Robot Arduino ARM 4

 Koniecview 

V tomto pokyne vás zoznámime so zábavným projektom sady Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Táto súprava robotov Bluetooth na báze Bluetooth pre Arduino UNO založená na vývojovej doske Arduino Uno. Táto veľmi jednoduchá a ľahko zostaviteľná súprava je dokonalým projektom Arduino pre začiatočníkov a je skvelou vzdelávacou platformou pre vstup do robotiky a inžinierstva.

Robotické rameno je dodávané v plochom balení na zostavenie a na jeho uvedenie do prevádzky je potrebné minimálne spájkovanie. Integruje 4 serva SG90, ktoré umožňujú 4 stupne pohybu a pomocou špáradla dokážu zachytiť ľahké predmety. Ovládanie ramena je možné pomocou 4 potenciometrov. Začnime!

Začíname: Sada Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

Čo je Arduino?

Arduino je elektronická platforma typu open-source založená na ľahko použiteľnom hardvéri a softvéri. Dosky Arduino môžu čítať vstupy - svetlo na senzore, prst na tlačidle alebo správu z Twitteru - a premeniť ich na výstup - aktivovať motor, rozsvietiť LED a zverejniť niečo online. Svojej doske môžete povedať, čo má urobiť, zaslaním sady pokynov do mikrokontroléra na doske. K tomu použijete programovací jazyk Arduino (na základe zapojenia) a Arduino Software (IDE) na základe spracovania.

Čo je IDUINO UNO?

IDuino Uno je na modeli ATmega328. Má 14 digitálnych vstupných / výstupných pinov (z toho 6 je možné použiť ako PWM výstup), 6 analógových vstupov, keramický rezonátor 16 MHz, USB pripojenie, napájací konektor, hlavičku ICSP a resetovacie tlačidlo. Obsahuje všetko potrebné na podporu mikrokontroléra; na začiatok ho jednoducho pripojte k počítaču pomocou kábla USB alebo ho napájajte pomocou adaptéra AC-to-DC alebo batérie.

Inštalácia softvéru

V tejto časti vám predstavíme vývojovú platformu, kde prevediete kreatívnu myseľ do kódov a necháte ju lietať.

Softvér Arduino / IDE

Dvojitým kliknutím otvorte aplikáciu pre Windows a postupujte podľa pokynov na dokončenie (Nezabudnite nainštalovať všetko ovládač pre Arduino). Ľahko!

Obrázok 1 Inštalácia ovládačov

Prepojenie dosky UNO s počítačom

Pripojte UNO k počítaču modrým káblom USB. Ak je pripojenie správne, rozsvieti sa zelená kontrolka napájania a bliká ďalšia oranžová kontrolka.

Obrázok 2 Skontrolujte svoj špeciálny COM a poznačte si číslo

Nájdite svoje sériové číslo COM a poznačte si ho.

Musíme zistiť, ktorý kanál COM momentálne komunikuje medzi PC a UNO. Nasleduje cesta: Ovládací panel | Hardvér a zvuk Zariadenia a tlačiarne Správca zariadení | Porty (COM a LPT) | Arduino UNO (COMx)

Poznačte si číslo COM, pretože to požadujeme neskôr. Pretože sa port COM môže z času na čas líšiť, je tento krok nevyhnutný. V tomto prípade na demonštračné účely používame model COM 4.

Zahrajte si so svojou prvou LED „Ahoj svet“ naprample

Najprv povedzme IDE, kde nájdeme náš port Arduino a ktorú dosku momentálne používate: Nasledujúca inštrukcia (obrázky 3 a 4) zobrazuje podrobnosti:

Konfigurácia portov

Konfigurácia dosky

Je čas zahrať si s vami prvého jednoduchého example. Po ceste okolo File | Napramples | 01. Základy | Blikať. Objaví sa nové okno s kódom, nahrajte ho stlačením symbolu šípky. Všimnete si, že oranžová LED dióda bliká takmer každú sekundu.

