון, אחרת אתה עלול לשרוף את בקר הליבה של Arduino שלך.

לסרוו שלוש פינים:

• אוֹת
• GND
• VCC

זווית הסיבוב מווסתת על ידי מחזור אות PWM (אפנון רוחב דופק). התדר של PWM הוא בדרך כלל בטווח שבין 30 ל-60 הרץ - זה מה שנקרא קצב רענון. אם קצב הרענון הזה קטן מדי, הדיוק של הסרוו פוחת כאשר הוא מתחיל לאבד את מיקומו מעת לעת אם הקצב גבוה מדי, אז הסרוו יכול להתחיל לפטפט. חשוב לבחור קצב אופטימלי, שמנוע סרוו יכול לנעול את מיקומו.

אנא ודא שכל סרוו עובד היטב מכיוון שקשה להסיר אותם.

חבר את ממשק הסרוו לחריץ הסרוו של UNO אחד אחד, מחריץ 4 לחריץ 1 אשר נשלטים על ידי הפוטנציומטר המתאים

חבר את ספק הכוח 9-12v 2A לשקע החשמל של Arduino עם מכסה מגשר (לוח הסרוו)

ספק כוח

כוח ממלא תפקיד חיוני בהפעלת מערכת Robot Arm שכן מחסור באספקת חשמל יכול להוביל לריצוד של ציוד הגה סרוו והתוכנית תפעל בצורה לא תקינה. יידרשו שני ספקי כוח עצמאיים, אחד כדי להניע את לוח הפיתוח של Uno ואחר כדי להניע את בקרי הסרוו הפוטנציומטרים. בחלק זה, אנו מציגים בפניכם מספר חלופות לאספקת חשמל לנוחיותכם:

1. (מומלץ) השתמש במתאם מתח של 5V 2A וחבר לשקע DC 2.1 מ"מ בלוח הפוטנציומטר.
2. (לחלופין) השתמש בספק כוח 5V 2A וסיים לתוך בלוק המסוף הכחול בלוח הפוטנציומטר.
3. (מומלץ) השתמש במתאם מתח של 9v עד 12v עבור לוח הפיתוח של Arduino UNO דרך שקע DC 2.1 מ"מ בלוח Uno.
4. (לחלופין) השתמש ב-USB A עד B (כבל מדפסת) שסופק כדי לספק כניסת מתח קבועה של 5V ללוח Uno ממטען UB, מחשב או מחשב נייד.

פֶּתֶק: בעת ביצוע שינויים בקוד בלוח Uno, אנא הקפד להסיר את לוח ה-Robot Arm Servo Controller מלוח הפיתוח של Uno ולנתק את ספק הכוח של Uno Board. אחרת, זה עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לרובוט ולמחשב שלך מכיוון שהוא עלול להוביל זרם גדול דרך יציאת ה-USB שלך.

איתור באגים במערכת

הרכבה על מתלה

בסעיף זה אנו מדריכים אותך דרך התקנת בסיס זרוע רובוט ומתלה.

• הציץ את נייר ההגנה של בסיס המתלה

הכינו את הפריטים:

• בָּסִיס
• 4 x M3 אגוזים
• 4 ברגים x M3 * 30 מ"מ

• הרכיבו את החלקים כפי שמוצג משמאל

הכינו את הפריטים:

• 4 x M3 אגוזים
• 4 x M3 *10 מ"מ
• ברגים

• הדק את הברגים והאומים כפי שמוצג בצד שמאל, המשמשים לאבטחת לוח Iduino UNO שלנו

לאחר מכן מכינים את הפריטים:

• 2x M3 *8 מ"מ ברגים
• מחזיק סרוו שחור
• מתלה סרוו שחור

• משוך את חוט הכבל דרך חור תושבת הסרוו כנדרש כדי להתחבר ללוח Iduino UNO בשלבים הבאים

לאחר מכן הכנס את מחזיק תושבת הסרוו בחלק העליון של מחזיק הסרוו. עכשיו אתה יכול לראות את Servo מאובטח ומחוצה בין תושבת לתושבת.

 

• זה צריך להיראות ככה

• לאחר מכן אבטח אותו כפי שמוצג בצד שמאל

• זה צריך להיראות ככה

לאחר מכן הכינו פריטים לבניית זרוע הרובוט

1. 2 ברגים M3 *8 מ"מ
2. תושבת סרוו אחת
3. סרוו אחד SG90
4. בסיס זרוע ראשי אחד שחור

• אבטח את הסרוו עם תושבת ובסיס באותו אופן כפי שהורה בסרוו האחרון

• הכינו את הפריטים:

1. 1 x בורג הקשה M2.5
2. צופר סרוו אחד

• אבטח את הצופר על אקריליק הזרוע הראשית השחורה עם בורג הקשה M2.5

• הכנס את הזרוע הראשית אל הסרוו וסובב אותו בכיוון השעון עד שהוא מפסיק להסתובב כפי שהוא מתוכנת להסתובב נגד כיוון השעון.

