Arduino Robot ARM 4

 Nadview 

V tomto návodu vám představíme zábavný projekt Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Tato DIY sada robotů Bluetooth založená na Arduino UNO je založena na vývojové desce Arduino Uno. Tato velmi jednoduchá a snadno sestavitelná sada je dokonalým projektem Arduino pro začátečníky a je skvělou výukovou platformou, jak se dostat do robotiky a inženýrství.

Robotické rameno je dodáváno v plochém balení pro montáž a vyžaduje velmi minimální pájení, aby bylo možné jej uvést do provozu. Integruje 4 serva SG90, která umožňují pohyb ve 4 stupních a dokážou uchopit lehké předměty pomocí drápu. Ovládání ramene lze provádět pomocí 4 potenciometrů. Začněme!

Začínáme: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

Co je Arduino?

Arduino je open-source elektronická platforma založená na snadno použitelném hardwaru a softwaru. Desky Arduino mohou číst vstupy - světlo na senzoru, prst na tlačítku nebo zprávu na Twitteru - a přeměnit jej na výstup - aktivovat motor, rozsvítit LED a publikovat něco online. Svému fóru můžete říci, co má dělat, zasláním sady pokynů do mikrokontroléru na desce. K tomu použijete programovací jazyk Arduino (na základě zapojení) a software Arduino (IDE) na základě zpracování.

Co je IDUINO UNO?

iDuino Uno je na ATmega328. Má 14 digitálních vstupních/výstupních pinů (z nichž 6 lze použít jako PWM výstupy), 6 analogových vstupů, 16 MHz keramický rezonátor, USB připojení, napájecí jack, ICSP header a resetovací tlačítko. Obsahuje vše potřebné pro podporu mikrokontroléru; Jednoduše jej připojte k počítači pomocí kabelu USB nebo jej začněte napájet pomocí adaptéru AC-DC nebo baterie.

Instalace softwaru

V této sekci vám představíme vývojovou platformu, kde převedete kreativní mysl do kódů a necháte ji létat.

Software/IDE Arduino

Dvojitým kliknutím otevřete aplikaci pro Windows a dokončete postup podle pokynů (Nezapomeňte nainstalovat vše ovladač pro Arduino). Snadný!

Obrázek 1 Instalace ovladačů

Připojení desky UNO k počítači

Propojte UNO a váš počítač modrým USB kabelem, a pokud je připojen správně, uvidíte, že se rozsvítí zelená LED napájení a další oranžová LED bude blikat.

Obrázek 2 Zkontrolujte svůj speciální COM a poznamenejte si jeho číslo

Najděte své sériové COM číslo a poznamenejte si ho.

Musíme zjistit, který kanál COM aktuálně komunikuje mezi PC a UNO. Po cestě: Ovládací panel | Hardware a zvuk | Zařízení a tiskárny | Správce zařízení | Porty (COM a LPT) | Arduino UNO (COMx)

Poznamenejte si číslo COM, protože to později požadujeme. Protože se port COM může čas od času lišit, je tento krok životně důležitý. V tomto případě pro demonstrační účely používáme COM 4.

Zahrajte si se svým prvním „Hello World“ LED example

Nejprve řekněme IDE, kde najde náš port Arduino a kterou desku aktuálně používáte: Následující instrukce (obrázek 3 a 4) ukazuje podrobnosti:

Konfigurace portů

Konfigurace desky

Je čas zahrát si s vámi prvního jednoduchého example. Po cestě kolem File | Přamples | 01. Základy | Blikat. Objeví se nové okno s kódem, pro nahrání stiskněte symbol šipky. Všimnete si, že oranžová LED dioda bliká téměř každou sekundu.

Instalace hardwaru

4 x Servo SG90 se servo balíčkem (šroub a matice součástí balení) 4 x Základní stojany s ochranným krytem (snadno sejmout) a šroubovým balením Prodlužovací deska robotického ramene se samostatným napájecím konektorem (viz řešení napájení) USB kabel Deska Iduino UNO
V rackovém balení zleva doprava:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Klepání šikmo Matice M3

Pájení obvodů

Tato sada robotického ramene vyžaduje velmi minimální pájení, aby vše fungovalo a fungovalo. Rozšiřující deska robotického ramena se používá k připojení rozhraní mezi ovladačem, v tomto projektu, čtyřmi potenciometry a deskou Iduino UNO.

Pozor: Při použití horké páječky buďte opatrní.

Obrázek 3 Základní ilustrace desky Robot ARM

Připravit:

1. Prodlužovací deska pro jedno rameno robota
2. Jeden 12V černý napájecí konektor
3. 52P kolíkové hlavičky
4. Jedno modré rozhraní externího napájení
5. Jedno černé rozhraní Bluetooth

Poté připájejte kolíky pro serva a napájecí konektor.

