Kutembea Strandbeest, Java / Python na Programu Kudhibitiwa: Hatua 4 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Fuata Zaidi kutoka kwa mwandishi:

Hii kit Strandbeest ni kazi ya DIY kulingana na Strandbeest iliyobuniwa na Theo Jansen. Nimeshangazwa na muundo wa mitambo ya fikra, nataka kuiweka kwa ujanja kamili, na ijayo, akili ya kompyuta. Katika hii inayoweza kufundishwa, tunafanya kazi kwa sehemu ya kwanza, ujanja. Pia tunashughulikia muundo wa mitambo ya kompyuta ya saizi ya kadi ya mkopo, ili tuweze kucheza na maono ya kompyuta na usindikaji wa AI. Ili kurahisisha kazi ya ujenzi na eance, sikutumia arduino au kompyuta inayoweza kusanifiwa, badala yake, ninaunda kidhibiti cha vifaa vya Bluetooth. Kidhibiti hiki, kinachofanya kazi kama terminal inayoingiliana na vifaa vya roboti, inadhibitiwa na mfumo wenye nguvu zaidi, kama programu ya simu ya android au RaspberryPi, n.k Udhibiti unaweza kuwa udhibiti wa UI wa simu ya rununu, au udhibiti wa programmable katika chatu au lugha ya Java. SDK moja kwa kila lugha ya programu ni chanzo wazi kilichotolewa katika

Kwa kuwa mwongozo wa mtumiaji wa mini-Strandbeest uko wazi katika kuelezea hatua za ujenzi, katika hii inayoweza kufundishwa, tutazingatia vipande vya habari ambavyo havijafunikwa sana katika mwongozo wa mtumiaji, na sehemu za umeme / elektroniki.

Ikiwa tunahitaji wazo la angavu zaidi juu ya mkusanyiko wa vifaa hivi, video kadhaa nzuri kwenye mada ya mkutano zinapatikana, kama vile

Vifaa

Ili kujenga sehemu ya mitambo na kufanya unganisho lote la umeme la Strandbeest hii, inapaswa kuchukua chini ya saa 1 kukamilisha ikiwa wakati wa kusubiri kwa uchapishaji wa 3D hauhesabiwi. Inahitaji sehemu zifuatazo:

(1) 1x kitanda cha Strandbeest (https://webshop.strandbeest.com/ordis-parvus)

(2) 2x DC motor na Sanduku la Gear (https://www.amazon.com/Greartisan-50RPM-Torque-Re…)

(3) Mdhibiti wa Bluetooth wa 1x (https://ebay.us/Ex61kC?cmpnId=5338273189)

(4) 1x LiPo Battery (3.7V, chaguo lako la uwezo katika mAh)

(5) 12x M2x5.6mm screws kuni

(6) 2mm kipenyo Carbon au fimbo ya mianzi

Chapisha 3D sehemu zifuatazo:

(1) 1x mwili kuu wa roboti

(Faili ya muundo wa kuchapisha ya 3D iliyo na mtawala wa Bluetooth tu pakua)

(Faili ya muundo wa kuchapisha ya 3D na upakuaji wa ziada wa OrangePi Nano)

(2) 2x Flange shaft flange (upakuaji wa faili ya uchapishaji wa 3D)

(3) 2x vifaa vya mfumo wa umeme (muundo wa uchapishaji wa faili ya 3D)

Wengine:

Simu ya rununu ya Android. Nenda kwenye duka la kucheza la Google, tafadhali tafuta M2ROBOTS na usakinishe App ya kudhibiti.

Ikiwa ni ngumu kufikia duka la kucheza la Google, tembelea ukurasa wangu wa kibinafsi wa njia mbadala ya kupakua programu

Hatua ya 1: Shirika la Sehemu

Katika hatua hii, tutapanga sehemu zote zitakazokusanywa. Mtini. 1. inaonyesha sehemu zote za nje za sanduku tunazotumia kujenga Strandbeest ya mfano. Zinatengenezwa na ukingo wa sindano, ambayo ni bora sana, ikilinganishwa na njia zingine za utengenezaji wa machining kama uchapishaji wa 3D au usagaji. Ndio sababu tunataka kuchukua faida zaidi ya bidhaa iliyozalishwa kwa wingi, na tu badilisha kiwango kidogo cha sehemu.

Kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 2, kila kipande cha bodi ya plastiki ina herufi iliyoandikwa, sehemu ya mtu binafsi haina lebo. Mara tu zinapochukuliwa, hakuna lebo nyingine. Ili kusuluhisha shida hii, tunaweza kuweka sehemu za aina moja kwenye masanduku tofauti, au tu weka alama sehemu nyingi kwenye kipande cha karatasi na uweke sehemu moja ya sehemu katika eneo moja, angalia Mtini. 3.

Kukata sehemu ya plastiki kwenye bodi kubwa ya plastiki ya mikutano, mkasi na kisu vinaweza kuwa visivyofaa na salama kama vile kijiti kilichoonyeshwa kwenye Mtini. 4 na 5.

Kila kitu hapa kimetengenezwa kwa plastiki, isipokuwa nyenzo za vidole ni mpira, angalia Mtini. 6. Tunaweza kukata kulingana na kupunguzwa kabla. Asili laini ya vifaa vya mpira hutoa utendaji bora wa kukamata wa strandbeest. Ni kweli haswa wakati wa kupanda mteremko. Katika mada za baadaye, tunaweza kujaribu uwezo wake wa kupanda kwa pembe tofauti za mteremko, na bila vidole vya mpira. Wakati hakuna kuingizwa, inaitwa msuguano wa tuli. Mara tu inapopoteza mtego, inakuwa msuguano wa kinetic. Mgawo wa msuguano hutegemea vifaa vilivyotumika, ndiyo sababu tuna vidole vya mpira. Jinsi ya kubuni jaribio, inua mkono wako na ongea nje.

Kielelezo cha mwisho kina "ECU", "Treni ya umeme", na chasisi ya mtindo huu Strandbeest.

Hatua ya 2: Pointi Zinazostahili Kuzingatiwa Wakati wa Mkutano wa Mitambo

Mini-Strandbeest ina mwongozo mzuri wa mtumiaji. Inapaswa kuwa kazi rahisi kufuata mwongozo na kumaliza mkutano. Nitaruka yaliyomo na nitaangazia vidokezo vichache vya kupendeza vinavyostahili umakini wetu.

Katika Mtini. 1, upande mmoja wa yanayoshikilia vidole vya mpira ni kona ya digrii 90, wakati upande mwingine una mteremko wa digrii 45, ambao huitwa rasmi chamfer. Mteremko kama huo huongoza kidole cha mpira kutoshea kwenye mguu wa plastiki. Jaribu kufunga vidole kutoka upande na chamfer, angalia Mtini. 2, kisha ujaribu upande mwingine. Tofauti inaonekana sana. Upande wa kulia wa Mtini. 3 ni kipigo katika Stranbeest yetu. Ni sawa na crank katika injini, injini ya gari, injini ya pikipiki, zote zinashiriki muundo sawa. Katika Strandbeest, wakati crank inageuka, inaendesha miguu kusonga. Kwa injini, ni harakati ya bastola inayoendesha crank kugeuka. Kutengwa kwa digrii 120 kwenye mduara pia husababisha gari au jenereta ya awamu tatu, nguvu ya umeme imejitenga kwa digrii 120, iliyoonyeshwa kwenye Mtini. 4. Mara tu tunapokuwa na sehemu za mitambo kwa miili ya kushoto na kulia yote imekusanyika, sasa tunaanza kufanya kazi kwenye sehemu tunazoongeza kwa Strandbeest, ona Mtini. 5. Mtini. 6 ni hatua tunayotumia kipande cha 3-D kilichochapishwa ili kufunga motor kwenye chasisi ya 3-D iliyochapishwa. Katika hatua hii, ujanja ni kwamba hakuna screws yoyote inapaswa kukazwa kabla ya msimamo wa magari kurekebishwa ili uso wa upande wa chasisi uwe sawa na uso wa motor. Mara tu tutakaporidhika na mpangilio, tunaweza kukaza screws zote. Endelea kwenye Mtini. 7, tunafanya kazi kwenye usanikishaji wa unganisho la flange, ikiunganisha pato la gari kwenye crank. Upande wa gari ni ngumu zaidi kusanikisha kuliko unganisho la upande wa tundu, angalia Mtini. 8. Kwa hivyo tunaunganisha kwanza upande wa motor. Mara baada ya kuunganishwa kwa flange kwa motors zote mbili ikiwa imewekwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 9, tunatumia vipande viwili vya fimbo za kaboni 2mm ili kuunganisha chasisi na muundo wa kutembea kushoto / kulia. Hiyo inafanyika katika FIg.10. Kwa jumla, tunatumia vipande 3 vya fimbo za kaboni kuunganisha vyombo hivi. Lakini katika hatua hii, tunaunganisha hizi mbili tu, kwa sababu tunahitaji kugeuza crank na kutoshea uhusiano kati ya flange na crank. Ikiwa vipande 3 vya fimbo za kaboni vimekuwepo, itakuwa ngumu kurekebisha nafasi ya jamaa na kuziunganisha. Mwishowe, tuna mfumo wa mwisho wa mitambo uliokusanyika, kwenye Mtini. Hatua inayofuata, hebu tufanye kazi kwa umeme.