Inštalácia hardvéru

4 x Servo SG90 so servomotorom (skrutky a matice sú súčasťou balenia) 4 x Základné police s ochranným krytom (ľahko odstrániteľný) a obalom na skrutky Rozširujúca doska robotického ramena so samostatným napájacím konektorom (pozri riešenie napájania) USB kábel Rada OSN Iduino
V balení stojana zľava doprava:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Klepanie šikmo Matica M3

Spájkovanie obvodov

Táto súprava Robot Arm Arm vyžaduje veľmi minimálne spájkovanie, aby bolo všetko funkčné a funkčné. Rozširujúca doska robotického ramena sa používa na pripojenie rozhrania medzi ovládačom, v tomto projekte štyrmi potenciometrami a doskou Iduino UNO.

Pozor: Pri použití horúcej spájkovačky buďte opatrní.

Obrázok 3 Základné znázornenie dosky Robot ARM

Pripraviť:

1. Jedna doska na predĺženie ramena robota
2. Jeden čierny napájací konektor 12V
3. Hlavičky kolíkov 52P
4. Jedno modré rozhranie externého napájacieho zdroja
5. Jedno čierne rozhranie Bluetooth

Potom spájkujte piny pre serva a napájací konektor.

Majte na pamäti, že piny pre servo rozhranie smerujú nahor, pre rozhranie Iduino dole.

Potom spájkujte štyri potenciometre

Jumper cap sa používa pre skratku Robot Arm Extension Board a Iduino UNO Board, čo znamená, že nemusíte napájať Iduino UNO Board zvlášť.
Vložte do prepojovacej čiapky, pretože používame jeden externý zdroj napájania, batériu 12V.

Teraz ste dokončili spájkovaciu časť!

Ladenie softvéru

Nahrávanie UNO kódu Arduino

Robot bude pracovať na tom, ako je naprogramovaný. Pochopenie a absorbovanie toho, čo je vo vnútri dosky Iduino UNO, tj. Programovací kód, je kritickou súčasťou procesu učenia. V tejto časti je naším konečným cieľom zabezpečiť, aby servá a potenciometre fungovali dobre.

Ak je toto váš prvý projekt Arduino, pozorne postupujte podľa pokynov. Najprv si stiahnite súvisiace kódy z našej stránky webstránky.

• Dvojitým kliknutím na ikonu otvorte program a otvorte file v ceste: File | Otvorené

• Otvorte me_arm3.0 Arduino file

Ladenie softvéru

Kliknutím na tlačidlo odovzdania so šípkou doprava na paneli s nástrojmi nahrajte svoj súbor file do OSN

Stav nahrávania hotový, ak nie, skontrolujte dosku a porty v priečinku Oddiel 3.2, aby ste sa ubezpečili, že svoje UNO pripájate správne

Ladenie serva

Potom vyskúšajme naše servá, aby sme zistili, či fungujú hladko. Počas hry s príslušnými potenciometrami by sa serva mali plynulo otáčať. Pokiaľ nie, uistite sa, že ste svoj kód nahrali správne s vyššie popísaným znakom „Hotovo“ a dosku UNO pevne zasuňte do dosky UNO tak, aby bol každý z kolíkov správne zarovnaný. Najdôležitejšie je, aby ste spoľahlivo pripojili napájací zdroj správne, kde budú pokyny pre napájanie ilustrované v nasledujúcej časti. Pozorne si ho prečítajte, inak môžete spáliť jadrový mikrokontrolér Arduino.

Servo má tri kolíky:

• Signál
• GND
• VCC

Uhol rotácie je regulovaný pracovným cyklom signálu PWM (modulácia šírky impulzu). Frekvencia PWM sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí od 30 do 60 Hz - ide o takzvanú obnovovaciu frekvenciu. Ak je táto obnovovacia frekvencia príliš malá, potom sa presnosť serva zníži, pretože začne periodicky strácať svoju polohu, ak je frekvencia príliš vysoká, potom môže servo začať vibrovať. Je dôležité zvoliť optimálnu rýchlosť, aby mohol servomotor zablokovať svoju polohu.

Zaistite, aby každé servo fungovalo dobre, pretože je ťažké ho odstrániť.

