Kujisawazisha Robot: 6 Hatua (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Katika Agizo hili tutakuonyesha jinsi ya kujenga roboti ya kusawazisha tuliyoifanya kama mradi wa shule. Inategemea roboti zingine, kama vile nBot na nyingine inayoweza kufundishwa. Roboti inaweza kudhibitiwa kutoka kwa smartphone ya Android kupitia unganisho la Bluetooth. Kwa kuwa hii Inayoweza kufundishwa inashughulikia tu mchakato wa ujenzi, tumeandika pia waraka kufunika msingi wa kiufundi wa nambari na vifaa vya elektroniki. Pia ina viungo vya vyanzo ambavyo vilitumika, kwa hivyo unaweza kuziangalia ikiwa hati sio kamili kwako.

Ili kufuata hatua zote za mradi huu utahitaji ustadi wa uchapishaji wa 3D au njia nyingine ya ujanja ya kuambatanisha magurudumu kwenye motors.

Hatua ya 1: Mahitaji

Roboti hiyo inategemea ubao wa mtawala wa gimbal wa Martinez. Kuna tofauti kidogo za bodi hii, lakini maadamu unayo na chipu cha ATmega328 na watawala wa magari L6234 unapaswa kuwa sawa. Ukitafuta "bodi ya Martinez" kwenye Picha za Google, utaona kuna bodi zingine zilizo na kiunganishi rahisi cha chip cha IMU na / au betri, badala ya vichwa vya kichwa au mashimo. Katika kesi ya mwisho, itasaidia ikiwa utaagiza pakiti ya pini za kichwa, ambazo unaweza kuziunganisha kwenye mashimo.

Orodha

Baadhi ya vitu kwenye orodha hii vina viungo kwa wavuti za wavuti.

• Mdhibiti: Martinez BoardDX.com (pia inakuja na IMU na pini zingine za kichwa).
• IMU: MPU6050
• Betri (betri ya 450 mAh 3S LiPo) Kumbuka: utahitaji pia chaja ya 3S LiPo eBay.com
• 2x Magari: Brushless motor 2208, KV100DX.com
• Magurudumu (unaweza kupata kutoka kwa vitu vya kuchezea vilivyopo au LEGO)
• 6x M2 screw 5 mm
• 8x M3 screw (urefu unategemea nyenzo kwa nje yako, mtu anahitaji kuwa mrefu zaidi)
• Chip ya Bluetooth HC-05 (hakikisha kupata moja na bodi ya kiolesura iliyounganishwa, sio tupu tu) MUHIMU: Hakikisha kuwa chip ina pini iliyoandikwa MUHIMU.
• Waya: Mwanamke hadi mwanamke DuPont Kununua pakiti ya waya 20 itakuwa zaidi ya kutosha
• Mkanda wa Velcro
• Cable ya USB kuunganisha mtawala kwa PC
• Chaguo: pini za kichwaDX.com (unaweza kuzikata au kuzivunja kwa urefu uliotaka)
• Washaji wa plastiki na spacers

Mwishowe, unahitaji akriliki, mbao au kadibodi iliyoambatana na gundi au mkanda-kuunda muundo unaoshikilia vifaa vyote.

Hatua ya 2: Usanidi wa Chip ya Bluetooth

Mara tu unaposhika sehemu zote, ni wakati wa usanidi wa chip ya Bluetooth. Utahitaji kebo ya USB ili unganisha unganisha bodi ya mtawala kwenye kompyuta yako na vile vile Arduino IDE kuwasiliana na vifaa.

