Flex Bot: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Käytä tätä ohjeistusta tehdäksesi nelivetoisen robotin alustan, jota hallitset lihaksesi!

Vaihe 1: Tarina

Olemme kaksi Irvingtonin lukion junioria, jotka suorittavat tekniikan periaatteet, PLTW -luokan. Opettajamme, rouva Berbawy, antoi meille mahdollisuuden valita SIDE -projekti, joka esiteltäisiin Maker Faire Bayn alueella. Löysimme verkkosivun nimeltä "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), joka auttoi meitä kehittämään idean käyttää lihastaivutusta moottorin siirtämiseen. Opettajamme toimitti meille Arduino -mikrokontrollerin, EMG -lihassensorin, vex -laitteet, hyppyjohdot ja akut. Sovelsimme sitten aiempia ohjelmointi- ja robotiikkaosaamistamme (jotka on opittu kilpailukykyisen robotiikan ja harjoittelukokemuksen kautta) suunnittelemaan runko, jota hallitsemme lihaksillamme! Tätä projektia, kuten näimme verkkotutkimuksen jälkeen, ei todellakaan ollut tehnyt kukaan ennen, mikä tarkoittaa, että meidän piti luoda kaikki alusta! Tämä sisälsi paljon testaamista, muokkaamista ja uudelleen testaamista, mutta lopullisen projektityömme näkeminen lopulta oli sen arvoista.

Vaihe 2: Peruskuvaus

Projektimme on lähinnä 4 -pyöräinen, 4 -moottorinen robotirunko, jota ohjataan Arduinon mikrokontrollerilla. Arduinoon on liitetty EMG -lihasanturi, joka lähettää lihasjännitetiedot Arduinon analogiseen porttiin. Useat Arduinon digitaaliset nastat ja maadoitetut/5 voltin nastat on kytketty alustan päällä olevaan leipälevyyn, joka syöttää virtaa 4 moottorille ja lähettää heille datasignaaleja.

Kaiken kaikkiaan, kun yksi taipuu, EMG -anturin tallentama jännitevarianssi antaa signaalin digitaaliselle portille lähettääkseen tiedot moottorin ohjaimen datatapille, joka lopulta käynnistää moottorin. Lisäksi meillä on kaksi painiketta kytkettyinä Arduinon analogisiin nastoihin. Kun painikkeita painetaan, virta lähetetään analogisille nastoille, ja kun nämä analogiset nastat rekisteröivät virtatulon, moottorit kääntyvät eri suuntiin, jotta runko voi siirtyä eteen-, taakse-, vasemmalle tai oikealle.

Tässä on tärkeimmät hankinnat hankkeelle:

- EMG -anturi

- VEX 393 MOOTTORIT

- VEX MOOTTORIN OHJAIMET

- VEX -LAITESARJA

- VEX -PYÖRÄT

- LEIVYTILA JA JOHDOT

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT -AKKUA (tarvitset paljon, koska nämä paristot tyhjenevät noin 30 minuutissa, koska 4 VEX -moottoria käytetään paljon):

Vaihe 3: Vaihe 1: asema

Tämän rungon luomiseen voit käyttää mitä tahansa laitteistoa/moottoria, vaikka VEX -laitteistoa, VEX -version 4 moottoria ja VEX -moottorinohjainta suositellaan. Kun rakennat tätä runkoa, sinun on otettava huomioon leipälevyn, Arduino -mikrokontrollerin, paristojen ja kytkimien asettaminen alustan päälle. Lisäksi käytettävillä moottoreilla on oltava PWM -kyky. Tässä projektissa tämä tarkoittaa olennaisesti sitä, että moottorissa on oltava positiivinen tappi, negatiivinen tappi ja datatappi.

Edellä mainittujen tietojen lisäksi tämä runko voidaan räätälöidä täysin toiveidesi mukaan, kunhan siinä on neliveto!