Pripojte servo rozhranie k servo slotu UNO jeden po druhom, od slotu 4 k slotu 1, ktoré sú ovládané zodpovedajúcim potenciometrom

Pripojte napájací zdroj 9-12v 2A do napájacieho konektora Arduino so zapnutou prepojovacou čiapkou (servo doska)

Napájanie

Sila hrá zásadnú úlohu pri chode systému Robot Arm, pretože nedostatok napájania môže viesť k chveniu servopohonu a program by bežal neobvykle. Budú potrebné dva nezávislé napájacie zdroje, jeden na pohon vývojovej dosky Uno a druhý na napájanie servopohonov potenciometra. V tejto časti vám predstavíme niekoľko alternatív napájania pre vaše pohodlie:

1. (Odporúčané) Použite napájací adaptér 5 V 2 A a zapojte ho do 2.1 mm DC zásuvky na doske potenciometra.
2. (Alternatívne) Použite napájací zdroj 5 V 2 A a zakončite do modrej svorkovnice na doske potenciometra.
3. (Odporúčané) Použite napájací adaptér 9 až 12 V pre vývojovú dosku Arduino UNO cez 2.1 mm DC zásuvku na doske Uno.
4. (Alternatívne) Použite dodávaný USB A až B (kábel tlačiarne) na zabezpečenie stabilného 5V napájania dosky Uno z nabíjačky UB, PC alebo notebooku.

POZNÁMKA: Pri úpravách kódu na doske Uno nezabudnite demontovať dosku servopohonu robotického ramena z vývojovej dosky Uno a odpojte napájanie dosky Uno. V opačnom prípade by to mohlo spôsobiť nenapraviteľné poškodenie vášho robota a počítača, pretože by to mohlo viesť cez USB port k veľkému prúdu.

Ladenie systému

Montáž do racku

V tejto časti vás prevedieme základňou robotického ramena a inštaláciou stojana.

• Zložte ochranný papier základne stojana

Pripravte si položky:

• Základňa
• 4 x matice M3
• 4 x skrutky M3 * 30 mm

• Zostavte diely podľa obrázka vľavo

Pripravte si položky:

• 4 x matice M3
• 4 x M3 * 10 mm
• skrutky

• Utiahnite skrutky a matice podľa obrázka vľavo, ktoré sa používajú na upevnenie našej dosky Iduino UNO

Potom pripravte položky:

• 2x skrutky M3 * 8mm
• Čierny držiak na servo
• Čierny stojan na servo

• Podľa nasledujúcich pokynov pretiahnite káblový závit cez otvor pre konzolu servopohonu na pripojenie k doske Iduino UNO

Potom vložte držiak serva na hornú časť držiaka serva. Teraz vidíte, že servo je zaistené a vložené medzi držiak a konzolu.

 

• Malo by to vyzerať takto

• Potom ho zaistite podľa obrázka vľavo

• Malo by to vyzerať takto

Potom pripravte predmety na výrobu predlaktia robota

1. 2 x skrutky M3 * 8 mm
2. Jedna konzola pre servo
3. Jedno servo SG90
4. Jedna čierna základňa hlavného ramena

• Zaistite servo pomocou konzoly a základne rovnakým spôsobom, ako je uvedené v poslednom servu

• Pripravte si položky:

1. 1 x závitová skrutka M2.5
2. Jeden servo roh

• Zaistite klaksón na čiernom hlavnom ramene akrylom pomocou skrutky M2.5

• Vložte hlavné rameno na servo a otáčajte ním v smere hodinových ručičiek, kým sa neprestane otáčať, pretože je naprogramované na otáčanie proti smeru hodinových ručičiek.

• Vytiahnite hlavné rameno a vráťte ho vodorovne dozadu. Týmto krokom je zaistené, že sa servo otočí proti smeru otáčaniakz tohto bodu (0 stupňov) a pri zapnutí napájania nezlomte ruku, aby sa otáčala

• Zhromaždite samoreznú skrutku z obalu stojana a zaistite ju zobrazenú vľavo

• Pripojte dva aktívne kĺby pomocou skrutiek. Nezabudnite, že skrutky príliš neutiahnite, pretože sa musia voľne otáčať

• Pripravte si položky:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. matice M3
3. Dva čierne akryl klapky

• Vložte dva akryl klapky do príslušného otvoru v krídle

• Najskôr vložte klapku do zodpovedajúcich otvorov a v nasledujúcich krokoch bude zaistená jednou skrutkou a maticou na každej strane

• Potom vložte základňu stojana do príslušného otvoru medzi dvoma šindľami

• Malo by to vyzerať takto

• Zaistite klapku na základni hlavného ramena pomocou jedného páru skrutky a matice.

