Nipe tano! - mkono wa Robotic: Hatua 5

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

Siku moja, katika kanuni zetu za darasa la Uhandisi, tulianzisha ujenzi wa mashine kutoka kwa sehemu za VEX. Tulipoanza kujenga mifumo, tulijitahidi kusimamia vitu kadhaa ngumu ambavyo vinahitaji kukusanywa pamoja. Ikiwa tu kuna mtu angeweza kutupa mkono…

Ndio sababu sisi, wanafunzi watatu wa Shule ya Upili ya Irvington katika darasa la Bibiwy, tuliamua kubuni na kujenga mkono wa roboti kutoka mwanzoni! Na makadirio ya kifedha ya $ 150 kwa hii S. I. D. E. Mradi, tuliweza kupata vifaa vyote vinavyohitajika wakati tukibaki vizuri chini ya bajeti. Bidhaa iliyokamilishwa ina Arduino Mega, mtawala mdogo wa servo anayeendesha servos 5, ambayo kila moja imeunganishwa na kidole kilichochapishwa cha 3D ambacho kinaweza kusonga kibinafsi na viungo vya kweli.

Huu ulikuwa mradi kabambe sana, ikizingatiwa kuwa washiriki wote wa timu ni wanafunzi wa shule za upili walio na ratiba nyingi za mwaka wa Junior, na hawana uzoefu wowote wa kubuni kabisa mradi wa umeme kutoka msingi. Wakati washiriki wa timu yetu wana usanifu wa mapema wa kompyuta na uzoefu wa programu, mradi huo ulifungua macho yetu kwa utumiaji mzuri wa vifaa vya Arduino na programu kwa njia ambayo inaweza kusaidia watu kutimiza majukumu yao ya kila siku.

Uundaji wa 3D na Ubunifu na Patrick Ding

Nyaraka na Arduino Coding na Ashwin Natampalli

Uandishi wa Arduino, Mzunguko, na unaofundishwa na Sandesh Shrestha

Hatua ya 1: CADing

Hatua ya kwanza na ngumu zaidi kwa mradi huu ni kuunda mifano ya 3D ya mkono na vidole. Ili kufanya hivyo, tumia Autodesk Inventor, au Autodesk Fusion 360 (Tulitumia ya zamani).

Tumia faili za sehemu kuunda CADs za kibinafsi za kiganja, sehemu za vidole, ncha za vidole, na sehemu ya kidole ya rangi ya waridi. Hii ilituchukua marekebisho 2-3 kwa kila sehemu ili operesheni ya viungo na servos iwe laini.

Ubunifu unaweza kuwa saizi na umbo linalotakiwa maadamu njia ya kamba inaruhusu utendakazi mzuri wa vidole na vidole havigongani. Pia hakikisha vidole vinaweza kuanguka kikamilifu kwa ngumi iliyofungwa.

Ili kurekebisha suala la kuingiliwa kwa kamba na njia zisizo na ufanisi, kama tulivyopata katika toleo letu la kwanza, vitanzi, miongozo ya kamba, na vichuguu viliongezwa ili kamba iweze kuvutwa kwa urahisi na kufunguliwa.

Hapa kuna multiviews zetu zilizokamilika na.stl faili za CAD kwa kila sehemu.

Hatua ya 2: Uchapishaji wa 3D

Baada ya kumaliza CADs, tumia printa ya 3D kuwafanya wawe hai. Hatua hii inaweza kurudiwa mara kadhaa ikiwa muundo unaounda una maswala kadhaa.

Ili kuchapisha 3D, kwanza toa faili za CAD kama faili za STL. Ili kufanya hivyo katika Mvumbuzi wa Autodesk, bonyeza menyu ya kushuka kwa Faili na hover juu ya Usafirishaji. Kutoka kwa safu ya popout, chagua Umbizo la CAD. Menyu ya Windows File Explorer itakuruhusu kuchagua faili ya.stl kutoka kwa menyu kunjuzi na uchague eneo la faili.

Mara faili iko tayari kuingizwa kwenye programu ya printa ya 3D, sanidi chaguzi za kuchapisha kwa kupenda kwako au fuata usanidi wetu. Programu ya printa ya 3D inatofautiana kutoka kwa chapa kwenda kwa chapa kwa hivyo wasiliana na miongozo ya mkondoni au mwongozo wa kuabiri programu zao. Kwa mkono wetu, tulitumia LulzBot Mini kwa sababu ya kupatikana kwake katika mazingira yetu ya darasa.

Hatua ya 3: Mkutano

Mara sehemu zote zinapochapishwa kwa 3D kwa mafanikio na rafu na vifaa vimeondolewa (ikiwa inatumika), basi kila sehemu lazima ipigwe kuanza mkutano.

Kwa kuwa printa za 3D sio sahihi sana na kasoro ndogo zinaweza kutokea, tumia faili au sandpaper au dremel iliyo na kiambatisho cha mchanga ili kutuliza nyuso fulani. Kwa operesheni laini ya pamoja, zingatia viungo na sehemu za makutano hadi laini ya unganisho mojawapo. Wakati mwingine vichuguu vya kamba katika sehemu za kidole na sehemu zingine zinaweza kuingia au kutokuwa kamili. Ili kupambana na tofauti kubwa, tumia drill na 3 / 16in kuchimba visima kuchimba vichuguu.

Kwa utaftaji rahisi wa kamba, unganisha kila kidole, piga kamba kupitia vichuguu, na funga kamba mwisho. Kabla ya kuunganisha kila kidole kwenye kiganja, tembeza kamba kupitia vitanzi vya mwongozo, moja kupitia shimo la juu na moja kupitia chini, kwenye kiganja na uiambatanishe kwa ncha tofauti za vijiko vya servo vilivyojumuishwa. Mara urefu ni sawa, unganisha vidole kwenye kiganja.

Kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu, ingiza screws m4x16 kwenye kila kiungo kushikilia kidole pamoja. Rudia kila mchakato wa ujenzi wa vidole kwa vidole vyote, ukitumia sehemu za pinky kwa pinky.

Hatua ya 4: Mzunguko wa Arduino

Pamoja na mifupa yote yamekusanyika, sasa misuli na ubongo lazima ziunganishwe. Ili kuendesha servos zote mara moja, lazima tutumie mtawala wa motor PCA 9685 na Adafruit. Mdhibiti huyu anahitaji usambazaji wa umeme wa nje ili kuwezesha servos. Kutumia kidhibiti hiki na maktaba yake ya usimbuaji wamiliki inaweza kupatikana hapa.

Wakati wa kuunganisha Arduino kwa kidhibiti, hakikisha kuwa unarekodi matokeo ya pini. Ikiwa unatumia Arduino Mega, basi hii haitakuwa lazima. Katika visa vyote, hata hivyo, hakikisha kwamba unarekodi bandari zipi kwenye kidhibiti cha motor ambazo servos zimewekwa.

Kudhibiti servos na mkono kwa kutumia Remote ya IR, ongeza tu mpokeaji wa IR na unganisha nguvu na ardhi kwa Arduino na waya wa data kwenye bandari za dijiti. Angalia pinout ya mpokeaji wako wa IR ili kuhakikisha wiring sahihi. Mfano wa mzunguko wetu umeonyeshwa.

Ili kuunda mzunguko huu, kwanza unganisha kila servo kwenye bandari 3, 7, 11, 13, na 15 kwenye bodi ya mtawala wa servo. Ambatisha ubao mzima na pini tano chini kwa ubao wa mkate.

Kutumia nyaya za kuruka, unganisha umeme wa Arduino wa 5V na ardhi kwa reli moja ya nguvu ya ubao wa mkate (Hakikisha umeweka lebo au kumbuka ni upande upi una 5V kutoka Arduino!). Hii itawezesha sensorer ya IR na mtawala wa magari. Unganisha pakiti ya umeme ya 6V kwenye reli nyingine ya umeme. Hii itawezesha servos.

Weka pini zote 3 za sensorer IR kwenye ubao wa mkate. Unganisha umeme na ardhi kwa reli ya 5V na pato kwa pini ya dijiti 7.

Kwa kuwa tunatumia Arduino Mega, bandari za SDA na SCL kwenye mtawala wa magari zitaunganishwa na bandari za SDA na SCL kwenye Arduino. VCC na bandari za ardhini zitaunganishwa na reli ya 5V.

Pamoja na kifurushi cha betri kilichounganishwa na reli yake ya nguvu, tumia nyaya za kuruka na bisibisi ndogo ya kichwa gorofa ili kupata nguvu kwa motors za servo kupitia kichwa cha pembejeo cha nguvu ya kijani.

Hakikisha viunganisho vyote vimekazwa na angalia tena laini zote za kebo na mzunguko wetu wa TinkerCAD umeambatanishwa.

Hatua ya 5: Usimbuaji

Hatua ya mwisho kabla ya mkono huu kuagizwa kwa matumizi ni kuweka nambari Arduino. Kwa kuwa mkono huu unatumia mtawala wa magari wa PCA 9685, lazima kwanza tuweke maktaba, ambayo inaweza kufanywa ndani ya Mazingira ya Coding ya Arduino. Baada ya kusanikisha, weka pia maktaba ya IRremote kwa utendaji wa Kijijini cha IR.

Katika nambari yetu, ufafanuzi wa kila kitufe kwenye kijijini cha IR huonyeshwa na nambari 8 za nambari. Hizi zilipatikana kwa kutumia mpango wa IRRecord, ambao unachapisha kwa Monitor Monitor nambari ya nambari 8 ya kila kitufe.

Iliyoambatanishwa ni mpango wa IRRecord na mpango wa kudhibiti mkono uliokamilishwa.

Mwanzoni mwa nambari, ni pamoja na maktaba IRremote, Wire, na Adafruit_PWMServoDriver.

Baada ya, tumia matokeo ya IRRecord kufafanua kila kitufe cha kijijini cha IR. Wakati zote sio lazima (ni 10 tu zinahitajika), kuwa na yote inaruhusu upanuzi wa haraka (kuongeza kazi na ishara zilizowekwa tayari) kwa siku zijazo. Unda pwm ukitumia kazi ya dereva wa servo na upe servos kwenye pini kwenye kidhibiti cha motor. Tumia maadili sawa ya SERVOMAX / MIN kama inavyoonyeshwa. Agiza pini ya kuingiza dijiti ya sensa ya IR kama 7 na uanzishe.

Tangaza kazi ya usanidi na kuanzisha Serial na kiwango cha baud cha 9600. Wezesha sensa ya IR na uanze servo na masafa ya servo ya 60hz.

Mwishowe tengeneza ubadilishaji ikiwa / mwingine kulingana na usambazaji unaoingia wa kijijini cha IR katika kazi ya kitanzi. Hizi zinaweza kubadilishwa kwa vidhibiti unavyopendelea. Kwa kila kesi, chapisha kitufe kilichobanwa kwenye mfuatiliaji wa serial kwa utatuzi, na utumie kitanzi kusonga servo. Baada ya kesi zote kuundwa, hakikisha kuanza tena sensa ya IR kwa ishara zaidi zinazoingia kabla ya kufunga kazi ya kitanzi. Kuweka saini servos kupitia bodi ya mtawala wa magari inaweza kupatikana katika