Kwa hili, utahitaji kupakua faili:

HC-05_Serial_Interface.ino

Kisha fuata hatua hizi:

1. Unganisha kidhibiti kwenye kompyuta yako na kebo ya USB.
2. Fungua faili ya.ino na IDE ya Arduino.
3. Katika IDE, nenda kwenye Zana, Bodi na uhakikishe kuwa imewekwa kwa Arduino / Genuino Uno.
4. Sasa nenda kwenye Zana, Bandari na uiweke kwenye bandari ya COM ambayo mtawala ameunganishwa nayo. Kwa kawaida kuna bandari moja tu. Ikiwa kuna anuwai, angalia Meneja wa Kifaa (kwenye Windows) ili kujua ni yupi mdhibiti.
5. Sasa, bonyeza kitufe cha Pakia kwenye IDE na subiri upakiaji umalize. Kisha, toa kebo ya USB kutoka kwa kompyuta au kidhibiti.

Baada ya kufanya hivyo, unganisha HC-05 kwa kutumia nyaya za DuPont kama ifuatavyo:

Mdhibiti wa HC-05

MUHIMU + 5V GND GND TXD RX RXD TX

Sasa ingiza kebo ya USB tena, kisha unganisha pini ya VC ya HC-05 kwa mwingine + 5V kwenye kidhibiti. LED inapaswa kung'aa na muda wa sekunde ~ 1.

Katika Arduino IDE, chagua bandari sahihi ya COM, kisha nenda kwenye Zana, Monitor Serial.

Weka chaguo la Kukomesha Mstari katika Mfuatiliaji wa Serial kwa Wote NL & CR. Weka kiwango cha Baud kuwa 38400. Sasa unaweza kutumia Monitor Serial kutuma amri za kusanidi kwenye chip ya Bluetooth. Hizi ndizo amri:

Uunganisho wa Angalia

KWA + JINA Pata / weka jina la onyesho la Bluetooth AT + UART Pata / weka kiwango cha baud AT + ORGL Rudisha chaguo-msingi za kiwanda AT + PSWD Pata / weka nywila ya Bluetooth

Kubadilisha jina, nywila na kiwango cha baud cha kifaa cha Bluetooth, tuma amri zifuatazo:

KWA + JINA = "Jina la Mfano"

AT + PSWD = "PassWord123" AT + UART = "230400, 1, 0"

Chaguzi za Jina na Nenosiri zinaweza kuwekwa kwa chochote unachotaka, hakikisha tu kuweka kiwango cha baud kwa kutumia amri sawa sawa na ilivyoorodheshwa hapo juu. Hii inaiweka baud ya 230400, na 1 stop kidogo na hakuna usawa. Baada ya kuweka kila kitu juu, unganisha tena kebo ya USB (kutoka kwa hali ya usanidi) na ujaribu kuoanisha simu yako kwenye chip. Ikiwa kila kitu kinafanya kazi tenga kebo ya USB na nenda kwa hatua inayofuata.

Hatua ya 3: Kuunganisha Magurudumu kwa Motors

Magurudumu ambayo yalitumika katika mradi huu yana asili isiyojulikana (walikuwa wakilala kwenye droo na vitu vingine vingi). Ili kushikamana na magurudumu kwenye motors, sisi 3D tulichapisha kipande kilicholingana na mashimo ya screw kwenye motors. Vipande vilipigwa kwa kutumia screws tatu za milimita 5M kwa kila motor. Vipande vyote vina pini inayofaa mashimo kwenye shoka za magurudumu.

Mfano wa SolidWorks umejumuishwa. Labda itabidi ubadilishe kwa magurudumu yako, au upate suluhisho tofauti ya vitendo ili kutoshea magurudumu. Kwa mfano, unaweza kutumia Dremel kuchonga shimo lenye ukubwa sawa na motor (au kidogo kidogo ili kuipatia kifafa), kisha unaweza kubonyeza motor kwenye gurudumu. Hakikisha tu kupata magurudumu yanayofaa kwa kazi hii ikiwa unapanga kufanya hivyo.