Tip: Maticu držte v štrbine a potom zaskrutkujte M3.

• Zaistite klapku na oboch stranách, ako je to znázornené vľavo

• Zaistite chrbtový akrylát medzi predlaktím a hlavným ramenom:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. dve orechy

Tip: Maticu držte v štrbine a potom zaskrutkujte M3.

• Opravte aj druhú stranu

• Potom si pripravte skrutku M3 * 6mm a jedno dlhé rameno akrylové

• Zaistite ho na pravej spodnej strane

• Potom použite ďalšie čierne dlhé rameno s tromi aktívnymi kĺbmi na spojenie dvoch kĺbov predlaktia

• Zaistite skrutky v správnom poradí. Chrbtová akryl v dolnom predlaktí v strede a druhá leží na vrchu

• Pripravte si predmety na zostavenie pravého bočného nosného ramena:

1. Dve M3 * 8
2. Jedna čierna kruhová rozpera
3. Jedno čierne podporné rameno
4. Jeden čierny trojuholníkový podporný konektor

• Prvú skrutku zafixujte podľa obrázka vľavo. Kruhová rozpera leží medzi nimi.

Skrutky príliš neutiahnite, pretože sú tam aktívne kĺby, pretože sa musia voľne otáčať bez trenia susedných akrylov

• Druhý koniec zafixujte čiernym nosným ramenom.

• Malo by to vyzerať takto. Teraz má predlaktie stále tri voľné visiace konce, ktoré sú nakoniec spojené na zaistenie pazúrovej časti.

• Pripravte si servopohony Claw:

1. Dva hranaté držiaky serva
2. 4 x skrutky M3 * 8 mm
3. Jedno servo
4. Dva doplnky konektora

• Vložte štvorcový držiak do spodnej časti a podľa potreby vytiahnite káble na pripojenie k rozširovacej doske robota

• Malo by to vyzerať takto

• Umiestnite obdĺžnikový držiak na hornú časť serva a zaistite ho štyrmi skrutkami M3 * 8 mm

• Upevnite dva pazúry na obdĺžnikovom držiaku serva pomocou dvoch skrutiek M3 * 6mm.

Nezabudnite medzi ne vložiť jednu čiernu kruhovú rozperu, aby sa znížilo trenie.

• Potom zhromaždite:

1. 4 x skrutky M3 * 8 mm
2. Jeden krátky konektor
3. Jeden kruhový rozpera

• Zaistite ho na ľavej strane pazúry, ako je to znázornené vľavo.

Nezabudnite medzi ne vložiť rozperu

• Na pripojenie podporného konektora Claw a Triangle pripravte nasledovné:

1. Dve skrutky M3 * 8 mm
2. Jeden medzikus
3. Jedno nosné rameno

• Zaistite podporné rameno na konektore trojuholníka

• Potom je možné celú pazúrovú časť zaistiť tromi voľne visiacimi koncami predlaktia.

Neuťahujte skrutky aktívnych spojov.

• Pripravte si závitovú skrutku v balení Servo a klaksón.

• Zaistite klaksón skrutkou, ako je to znázornené vľavo

• Zatiahnite pazúry doširoka otvorené a potom vložte krátke rameno, ktoré sme vytvorili v poslednom kroku, a pevne ho zaskrutkujte.

• Upevnite dosku Iduino UNO na základni

• Umiestnite vysúvaciu dosku robotického ramena na vrchnú časť dosky Iduino UNO.

Skontrolujte, či sú kolíky správne pripojené.

• Potom umiestnite systém robotického ramena na stojan servopohonu Base a pomocou skrutky ho pripevnite na servo základne.