Uvědomte si prosím, že kolíky pro servo rozhraní směřují nahoru, pro rozhraní Iduino dolů.

Poté připájejte čtyři potenciometry

Propojka se používá pro zkratku Robot Arm Extension Board a Iduino UNO Board, což znamená, že nemusíte napájet desku Iduino UNO samostatně.
Vložte do propojky, protože používáme jeden externí napájecí zdroj, 12V bateriový box.

Poté nasaďte čtyři stříbrné kryty na obnažené potenciometry. Nyní jste dokončili pájecí část!

Ladění softwaru

Nahrání kódu Arduino UNO

Robot bude fungovat tak, jak je naprogramován. Pochopení a vstřebání toho, co je uvnitř desky Iduino UNO, tj. programovací kód je kritickou součástí procesu učení. V této části je naším konečným cílem zajistit, aby serva a potenciometry dobře fungovaly.

Pokud je to váš první projekt Arduino, postupujte prosím pečlivě podle pokynů. Nejprve si stáhněte související kódy z našeho webu webmísto.

• Dvojitým kliknutím na ikonu otevřete program a otevřete file v cestě: File | OTEVŘENO

• Otevřete me_arm3.0 Arduino file

Ladění softwaru

Kliknutím na tlačítko pro nahrání se šipkou vpravo na panelu nástrojů nahrajte svůj soubor file do OSN

Stav nahrávání dokončen, pokud ne, zkontrolujte desku a porty v 3.2, abyste se ujistili, že vaše UNO připojujete správně

Ladění serva

Pak vyzkoušíme naše serva, abychom zjistili, zda běží hladce. Serva by se měla hladce otáčet, když si hrajete s příslušnými potenciometry. Pokud ne, ujistěte se, že jste svůj kód nahráli správně pomocí nápisu „Done upload“ popsaným výše a vložte desku serva pevně na desku UNO s každým z kolíků správně zarovnaných. A co je nejdůležitější, zapojte správně spolehlivý napájecí zdroj tam, kde budou v další části uvedeny pokyny pro napájení. Pečlivě si jej přečtěte, jinak můžete spálit mikrokontrolér s jádrem Arduino.

Servo má tři piny:

• Signál
• GND
• VCC

Úhel natočení je regulován pracovním cyklem signálu PWM (pulsně šířková modulace). Frekvence PWM se obvykle pohybuje v rozmezí 30 až 60 Hz – tzv. obnovovací frekvence. Pokud je tato obnovovací frekvence příliš malá, pak se přesnost serva snižuje, protože začne periodicky ztrácet svou polohu, pokud je frekvence příliš vysoká, servo může začít chvět. Je důležité zvolit optimální rychlost, aby servomotor mohl uzamknout svou polohu.

Ujistěte se, že každé servo funguje dobře, protože je obtížné je odstranit.

Připojte servo rozhraní k servo slotu UNO jeden po druhém, od slotu 4 do slotu 1, které jsou ovládány odpovídajícím potenciometrem

Zapojte napájecí zdroj 9-12V 2A do napájecího konektoru Arduino s krytkou propojky (deska serva)

Napájení

Napájení hraje zásadní roli při provozu systému robotického ramene, protože nedostatek napájení může vést k chvění servořízení a program by běžel abnormálně. Budou vyžadovány dva nezávislé napájecí zdroje, jeden pro pohon vývojové desky Uno a druhý pro pohon potenciometrových servořadičů. V této části vám pro vaše pohodlí představíme několik alternativ napájení:

1. (Doporučeno) Použijte 5V 2A napájecí adaptér a zapojte jej do 2.1mm DC zásuvky na desce potenciometru.
2. (Alternativně) Použijte zdroj 5V 2A a zakončete do modré svorkovnice na desce potenciometru.
3. (Doporučeno) Použijte 9V až 12V napájecí adaptér pro vývojovou desku Arduino UNO přes 2.1mm DC zásuvku na desce Uno.
4. (Alternativně) Použijte dodaný USB A až B (kabel tiskárny) k zajištění stálého 5V napájecího vstupu do desky Uno z UB nabíječky, PC nebo notebooku.

POZNÁMKA: Při provádění úprav kódu na desce Uno se ujistěte, že jste odebrali desku servořízení robotického ramene z vývojové desky Uno a odpojte napájení desky Uno. V opačném případě může dojít k neopravitelnému poškození vašeho robota a počítače, protože může vést přes USB port velký proud.

Ladění systému

Montáž do racku

V této části vás provedeme základnou robotického ramene a instalací stojanu.