Hatua ya 4: Kuunda nje

Kwa nje, vipande viwili vya kuni vilitumiwa na kukatwa kwa sura ile ile. Kuanza, tuliashiria mduara wa gari kwenye kituo cha chini cha kipande. Kisha tukaweka alama kila kona na laini ya digrii 45, kuhakikisha tunaacha nafasi ya kutosha kwa motor kukaa kwenye kituo cha chini. Kisha tukabana vipande viwili vya kuni pamoja na kukata kona. Ili kumaliza mambo, tulitia mchanga pembe ili kuzifanya zisizidi kuwa kali na kuondoa mabanzi.

Sasa ni wakati wa kuchimba mashimo kwa visu na mhimili unaojitokeza nyuma ya gari. Ukibamba vipande vya kuni pamoja wakati wa kuchimba visima, lazima ubonye tu kila shimo mara moja.

Ili kuunda mpangilio wa mashimo ya screw, tulitumia kipande cha karatasi na kukiweka nyuma ya gari na kutumia penseli kushinikiza kwenye mashimo ya screw, moja kwa moja kupitia karatasi. Kipande cha karatasi kilicho na mashimo manne ya screw kiliwekwa juu ya kuni ili tuweze kuashiria mahali pa mashimo yanayopaswa kuchimbwa. Ili kuchimba mashimo, tumia kuchimba 3, 5 mm. Sasa, tumia penseli na rula kupata kitovu cha mashimo haya na tengeneza shimo kwa mhimili ukitumia kuchimba visima 5 mm. Ambatisha motors na screws za M3, lakini acha moja ya screws zilizo na nafasi pana kutoka kwa motor moja.

Ili kupata kiunganishi cha waya na waya ndani ya roboti, pia tulichimba shimo la mm 8 juu kidogo ya gari. Hakikisha kuna nafasi ya kutosha kwa waya kuinama bila kuwasisitiza sana.

Ni muhimu kufanya kazi kwa usahihi iwezekanavyo ili kuunda (karibu-) nje ya ulinganifu kamili

Hatua ya 5: Kufaa Vipengele

Alama mwongozo wa kituo cha wima kwenye kuni ili uweze kuweka vifaa katikati. Unaweza kushikamana na kila kitu kwenye kuni kwa kutumia mkanda wa velcro. Katika roboti yetu tulitumia bolts ndogo na karanga kupata bodi ya mtawala, lakini unaweza pia kutumia mkanda wa velcro (hatukuwa nayo wakati huo wakati tuliunganisha mdhibiti). Hakikisha unaweza kuziba kebo ya USB baada ya kumaliza ujenzi.

Tuliweka kidhibiti katikati na bandari ya USB ikielekeza chini, ili tuweze kuziba kebo kutoka kati ya magurudumu. Unaweza pia kuionyesha kwa moja ya pande.

Weka betri juu iwezekanavyo, kwa hivyo roboti inakuwa nzito juu. Pia weka bandari ya kuchaji mahali rahisi kufikia karibu na ukingo.

Chip ya Bluetooth

Unganisha pini ya Bluetooth Chip VCC kwa + 5V kwenye kidhibiti, na Bluetooth GND kwa GND ya mtawala. Pini ya TXD ya mtawala huenda kwa RX ya Bluetooth na pini ya RXD kwenye kidhibiti huenda kwenye pini ya Bluetooth TX. Kisha fimbo tu chip ya Bluetooth mahali pengine kwenye jopo la kuni ukitumia mkanda wa velcro.

Mwendo Chip

Chip ya mwendo ina mashimo mawili ya screw, kwa hivyo tuliunganisha chip hiyo kwa kutumia spacer, kwa njia ambayo kituo cha chip kinaanguka katikati ya gari. Mwelekeo haujalishi, kwani roboti hujiweka sawa wakati wa kuwasha. Hakikisha kutumia washer ya plastiki chini ya kichwa cha screw ili kuzuia ufupishaji wa mzunguko.

Kisha tumia waya za DuPont kuunganisha pini kwa kidhibiti. Kila pini imewekwa alama sawa kwenye kidhibiti kama ilivyo kwenye chip ya mwendo, kwa hivyo kuiunganisha inajielezea vizuri.