Teraz ste dokončili všetku inštaláciu!

 

Ladenie racku

Teraz je čas pripojiť vaše servá k vášmu Arduino UNO.

Sluha 1	Pazúrové servo
Sluha 2	Hlavné servo
Sluha 3	Servo predlaktia
Sluha 4	Rotačné servo

Nájdite si čas a vykonajte správne zapojenie podľa vyššie uvedených pokynov.

Servo má tri kolíky:

• Signál
• GND
• VCC

Celkové ladenie systému

Predtým, ako zapneme napájanie, je treba skontrolovať ešte niekoľko vecí:

1. Uistite sa, že sa každý kĺb môže hladko otáčať, inak by v servu hnal veľké množstvo prúdu, čo vedie k situácii „blokovania“ a serva by sa mohli ľahko spáliť
2. Nastavte potenciometer tak, aby vyhovoval pohodlnému pracovnému rozsahu serva. Servo môže pracovať v uhle: 0 ~ 180 stupňov bez akýchkoľvek obmedzení, ale pre tento konkrétny projekt nemôže servo kvôli mechanickej štruktúre. Je preto nevyhnutné zmeniť potenciometer do správnej polohy. V opačnom prípade, ak by sa ktorýkoľvek zo štyroch servo uviazol, servo by vypustilo veľký prúd, ktorý by mohol spôsobiť jeho neopraviteľné poškodenie.
3. Potenciometer meňte plynulo a pomaly, pretože serva potrebujú čas na otočenie
4. Možnosti napájania: poskytujú konzistentné a stabilné napájanie pre operácie serv

Bavte sa s robotom na ruke

Ručné ovládanie

Na ručné ovládanie; so štartovacím viečkom zasunutým na rozširovacej doske robotického ramena môžete svoje robotické rameno ovládať nastavením štyroch potenciometrov.

Ovládacie rozhranie PC

V tejto časti môžete ovládať svoje robotické rameno pripojením USB portu k doske Iduino UNO. Pri sériovej komunikácii pomocou kábla USB sa príkaz odosiela z počítačového softvéru Upper, ktorý je momentálne k dispozícii iba pre používateľov systému Windows.

Najskôr skopírujte nový horný riadiaci kód počítačového softvéru na svoju dosku Arduino UNO.

Dvakrát kliknite na

„Upper_Computer_Softwa re_Control.ino“.

Potom stlačte tlačidlo nahrávania.

Stiahnite si softvérovú aplikáciu z tu: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, úver na microbotlab.com

• Otvorte aplikáciu a pokračujte stlačením OK

• Pred spustením softvéru Mecon na automatické zisťovanie portov pripojte Arduino USB alebo obnovte dostupné porty pomocou tlačidla „Vyhľadať porty“. Vyberte port USB.

• V tomto prípade na demonštráciu používame COM6.

Toto číslo COM sa môže líšiť prípad od prípadu. Skontrolujte správne číslo portu COM v Správcovi zariadení.

• Ovládajte robotické rameno posúvaním serva o 1/2/3/4 tyče

Teraz je čas baviť sa! Zapnite napájanie a uvidíte, ako bude vaše robotické rameno Arduino pre domácich majstrov fungovať! Po konečnej montáži a aktivácii môže robotické rameno vyžadovať úpravy a ladenie. Robot bude pracovať na tom, ako je naprogramovaný. Zistenie, čo kód robí, je súčasťou procesu učenia. Znova otvorte svoje Arduino IDE a ubezpečujeme vás, že až sa hlboko zorientujete v kóde, dozviete sa toho veľa.

Ak chcete upraviť svoj kód, odpojte dosku senzora od dosky Arduino UNO a odpojte napájací zdroj 18650. V opačnom prípade by to mohlo spôsobiť neopraviteľné poškodenie vášho robota a počítača, pretože by to mohlo viesť cez USB port k veľkému prúdu.

Táto súprava je iba východiskovým bodom a je možné ju rozšíriť o ďalšie senzory a moduly. Ste obmedzený svojou predstavivosťou.

TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual - Stiahnutie [optimalizované]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual - Stiahnuť

Referencie

• Používateľská príručka