• Odtrhněte ochranný papír základny stojanu

Připravte si položky:

• Báze
• 4 x matice M3
• 4 x šrouby M3 * 30 mm

• Sestavte díly podle obrázku vlevo

Připravte si položky:

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

• Připevněte šrouby a matice podle obrázku vlevo, které se používají k upevnění naší desky Iduino UNO

Poté připravte položky:

• 2x šrouby M3 *8mm
• Černý držák serva
• Černý servo stojan

• Protáhněte závit kabelu otvorem držáku serva podle potřeby pro připojení k desce Iduino UNO v následujících krocích

Poté vložte držák držáku serva na horní část držáku serva. Nyní můžete vidět, že servo je zajištěno a vloženo mezi držák a držák.

 

• Mělo to vypadat takto

• Poté jej zajistěte, jak je znázorněno na obrázku vlevo

• Mělo to vypadat takto

Poté si připravte předměty na stavbu Forarm of the Robot

1. 2 x šrouby M3 * 8 mm
2. Jeden držák serva
3. Jedno servo SG90
4. Jedna černá základna hlavního ramene

• Zajistěte servo pomocí držáku a základny stejným způsobem, jak je popsáno v posledním servu

• Připravte si položky:

1. 1 x závitořezný šroub M2.5
2. Jeden Servo Horn

• Zajistěte klakson na černém akrylovém hlavním rameni pomocí závitořezného šroubu M2.5

• Vložte hlavní rameno do serva a otáčejte jím ve směru hodinových ručiček, dokud se nepřestane otáčet, jak je naprogramováno na otáčení proti směru hodinových ručiček.

• Vytáhněte hlavní rameno a dejte jej vodorovně zpět, tímto krokem je zajistit, aby se servo otočilo anticlockwise od tohoto bodu (0 stupňů) a nezlomit rameno, když se napájení zapne a otáčí

• Seberte samořezný šroub z balení stojanu a zajistěte jej podle obrázku vlevo

• Spojte dva aktivní klouby šroubem, pamatujte, že šrouby příliš neutahujte, protože se musí volně otáčet

• Připravte si položky:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. Matice M3
3. Dvě černé Clapboard Acrylic

• Umístěte dva Clapboard Acrylic do odpovídajícího otvoru v křídle

• Nejprve vložte klapku do odpovídajících drážek a v následujících krocích bude zajištěna jedním šroubem a maticí na každé straně

• Poté vložte základnu stojanu do odpovídajícího slotu mezi dvě překládací desky

• Mělo to vypadat takto

• Zajistěte klapku na základně hlavního ramene jedním párem šroubů a matic.

Tip: Podržte matici ve štěrbině a poté zašroubujte M3.

• Zajistěte šindel na obou stranách, jak je znázorněno na obrázku vlevo

• Upevněte akrylovou páteř mezi předloktím a hlavním ramenem:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. dvě ořechy

Tip: Podržte matici ve štěrbině a poté zašroubujte M3.

• Opravte i druhou stranu

• Poté si připravte šroub M3*6mm a jedno dlouhé rameno akrylové

• Zajistěte jej na pravé spodní straně

• Poté použijte další černou dlouhou paži se třemi aktivními klouby ke spojení dvou kloubů předloktí

• Zajistěte šrouby ve správném pořadí. Páteřní akryl ve spodním předloktí uprostřed a druhý leží nahoře

• Připravte položky na stavbu pravého bočního opěrného ramene:

1. Dvě M3 * 8
2. Jedna černá kruhová distanční vložka
3. Jedno černé opěrné rameno
4. Jeden černý trojúhelníkový podpůrný konektor

• Upevněte první šroub podle obrázku vlevo. Kruhová rozpěrka leží uprostřed.

Neutahujte šrouby příliš, protože jsou zde aktivní spoje, protože se musí volně otáčet, aniž by třely přilehlé akryláty

• Druhý konec upevněte černým opěrným ramenem.

• Mělo by to vypadat takto. Nyní má předloktí stále tři volné visící konce, které jsou případně spojeny pro zajištění drápové části.

• Připravte díly serva Claw:

1. Dva hranaté držáky serva
2. 4 x šrouby M3* 8mm
3. Jedno servo
4. Dva konektorové příslušenství

• Umístěte hranatou konzolu dolů a vytáhněte kabely podle potřeby pro připojení k rozšiřující desce robota

• Mělo to vypadat takto

• Umístěte obdélníkový držák na horní část serva a zajistěte servo čtyřmi šrouby M3*8mm

• Připevněte dvě čelisti na obdélníkový držák serva pomocí dvou šroubů M3*6mm.

Nezapomeňte mezi ně vložit jednu černou kruhovou rozpěrku, abyste snížili tření.

• Pak shromážděte:

1. 4 x šrouby M3 *8 mm
2. Jeden krátký konektor
3. Jedna kruhová distanční vložka

• Zajistěte jej na levé straně drápu, jak je znázorněno na obrázku vlevo.