Hatua ya 3: Uunganisho wa Umeme

Mifumo yote ya elektroniki inahitaji usambazaji wa umeme. Tunaweza kuweka betri ya seli 1 mahali pazuri, kwa mfano, chini ya bodi ya mzunguko kwenye Mtini. 1. Polarity ya usambazaji wa umeme ni muhimu sana kwamba inastahili mtu aliyejitolea kujadili. Mtini. 2 inaonyesha unganisho la betri. Katika bodi ya mtawala, polarity imewekwa alama na "+" na "GND", angalia Mtini. 3. Wakati betri inaishiwa na juisi, kebo ya USB hutumiwa kuchaji betri, angalia Mtini. 4. LED inayoonyesha "recharge in process" itazimwa kiatomati wakati betri itajaa tena. Hatua ya mwisho ni kuunganisha vituo vya magari kwa viunganisho vya motor kwenye bodi ya mtawala. Kuna viunganisho 3 vya magari, vilivyoandikwa na nambari 16 kwenye Mtini. 3. Katika Mtini. 5, motor ya kushoto imeunganishwa na kontakt ya kushoto iliyochapishwa na PWM12, na motor ya kulia imeunganishwa na kontakt ya kati. Hivi sasa, kugeuza tank (tofauti ya kuendesha gari) busara ya kushoto ni nambari ngumu kama kupungua kwa nguvu ya kuingiza motor iliyounganishwa na bandari ya magari ya PWM12. Kwa hivyo motor iliyounganishwa na bandari ya PWM12 inapaswa kuendesha miguu ya kushoto. Baadaye nitabadilisha kazi yote ya kuchanganya kuwa inayoweza kusanidiwa na mtumiaji. kama Kwa kubadilisha chaguo la kiunganishi cha gari, au kubadilisha mwelekeo wa kiunganishi cha gari, tunaweza kurekebisha shida kama Strandbeest kusonga nyuma wakati unapoamriwa kusonga mbele, kugeuza mwelekeo usiofaa, kumbuka gari la DC hubadilisha mwelekeo wake wa kuzunguka ikiwa waya ya kuingiza ni imeunganishwa na nguvu ya kudhibiti kwa mpangilio uliobadilishwa.

Hatua ya 4: Mipangilio ya Programu na Uendeshaji

Kwanza tunapakua programu ya android kutoka Duka la Google Play, angalia Mtini. 1. Programu hii ina kazi zingine nyingi ambazo hatuwezi kufunika katika hii inayoweza kufundishwa, tutazingatia tu mada zinazohusiana moja kwa moja kwa Strandbeest.