• משוך החוצה את הזרוע הראשית והחזיר אותה אופקית, שלב זה נועד להבטיח שהסרוו יהפוך לאנטיקלוקKwise מנקודה זו ממש (0 מעלות) ולא לשבור את הזרוע כאשר הכוח נדלק כדי להסתובב

• אסוף בורג הקשה עצמית מאריזת המתלה ואבטח אותו המוצג בצד שמאל

• חבר שני מפרקים פעילים באמצעות בורג, זכור לא להדק יתר על המידה את הברגים מכיוון שהם נדרשים להסתובב בחופשיות

• הכינו את הפריטים:

1.  2 x M3*10 מ"מ
2. אגוזים M3
3. שני אקריליק קלאפבורד שחור

• הנח את שני ה-Clapboard Acrylic בחריץ הכנף המתאים

• ראשית, הכנס את הקלאפבורד בחריצים המתאימים ובשלבים הבאים הוא יחוזק עם בורג ואום אחד בכל צד

• לאחר מכן הכנס את בסיס המתלה בחריץ המתאים בין שני לוחות כף יד

• זה צריך להיראות ככה

• אבטח את הלוח על בסיס הזרוע הראשית עם זוג אחד של בורג ואום.

טיפ: החזק את האום בחריץ ולאחר מכן הברג את ה-M3 פנימה.

• אבטח את הלוח משני הצדדים כפי שמוצג משמאל

• אבטח את עמוד השדרה האקרילי בין האמה לזרוע הראשית על ידי:

1.  2 x M3 * 10 מ"מ
2. שני אגוזים

טיפ: החזק את האום בחריץ ולאחר מכן הברג את ה-M3 פנימה.

• תקן גם את הצד השני

• לאחר מכן הכינו בורג M3*6 מ"מ וזרוע אחת ארוכה אקרילית

• אבטח אותו בצד ימין למטה

• לאחר מכן השתמש בזרוע ארוכה שחורה נוספת עם שלושה מפרקים פעילים כדי לחבר שני מפרקי אמה

• נא להדק את הברגים ברצף הנכון. עמוד שדרה אקריליק באמה התחתונה באמצע והשני שוכב בחלק העליון

• הכן את הפריטים לבניית זרוע תמיכה בצד ימין:

1. שני M3 * 8
2. מרווח עגול שחור אחד
3. זרוע תמיכה שחורה אחת
4. מחבר תומך משולש שחור אחד

• קבע את הבורג הראשון כפי שמוצג בצד שמאל. המרווח העגול נמצא בתווך.

נא לא להדק יתר על המידה את הברגים מכיוון שיש מפרקים פעילים מכיוון שהם צריכים להסתובב בחופשיות מבלי לשפשף את האקריליקים הסמוכים

• תקן את הקצה השני עם זרוע תמיכה שחורה.

• זה אמור להיראות כך. כעת לאמה עדיין יש שלושה קצוות תלויים חופשיים אשר בסופו של דבר מחוברים כדי לאבטח את חלק הטופר.

• הכן את חלקי הסרוו של Claw:

1. שני סוגרי סרוו מרובעים
2. 4 ברגים x M3* 8 מ"מ
3. סרוו אחד
4. שני אביזרי מחברים

• הנח את התושבת המרובעת בתחתית ומשוך את הכבלים החוצה כנדרש כדי להתחבר ללוח ההארכה של רובוט

• זה צריך להיראות ככה

• הנח את תושבת המלבן על החלק העליון של הסרוו ואבטח את הסרוו עם ארבעה ברגים M3*8 מ"מ

• קבע את שני הטפרים על תושבת הסרוו המלבן עם שני ברגים M3*6 מ"מ.

זכור לשים מרווח עגול שחור אחד ביניהם כדי להפחית את החיכוך.

• ואז אסוף:

1. 4 ברגים M3 *8 מ"מ
2. מחבר קצר אחד
3. מרווח עגול אחד

• אבטח אותו בצד שמאל של הטופר כפי שמוצג בצד שמאל.

זכור לשים את המרווח בין לבין

• הכן את הדברים הבאים לחיבור מחבר תומך טופר ומשולש:

1. שני ברגים M3*8 מ"מ
2. מרווח אחד
3. זרוע תמיכה אחת

• הדק את זרוע התמיכה למחבר המשולש

• אז ניתן לאבטח את כל חלק הציפורן עם שלושת קצוות האמה המשתלשלים חופשיים.

נא לא להדק את הברגים עבור מפרקים פעילים.

• הכן את בורג ההקשה באריזת הסרוו ובצופר הסרוו.

• אבטח את הצופר באמצעות בורג הקשה כפי שמוצג בצד שמאל

• משוך את הטפרים לרווחה ואז הכנס את הזרוע הקצרה שיצרנו בשלב האחרון והברג אותה בחוזקה.

