Flex Bot: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Upotrijebite ove upute za izradu šasije robota s pogonom na četiri kotača kojom upravljaju VAŠI mišići!

Korak 1: Priča

Mi smo dvoje juniora iz srednje škole Irvington koji pohađaju Principles of Engineering, razred PLTW. Naša učiteljica, gospođa Berbawy, dala nam je priliku da odaberemo SIDE projekt koji će biti izložen na području zaljeva Maker Faire. Na kraju smo pronašli web stranicu pod nazivom "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), koja nam je pomogla razviti ideju o korištenju mišićne fleksije za pomicanje motora. Naš učitelj nam je isporučio Arduino mikrokontroler, EMG senzor mišića, vex opremu, kratkospojne žice i baterije. Zatim smo primijenili svoje prethodne vještine programiranja i robotike (naučene kroz konkurentnu robotiku i iskustvo stažiranja) kako bismo dizajnirali šasiju koju kontroliramo pomoću mišića! Ovaj projekt, kao što smo vidjeli nakon istraživanja na internetu, zapravo nitko prije nije radio, što znači da smo morali sve stvoriti od nule! To je uključivalo mnogo testiranja, modificiranja i ponovnog testiranja, ali bilo je vrijedno vidjeti naš konačni projekt na kraju.

Korak 2: Osnovni opis

Naš projekt je u osnovi šasija robota s 4 kotača, 4 motora koja se kontrolira pomoću Arduino mikrokontrolera. Na Arduino je priključen EMG senzor za mišiće koji prenosi podatke o mišićnom naponu na analogni priključak Arduina. Nekoliko digitalnih pinova i uzemljeni/5 voltni pinovi Arduina spojeni su na ploču na vrhu šasije, napajajući 4 motora i šaljući im podatkovne signale.

Sve u svemu, kada se čovjek savije, varijacija u naponu koju bilježi EMG osjetnik signalizira digitalni priključak za slanje podataka na podatkovni pin upravljačkog sklopa motora, što na kraju uključuje motor. Osim toga, imamo dva gumba spojena na analogne pinove našeg Arduina. Kad se pritisnu gumbi, struja se šalje na analogne pinove, a kada ti analogni pinovi registriraju trenutni ulaz, motori se okreću u različitim smjerovima kako bi šasija mogla ići naprijed, natrag, lijevo ili desno.

U nastavku su navedeni osnove za ovaj projekt:

- EMG osjetnik

- VEX 393 MOTORI

- VEX MOTORNI UPRAVLJAČI

- VEX HITARNI KOMPLET

- VEX KOTAČI

- MREŽNE PLOČE I ŽICE

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT BATERIJA (trebat će vam mnogo jer ove baterije istroše za otprilike 30 minuta zbog velike količine trenutnih 4 VEX motora):

Korak 3: Korak 1: Pogon

Za izradu ove šasije možete koristiti bilo koji hardver/motore, iako se preporučuju VEX hardver, VEX verzija 4 Motori i VEX kontroleri motora. Prilikom izrade ove šasije morate uzeti u obzir prostor potreban za postavljanje matične ploče, Arduino mikrokontrolera, baterija i prekidača na vrh šasije. Osim toga, motori koji se koriste moraju imati mogućnost PWM -a. Za potrebe ovog projekta, to u osnovi znači da motor mora imati pozitivan, negativni i podatkovni pin. Kontinuirani servo motori ili istosmjerni motori s motornim kontrolerima imaju mogućnost PWM -a.

Osim gore navedenih podataka, ova se šasija može u potpunosti prilagoditi vašim željama sve dok ima pogon na sva četiri kotača!

Evo nekih dodatnih stvari koje treba imati na umu pri izgradnji šasije (sve se to može vidjeti i na priloženim slikama šasije!):

1) svaka osovina mora biti oslonjena na dvije točke kako bi se izbjeglo savijanje

2) Kotač ne smije izravno dodirivati bočnu stranu šasije (mora postojati mali razmak koji se može postići korištenjem odstojnika) čime se smanjuje trenje koje usporava brzinu kotača pri okretanju

3) Koristite osovine s druge strane kotača (okrenute od šasije) kako biste učvrstili kotač za šasiju

Korak 4: Korak 2: Krug

* Napomena, za stvaranje kruga za ovaj projekt, MI TROKO preporučamo korištenje pune/prethodno savijene žice za izradu ploče jer je ona mnogo čišća/lakša za razumijevanje dok provjeravate pogreške u krugu, što će se najvjerojatnije dogoditi. Za primjer korištenja pune žice, pogledajte uvodne slike ovog projekta. *

Ovaj projekt koristi ploču iz sljedećih razloga:

- za davanje napona nekoliko motora koji se kontroliraju

- za slanje podatkovnih signala motornim kontrolerima motora

- za primanje podatkovnih signala s tipki

- za napajanje EMG osjetnika

- za primanje podatkovnih signala s EMG senzora

Za referencu pogledajte priloženu sliku kruga TinkerCAD -a.

Evo nekoliko koraka za razumijevanje kako TinkerCADcircuitry odgovara stvarnim sklopovima koje smo napravili/koristili:

Žute žice predstavljaju "podatkovne" žice, koje u biti šalju signale kontroleru motora tražeći od motora da se okrene.

Crne žice predstavljaju negativnu ili "uzemljenu" žicu. Jedna važna napomena je da svi motori/ komponente moraju biti spojeni na negativnu žicu za uzemljenje kako bi se kontrolirao Arduino.

Crvene žice predstavljaju pozitivnu žicu. Pozitivna i negativna žica moraju biti u krugu da bi radila.

Korak 5: Korak 3: Kodiranje

Ovo je najteži dio projekta za razumijevanje. Naš program zahtijeva korištenje Arduino IDE -a, koji se može preuzeti na web stranici Arduino. Arduino mrežni uređivač može se koristiti umjesto preuzetog IDE -a, ako je poželjnije.

ARDUINO IDE

Nakon što se ovaj IDE preuzme/bude spreman za upotrebu, a program koji smo napravili preuzme u IDE, sve što trebate učiniti je prenijeti kôd u Arduino i softverski aspekt ovog projekta je gotov!

Napomena - ZIP datoteka za kôd ovog projekta nalazi se u nastavku.

U osnovi, naš program čita vrijednosti napona kontinuiranom brzinom, a ako su vrijednosti napona izvan određenog raspona (što označava savijanje), tada se podatkovni signal šalje regulatoru motora motora, potičući okretanje motora. Osim toga, ako se pritisne bilo koji ili oba gumba, tada se pojedinačni motori okreću u različitim smjerovima, dopuštajući robotu da se pomiče naprijed, natrag i okreće u oba smjera.

Korak 6: Korak 4: Slavite

Nakon što ste učinili prethodna tri koraka (izgradnja šasije i sklopa, kao i preuzimanje koda), gotovi ste! Sve što trebate učiniti je spojiti 9 -voltne baterije na vodilice (2 9 -voltne baterije), 9 -voltnu bateriju na mikrokontroler Arduino i spremni ste. Stavite senzor mišića na biceps, uključite Arduino i FLEX! Zapamtite, pritiskom na gumbe možete pomicati šasiju lijevo, desno i natrag!

U privitku je video koji prikazuje ovaj projekt na djelu!