Nezapomeňte mezi ně vložit distanční vložku

• Pro připojení nosného konektoru Claw a Triangle si připravte následující:

1. Dva šrouby M3*8mm
2. Jedna distanční vložka
3. Jedno opěrné rameno

• Zajistěte opěrné rameno na trojúhelníkovém konektoru

• Poté může být celá část Claw zajištěna třemi volně visícími konci předloktí.

Neutahujte šrouby pro aktivní spoje.

• Připravte si závitořezný šroub v balení serva a houkačky serva.

• Zajistěte klakson pomocí závitořezného šroubu, jak je znázorněno na obrázku vlevo

• Drápy široce roztáhněte a poté vložte krátké rameno, které jsme vytvořili v posledním kroku, a pevně jej zašroubujte.

• Zajistěte desku Iduino UNO na základně

• Umístěte prodlužovací desku robotického ramene na horní stranu desky Iduino UNO.

Ujistěte se, že jsou kolíky správně připojeny.

• Poté umístěte systém robotického ramene na základní stojan serva a připevněte jej k základnímu servu pomocí závitořezného šroubu.

Nyní jste dokončili veškerou instalaci!

 

Ladění racku

Nyní je čas připojit vaše serva k vašemu Arduino UNO.

Servo 1	Pařátové servo
Servo 2	Hlavní servo
Servo 3	Servo předloktí
Servo 4	Rotační servo

Udělejte si čas a proveďte správné zapojení podle výše uvedených pokynů.

Servo má tři piny:

• Signál
• GND
• VCC

Celkové ladění systému

Než zapneme napájení, musíme ještě zkontrolovat několik věcí:

1. Zajistěte, aby se každý kloub mohl hladce otáčet, jinak by v servu procházelo velké množství proudu, což by vedlo k situaci „zablokované“ a serva by se mohla snadno spálit
2. Nastavte potenciometr tak, aby vyhovoval pohodlnému pracovnímu rozsahu serva. Servo může pracovat v úhlu: 0 ~ 180 stupňů bez jakéhokoli omezení, ale pro tento konkrétní projekt servo nemůže kvůli mechanické konstrukci. Proto je důležité nastavit potenciometr do správné polohy. V opačném případě, pokud by se některé ze čtyř serv zaseklo, servo by odebíralo velký proud, při kterém by mohlo dojít k neopravitelnému poškození serv.
3. Měňte potenciometr plynule a pomalu, protože serva potřebují čas na otočení
4. Možnosti napájení: poskytují konzistentní a stabilní napájení pro operace serv

Bavte se s robotem na ruce

Ruční ovládání

Pro ruční ovládání; s krytkou propojky vloženou na desce prodlužovacího ramena robota můžete ovládat rameno robota nastavením čtyř potenciometrů.

Ovládací rozhraní PC

V této části můžete ovládat robotické rameno připojením USB portu k Iduino UNO Board. Se sériovou komunikací přes USB kabel je příkaz odeslán ze softwaru Upper Computer Software, který je zatím dostupný pouze pro uživatele Windows.

Nejprve zkopírujte nový řídicí kód softwaru horního počítače do vaší desky Arduino UNO.

Dvakrát klikněte na

“Upper_Computer_Softwa re_Control.ino”.

Poté stiskněte tlačítko nahrát.

Stáhněte si softwarovou aplikaci z zde: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, úvěr na microbotlab.com

• Otevřete aplikaci a pokračujte stisknutím tlačítka OK

• Před spuštěním softwaru Mecon pro automatickou detekci portů připojte Arduino USB nebo použijte tlačítko „Scan for Ports“ pro obnovení dostupných portů. Vyberte port USB.

• V tomto případě pro demonstraci používáme COM6.

Toto číslo COM se může případ od případu lišit. Zkontrolujte správnost čísla portu COM ve správci zařízení.

• Ovládejte rameno robota posunutím 1/2/3/4 tyčí serva

Nyní je čas na zábavu! Zapněte napájení a zjistěte, jak se vaše DIY Arduino Robot Arm má! Po konečné montáži a aktivaci může rameno robota vyžadovat úpravy a ladění. Robot bude fungovat tak, jak je naprogramován. Zjištění, co kód dělá, je součástí procesu učení. Znovu otevřete své Arduino IDE a ujišťujeme vás, že se hodně naučíte, jakmile hluboce porozumíte kódu.

Odpojte desku senzoru od desky Arduino UNO a odpojte napájecí zdroj 18650, abyste mohli upravit svůj kód. V opačném případě to může způsobit nenapravitelné poškození vašeho robota a počítače, protože může vést přes USB port velký proud.

Tato sada je pouze výchozím bodem a lze ji rozšířit o další senzory a moduly. Jste omezeni svou představivostí.

Manuál TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit – Stáhnout [optimalizováno]
Manuál TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit – Stáhnout

Reference

• Uživatelská příručka