• אבטח את לוח Iduino UNO על הבסיס

• הנח את לוח הארכת זרוע הרובוט בחלק העליון של לוח Iduino UNO.

אנא ודא שפינים מחוברים כהלכה.

• לאחר מכן הנח את מערכת זרוע הרובוט על מתלה הסרוו הבסיסי והדק אותו לסרוו הבסיס באמצעות בורג הקשה.

עכשיו סיימת את כל ההתקנה!

 

איתור באגים במדף

עכשיו הגיע הזמן לחבר את הסרוו שלך ל-Arduino UNO שלך.

סרוו 1	סרוו טופר
סרוו 2	סרוו ראשי
סרוו 3	סרוו זרוע
סרוו 4	סרוו סיבוב

קח את הזמן שלך ועשה את החיווט הנכון לפי ההוראות לעיל.

לסרוו שלוש פינים:

• אוֹת
• GND
• VCC

איתור באגים במערכת הכוללת

לפני שאנחנו מפעילים את המתח, יש כמה דברים שאנחנו עדיין צריכים לבדוק:

1. ודא שכל מפרק יכול להסתובב בצורה חלקה אחרת הוא יניע כמות גדולה של זרם בסרוו מה שמוביל למצב "חסום" והסרוו עלול להישרף בקלות
2. התאם את הפוטנציומטר כך שיתאים לטווח העבודה הנוח של הסרוו. הסרוו יכול לעבוד בזווית: 0 ~ 180 מעלות ללא כל הגבלה, אבל עבור פרויקט מסוים זה הסרוו לא יכול בגלל המבנה המכני. לפיכך, חיוני לשנות את הפוטנציומטר למצב תקין. אחרת, אם אחד מארבעת הסרוו נתקע, הסרוו ינקז זרם גדול בו עלול לגרום נזק בלתי הפיך לסרוו.
3. החלף את הפוטנציומטר בצורה חלקה ואטית מכיוון שסרוו דורש זמן להסתובב
4. אפשרויות אספקת חשמל: לספק אספקת חשמל עקבית ויציבה עבור פעולות סרוו

תהנה עם רובוט הזרוע שלך

שליטה ידנית

לשליטה ידנית; עם כובע המגשר מוכנס על לוח הארכת זרוע הרובוט, אתה יכול לשלוט בזרוע הרובוט שלך על ידי כוונון ארבעת הפוטנציומטרים.

ממשק שליטה במחשב

בחלק זה, אתה יכול לשלוט בזרוע הרובוט שלך על ידי חיבור יציאת USB ללוח Iduino UNO. עם תקשורת טורית באמצעות כבל USB, הפקודה נשלחת מתוכנת המחשב העליון הזמינה רק למשתמשי Windows לעת עתה.

ראשית, העתק את קוד הבקרה החדש של תוכנת המחשב העליון ללוח Arduino UNO שלך.

לחץ פעמיים על

"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".

לאחר מכן לחץ על כפתור ההעלאה.

הורד את יישום התוכנה מ כָּאן: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, קרדיט ל-microbotlab.com

• פתח את האפליקציה ולחץ על OK כדי להמשיך

• אנא חבר את Arduino USB לפני הפעלת תוכנת Mecon לזיהוי יציאות אוטומטי או השתמש בלחצן "סרוק ליציאות" כדי לרענן יציאות זמינות. בחר את יציאת ה-USB.

• במקרה זה כדי להדגים, אנו משתמשים ב-COM6.

מספר COM זה עשוי להשתנות כל מקרה לגופו. אנא בדוק במנהל ההתקנים את מספר יציאת ה-COM הנכון.

• שלוט בזרוע הרובוט על ידי החלקת הסרוו 1/2/3/4 מוטות

עכשיו הגיע הזמן ליהנות! הפעל את הכוח וראה איך ידך הרובוט עשה זאת בעצמך Arduino! לאחר ההרכבה וההפעלה הסופית, זרוע הרובוט עשויה לדרוש התאמות וניפוי באגים. הרובוט יבצע את אופן התכנות שלו. להבין מה הקוד עושה הוא חלק מתהליך הלמידה. פתחו מחדש את ה-Arduino IDE שלכם ואנו מבטיחים שתלמדו הרבה ברגע שתשיג הבנה עמוקה של הקוד.

נא לנתק את לוח החיישנים מלוח Arduino UNO ולנתק את אספקת קופסת החשמל 18650 כדי לשנות את הקוד שלך. אחרת, זה עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לרובוט ולמחשב שלך מכיוון שהוא עלול להניע זרם גדול דרך יציאת ה-USB שלך.

ערכה זו היא רק נקודת התחלה וניתנת להרחבה לשילוב חיישנים ומודולים אחרים. אתה מוגבל על ידי הדמיון שלך.

TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF מדריך ערכת טופר מכאני - הורד [מותאם]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF מדריך ערכת טופר מכאני - הורד

הפניות

• מדריך למשתמש