PIC -mikrokontrolleriin perustuva robottivarsi: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Robottiaseita löytyy kaikkialta autoteollisuuden kokoonpanolinjalta avaruudessa sijaitseviin telekirurgiaroboteihin. Näiden robottien mekanismit ovat samankaltaisia kuin ihmisen, joka voidaan ohjelmoida samanlaiseen toimintaan ja parantamaan ominaisuuksia. Niitä voidaan käyttää toistuvien toimien suorittamiseen nopeammin ja tarkemmin kuin ihmisiä tai niitä voidaan käyttää ankarissa ympäristöissä vaarantamatta ihmishenkiä. Olemme jo rakentaneet Record and Play -robottivarren Arduinon avulla, joka voidaan opettaa suorittamaan tietty tehtävä ja joka voidaan toistaa ikuisesti.

Tässä opetusohjelmassa käytämme alan standardia PIC16F877A 8-bittinen mikro-ohjainta ohjaamaan samaa robottivartta potentiometreillä. Tämän projektin haasteena on, että PIC16F877A: ssa on vain kaksi PWN -yhteensopivaa nastaa, mutta meidän on ohjattava noin 5 servomoottoria robotillemme, joka vaatii 5 yksittäistä PWM -nastaa. Joten meidän on hyödynnettävä GPIO -nastoja ja luotava PWM -signaaleja PIC GPIO -nastoille ajastinkeskeytysten avulla. Nyt tietysti voisimme päivittää parempaan mikrokontrolleriin tai käyttää multiplekseri-IC: tä helpottaaksemme asioita täällä. Mutta silti kannattaa kokeilla tätä projektia oppimiskokemuksen saamiseksi.

Tässä projektissa käyttämäni robottivarren mekaaninen rakenne oli täysin 3D -painettu edelliseen projektiini; Löydät täydelliset suunnittelutiedostot ja kokoamismenettelyn täältä. Vaihtoehtoisesti, jos sinulla ei ole 3D -tulostinta, voit myös rakentaa yksinkertaisen robottivarren käyttämällä pahvia linkin osoittamalla tavalla. Olettaen, että olet jollain tavalla saanut käsivartesi robotista, voit jatkaa projektia.

Vaihe 1: Piirikaavio

Tämän PIC -mikrokontrolleriin perustuvan robottivarren täydellinen piirikaavio on esitetty alla. Kaaviot piirrettiin EasyEDA: lla.

Kytkentäkaavio on melko yksinkertainen; koko projekti saa virtansa 12 V: n sovittimella. Tämä 12 V muunnetaan sitten +5 V: ksi kahdella 7805 -jännitesäätimellä. Toinen on merkitty +5V ja toinen +5V (2). Syy kahden säätimen käyttöön on se, että kun servo pyörii, se vetää paljon virtaa, mikä aiheuttaa jännitehäviön. Tämä jännitehäviö pakottaa PIC: n käynnistymään uudelleen, joten emme voi käyttää sekä PIC- että servomoottoreita samalla +5 V kiskolla. +5V -merkkiä käytetään siis PIC -mikrokontrollerin, nestekidenäytön ja potentiometrien virransyöttöön, ja erillistä säätimen lähtöä, joka on merkitty +5V (2), käytetään servomoottoreiden virransyöttöön.

Potentiometrien viisi lähtötapaa, jotka tarjoavat vaihtelevan jännitteen 0V - 5V, on kytketty PIC: n analogisiin nastoihin An0 - AN4. Koska aiomme käyttää ajastimia PWM: n tuottamiseen, servomoottorit voidaan liittää mihin tahansa GPIO -nastaan. Olen valinnut servomoottorien nastat RD2 - RD6, mutta se voi olla mikä tahansa valitsemasi GPIO.

Koska ohjelma sisältää paljon virheenkorjausta, 16x2 LCD -näyttö on myös liitetty PIC: n porttiin B. Tämä näyttää ohjattavien servomoottoreiden toimintajakson. Tämän lisäksi minulla on myös laajennetut liitännät kaikille GPIO- ja analogisille nastoille, siltä varalta, että jos antureita on tulevaisuudessa liitettävä. Lopuksi olen myös yhdistänyt ohjelmointitapin H1 ohjelmoimaan PIC suoraan pickit3: lla käyttämällä ICSP -ohjelmointivaihtoehtoa.

Vaihe 2: PWM -signaalien luominen GPIO -nastassa servomoottorin ohjausta varten

"loading =" laiska ">