Kubadilisha nguvu

Kuunganisha swichi ya nguvu ni rahisi. Tulichukua moja kutoka kwa kifaa cha zamani, na tukaichomoa kwenye bodi yake ya mzunguko. Ili kuitumia kama ubadilishaji wa nguvu kwa roboti, unaunganisha waya mzuri wa betri kwenye pini (ukifikiri ni ubadilishaji wa pini tatu) upande ambao unataka kuweka msimamo wa swichi. Kisha, unganisha pini ya katikati na pembejeo nzuri ya nguvu ya mtawala. Tuliuza waya za DuPont kwa swichi, ili betri yenyewe isishikamane kabisa na swichi.

Kuunganisha pande

Sasa unajua eneo la vifaa na una pande mbili za roboti. Hatua ya mwisho katika kujenga roboti itakuwa ikiunganisha pande hizo mbili na kila mmoja. tulitumia seti nne za vipande vitatu vya kuni vilivyounganishwa pamoja na kuzipiga pande ili chip yetu ya mwendo iwe kwenye mhimili wa kati wa roboti. Inapaswa kusemwa kuwa nyenzo zilizotumiwa, ikiwa zina nguvu ya kutosha, haijalishi sana. Unaweza hata kutumia unganisho mzito juu ili kuongeza urefu wa kituo cha misa hata zaidi. Lakini tofauti na msimamo wa wima wa kituo cha misa nafasi ya usawa ya katikati ya misa inapaswa kuwekwa mahali iwezekanavyo, juu ya mhimili wa gurudumu, kwani kuweka nambari ya chip ya mwendo itakuwa ngumu zaidi ikiwa kituo cha usawa ya watu wengi waliohamishwa.

Sasa uko tayari kupakia nambari na kurekebisha mdhibiti.

Hatua ya 6: Kupakia na Kurekebisha Msimbo

Ili kupakia nambari hiyo, unahitaji kompyuta na IDE ya Arduino. Pakua faili ya.ino hapa chini na uifungue na Arduino IDE. Kuipakia kwa kidhibiti hufanywa kwa njia ile ile uliyofanya na nambari kutoka kwa usanidi wa Bluetooth.

Ili kufanya roboti ifanye kazi, unahitaji kupakua programu ya 'Kamanda wa Bluetooth wa Joystick' kutoka Duka la Google Play. Washa nguvu ya roboti na kuiweka sakafuni, mbele au nyuma yake. Zindua programu na unganisha kwenye chip ya Bluetooth. Datafield 1 itaondoka kutoka XXX hadi TAYARI mara tu roboti itakapokuwa imejiweka sawa (sekunde 5 kuiweka upande wake, ikifuatiwa na sekunde 10 za upimaji). Unaweza kuwasha roboti kwa kubadili kitufe 1 katika programu. Sasa weka roboti kwa wima chini na uachilie mara utakapohisi motors ikiwasha. Huu ndio wakati roboti inapoanza kusawazisha yenyewe.

Roboti sasa iko tayari kufutwa, kwani utulivu wake labda sio mzuri. Unaweza kujaribu ikiwa inafanya kazi bila utaftaji wa ziada, lakini lazima uifanye robot iwe sawa na yetu ili ifanye kazi vizuri. Kwa hivyo katika hali nyingi unapaswa kurekebisha mtawala ili afanye kazi vizuri na robot yako. Ni rahisi kabisa, licha ya kutumia muda mwingi. Hapa kuna jinsi ya kufanya:

Tuning mdhibiti

Mahali fulani kwenye nambari utapata vigeuzi 4, ukianza na k. Hizi ni kp, kd, kc na kv. Anza kwa kuweka maadili yote kuwa sifuri. Thamani ya kwanza kuweka ni kp. Thamani ya kp chaguo-msingi ni 0.17. Jaribu kuiweka kwa kitu cha chini sana kama 0.05. Zima roboti, pakia nambari na uone jinsi inavyojaribu kusawazisha. Ikiwa itaanguka mbele, ongeza thamani. Njia bora zaidi ya kufanya hivyo ni kwa kuingiliana:

1. Weka thamani kwa kitu cha chini na ujaribu
2. Weka thamani kwa kitu cha juu na ujaribu
3. Weka thamani kwa wastani wa hizo mbili na ujaribu
4. Sasa jaribu kutafuta ikiwa ni bora zaidi kwa kiwango cha chini au cha juu na wastani wa thamani ya sasa na ile ambayo ilifanya kazi vizuri.
5. Endelea mpaka upate mahali pazuri

Doa tamu kwa thamani ya kp ni wakati iko karibu na ukingo wa chini na malipo mengi. Kwa hivyo wakati mwingine itaanguka mbele kwani haiwezi kuendelea na kasi yake ya kushuka, na nyakati zingine itarudi nyuma kwa sababu inapita kwenye mwelekeo tofauti.

Baada ya kuweka thamani ya kp, weka kd. Hii inaweza kufanywa kwa njia ile ile uliyofanya na kp. Ongeza thamani hii mpaka roboti iko karibu usawa, ili iweze kuzunguka na kurudi hadi itaanguka. Ikiwa utaiweka juu sana, unaweza kuifanya iwe sawa tayari tayari, lakini wakati usawa unasumbuliwa sana, utaanguka (kama unapoisukuma). Kwa hivyo jaribu kutafuta mahali ambapo sio sawa kabisa, lakini karibu sana.

Kama unavyodhani, kurekebisha mdhibiti kunaweza kuchukua majaribio kadhaa kwani inakuwa ngumu zaidi na kila tofauti mpya iliyoletwa. Kwa hivyo ikiwa unafikiria haitafanya kazi, anza upya.

Sasa ni wakati wa kuweka kv. Tofautisha hii mpaka utapata dhamana ambayo roboti huacha kuzunguka, inakaa sawa na inaweza kushughulikia msukumo mwepesi. Wakati umewekwa juu sana, inathiri vibaya utulivu. Jaribu kucheza karibu na kv na kp kupata hatua ambayo ni thabiti zaidi. Hii ndio hatua inayotumia wakati mwingi zaidi ya tuning.

Thamani ya mwisho ni kc. Thamani hii hufanya roboti irudi katika nafasi yake ya mwisho baada ya kulipa fidia kwa kushinikiza au kitu kingine chochote. Unaweza kujaribu njia ile ile ya kutafsiri hapa, lakini 0.0002 inapaswa kufanya kazi vizuri katika hali nyingi.

Hiyo tu! Roboti yako iko tayari sasa. Tumia fimbo ya kufurahisha kwenye simu yako mahiri kudhibiti roboti. Jihadharini, hata hivyo, kama kwenda mbele kwa kasi ya juu bado kunaweza kufanya roboti ianguke. Cheza karibu na vigeuzi vya mtawala ili kufidia hii iwezekanavyo. Hatua ya busara zaidi itakuwa kuangalia kp thamani ya hii, kwani hiyo hulipa fidia moja kwa moja pembe ya sasa ya roboti.

Ujumbe muhimu kwenye betri za LiPo

Inashauriwa uangalie mara kwa mara voltage ya betri yako ya LiPo. Betri za LiPo hazipaswi kutolewa kwa chini ya volts 3 kwa kila kipimo cha seli 9 za voliti kwenye 3S LiPo. Ikiwa voltage inashuka chini ya volts 3 kwa kila seli, kutakuwa na upotezaji wa kudumu wa uwezo wa betri. Ikiwa voltage inazama chini ya volts 2.5 kwa kila seli, toa betri na ununue mpya. Kucha kiini cha LiPo chini ya volts 2.5 ni hatari kwa sababu upinzani wa ndani unakuwa mkubwa sana, na kusababisha betri moto na hatari ya moto wakati wa kuchaji.