Tässä on joitain ylimääräisiä asioita, jotka on pidettävä mielessä runkoa rakennettaessa (kaikki nämä asiat näkyvät myös liitteenä olevissa runkokuvissa!):

1) jokainen akseli on tuettava kahdesta kohdasta taivutuksen välttämiseksi

2) Pyörä ei saa koskettaa suoraan rungon sivua (on oltava pieni rako, joka voidaan saavuttaa käyttämällä välikappaleita), mikä vähentää kitkaa, joka hidastaa pyörän nopeutta kääntyessään

3) Kiinnitä pyörä runkoon akselin napilla pyörän toisella puolella (poispäin kotelosta)

Vaihe 4: Vaihe 2: Piiri

* Huomaa, että tämän projektin piirin luomiseksi suosittelemme ERITTÄIN kiinteää/esitaivutettua leipälautalankaa, koska se on paljon puhtaampaa/helpompi ymmärtää samalla kun tarkistat piirin virheiden varalta, mikä todennäköisesti tapahtuu. Esimerkki kiinteän langan käytöstä on tämän projektin johdantokuvissa. *

Tämä projekti käyttää leipälautaa seuraavista syistä:

- antaa jännitteen useille ohjattaville moottoreille

- lähettää datasignaaleja moottorin ohjaimille

- vastaanottamaan datasignaaleja painikkeista

- syöttää jännitettä EMG -anturille

- vastaanottamaan datasignaaleja EMG -anturilta

Katso viitteenä olevasta TinkerCAD -piirikuvasta.

Seuraavassa on muutamia vaiheita ymmärtääksesi, kuinka TinkerCAD -piiri vastaa todellista tekemäämme/käyttämäämme piiriä:

Keltaiset johdot edustavat "data" -johtoja, jotka lähinnä lähettävät signaaleja moottorin ohjaimelle kehottaen moottoria kääntymään.

Mustat johdot edustavat negatiivista tai "maadoitusjohtoa". Yksi tärkeä huomautus on, että kaikki moottorit/ komponentit on kytkettävä negatiiviseen maadoitusjohtoon, jotta Arduino ohjaa niitä.

Punaiset johdot edustavat positiivista johtoa. Positiivisten ja negatiivisten johtojen on oltava piirissä, jotta se toimisi.

Vaihe 5: Vaihe 3: koodaus

Tämä on hankkeen vaikein osa ymmärtää. Ohjelmamme edellyttää Arduino IDE: n käyttöä, joka voidaan ladata Arduinon verkkosivustolta.

ARDUINO IDE

Kun tämä IDE on ladattu/käyttövalmis ja tekemämme ohjelma on ladattu IDE: hen, sinun tarvitsee vain ladata koodi Arduinoon, ja tämän projektin ohjelmisto -osa on valmis!

Huomaa - tämän projektin koodin ZIP -tiedosto on liitteenä alla.

Pohjimmiltaan ohjelmamme lukee jännitearvot jatkuvalla nopeudella, ja jos jännitearvot ovat tietyn alueen ulkopuolella (mikä osoittaa taipumista), datasignaali lähetetään moottorin moottorinohjaimelle kehottaen moottoria kääntymään. Lisäksi, jos jompaakumpaa tai molempia painikkeita painetaan, yksittäiset moottorit kääntyvät eri suuntiin, jolloin robotti voi liikkua eteenpäin, taaksepäin ja kääntyä molempiin suuntiin.

Vaihe 6: Vaihe 4: Juhli

Kun olet tehnyt kolme edellistä vaihetta (alustan ja piirin rakentaminen sekä koodin lataaminen), olet valmis! Sinun tarvitsee vain kiinnittää 9 voltin paristot leipälevyn kiskoihin (2 9 voltin paristoa), 9 voltin akku Arduino -mikrokontrolleriin ja olet valmis. Laita lihassensori hauisillesi, kytke Arduino päälle ja FLEX! Muista, että painikkeiden painaminen mahdollistaa rungon siirtämisen myös vasemmalle, oikealle ja taaksepäin!

Liitteenä on video tämän projektin toiminnasta!