Washa kidhibiti cha vifaa vya Bluetooth, itaonekana kwenye orodha ya vifaa vya ugunduzi. Bonyeza kwa muda mrefu itatuleta kwenye kipengee cha kupakua hewani ili "tufundishwe" baadaye. Kabla ya kubofya na kuanza kudhibiti, wacha tufanye usanidi kwanza kwa kubonyeza kona ya juu kulia "Mipangilio". Katika Mtini. 2, imefichwa chini ya ikoni ya…. Kielelezo 3 kinaonyesha kategoria nyingi za kuweka. Mipangilio hii, iliyosanidiwa katika App, inafanywa kwa njia tatu: 1) mipangilio mingine inaathiri tu utendaji wa App, kama arithmetics kupata kila amri ya kudhibiti nguvu ya gari kutoka kwa amri yako ya usukani na kaba. Wanaishi katika App. Katika mafundisho mengine ya baadaye, tutaonyesha jinsi tunavyoibadilisha na programu zetu za Python / Java. 2) mipangilio kadhaa hutumwa kwa vifaa kama sehemu ya itifaki ya kudhibiti hewani, kama vile kubadili kati ya udhibiti wa moja kwa moja (servo inageuka haswa pembe iliyoamriwa) na kuruka kwa kudhibiti waya (iliyojengwa katika moduli ya kazi ya mtawala inayoendesha servo kituo kulingana na agizo la mtumiaji na mtazamo wa sasa) Kwa hivyo vifaa vitafuata mipangilio hii kila wakati inawashwa bila kusanidiwa. Mfano itakuwa jina la utangazaji la bluetooth ya kifaa. Aina hii ya mipangilio inahitaji mzunguko wa nguvu ili utekeleze. Jamii ya kwanza tunayoingia ndani ni "Mipangilio ya Jumla" kwenye Mtini. 4. "Kazi ya kudhibiti programu" kwenye Mtini. 5 inafafanua jukumu ambalo programu hii inacheza, mtawala wa kifaa cha vifaa juu ya unganisho la moja kwa moja la Bluetooth; daraja juu ya intranet / mtandao kwa udhibiti wa telepresence; nk. Halafu, ukurasa "Aina ya HW" kwenye Mtini. 6 unaambia programu unayofanya kazi na gari tofauti ya kuendesha, kwa hivyo hali ya "tank" inahitaji kuchaguliwa. Tuna matokeo 6 ya PWM yanayopatikana kwa jumla. Kwa Strandbeest, tunahitaji kusanidi kituo cha 1 hadi 4 kulingana na Mtini. 7. Kila kituo cha PWM kinaendeshwa kwa moja ya njia zifuatazo: 1) servo kawaida: RC servo inayodhibitiwa na 1 hadi 2ms ishara ya PWM 2) servo reverse: mtawala atabadilisha udhibiti wa mtumiaji kwa pato lake 3) Mzunguko wa ushuru wa DC: DC motor au kifaa cha umeme cha nguvu, kinaweza kuendeshwa katika hali ya mzunguko wa ushuru, 0% imezimwa, 100% huwa imewashwa kila wakati. 4) Mzunguko wa ushuru wa gari DC: tena mtawala atabadilisha udhibiti wa mtumiaji kwa pato lake Kwa kuwa tunatumia gari la DC na tunatunza mwelekeo wa kuzunguka kwa gari kwa utaratibu wa wiring wa vifaa, tutachagua "Mzunguko wa ushuru wa gari wa DC" kwa kituo cha 1 hadi 4, tazama Mtini. 8. Tunahitaji pia kuunganisha njia 2 za PWM kwa daraja 1 H, ili kuwezesha udhibiti wa pande mbili. Hatua hii imeonyeshwa kwenye Mtini. 9. Katika "2 PWM chaneli kwa 1 H-daraja" mode, kituo 1, 3, na 5 hutumiwa kudhibiti chaneli zote zinazohusiana. Inaleta hitaji la kurudisha tena udhibiti wa kaba, udhibiti wa juu-chini wa kifurushi kutoka kwa kituo chake chaguo-msingi cha 2 hadi kituo cha 3. Inapatikana katika mipangilio ya Mtini. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 11, kila kituo kimeundwa kuchukua chanzo kimoja cha pembejeo holela.

Bingo, sasa tumekamilisha usanidi wa chini unaohitajika, na tunaweza kurudi kwenye ukurasa unaonyesha kifaa cha Bluetooth kinachoonekana na kukiunganisha. Katika Mtini. 12, jaribu kucheza fimbo ya furaha, na tunaweza kufurahiya na Strandbeest hii. Jaribu kupanda mteremko, kumbuka uchambuzi wa msuguano kati ya aina ya vifaa, na soma mtawala anayekadiriwa kwa ndege, ambayo imeonyeshwa katika safu iliyoandikwa na "RPY (deg)", viingilio vinne katika safu hii ni roll, lami, yaw angle inakadiriwa na gyroscope na accelerometer kwenye ubao; ingizo la mwisho ni pato la dira inayolipwa fidia.

Kazi ya baadaye: katika maagizo yafuatayo, hatua kwa hatua tutashughulikia muundo wake wa programu, chagua lugha unayopenda Java au Python ili kuingiliana na Strandbeest, na usisome tena hali ya strandbeest kutoka skrini ya simu ya rununu. Pia tutaanza programu katika kompyuta ya aina ya RaspberryPi ya linux kwa mada za programu za hali ya juu zaidi, angalia Kielelezo cha mwisho. Checkout https://xiapeiqing.github.io/doc/kits/strandbeest/roboticKits_strandbeest/ kwa sehemu za uchapishaji za 3D na https://github.com/xiapeiqing/m2robots.git kwa SDK na nambari ya mfano ikiwa unataka kuanza mara moja. Nijulishe ni lugha gani ya programu inayotaka ikiwa sio Java au Python, naweza kuongeza toleo jipya la SDK.

Furahiya na utapeli na endelea kufuatilia mafunzo haya yafuatayo.