روبوت أردوينو عنكبوت (رباعي): 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

مرحبا شباب! إليك برنامج تعليمي جديد لإرشادك خطوة بخطوة أثناء القيام بهذا النوع من المشاريع الإلكترونية المدهشة وهو "روبوت الزاحف" المعروف أيضًا باسم "روبوت العنكبوت" أو "روبوت رباعي الأرجل".

نظرًا لأن كل شخص لاحظ التطور عالي السرعة لتكنولوجيا الروبوتات ، فقد قررنا أن نأخذكم يا رفاق إلى مستوى أعلى في صناعة الروبوتات والروبوتات. لقد بدأنا منذ فترة من خلال إنشاء بعض المشاريع الإلكترونية الأساسية والروبوت الأساسي مثل PICTO92 ، روبوت تتبع الخط من أجل جعلك على دراية بالأشياء الإلكترونية وتجد نفسك قادرًا على ابتكار مشاريعك الخاصة.

بالانتقال إلى مستوى آخر ، بدأنا بهذا الروبوت الذي يعد أساسيًا في المفهوم ولكنه سيصبح معقدًا بعض الشيء إذا تعمقت في برنامجه. ونظرًا لأن هذه الأدوات باهظة الثمن في متجر الويب ، فإننا نقدم هذه الإرشادات خطوة بخطوة لإرشادك يا رفاق في صنع Spiderbot الخاص بك.

يعد هذا المشروع مفيدًا جدًا بشكل خاص بعد الحصول على PCB المخصص الذي طلبناه من JLCPCB لتحسين مظهر الروبوت لدينا ، وهناك أيضًا مستندات ورموز كافية في هذا الدليل للسماح لك بإنشاء برنامج الزاحف الخاص بك بسهولة.

لقد أنجزنا هذا المشروع في 7 أيام فقط ، يومين فقط لإنهاء تصنيع الأجهزة وتجميعها ، ثم خمسة أيام لإعداد الكود وتطبيق android. من أجل السيطرة على الروبوت من خلاله. قبل البدء دعونا نرى أولا

ماذا ستتعلم من هذا البرنامج التعليمي:

1. اختيار المكونات الصحيحة اعتمادًا على وظائف مشروعك
2. عمل الدائرة لتوصيل جميع المكونات المختارة
3. قم بتجميع جميع أجزاء المشروع
4. تحجيم ميزان الروبوت
5. باستخدام تطبيق Android. للاتصال عبر البلوتوث والبدء في معالجة النظام

الخطوة الأولى: ما هو "الروبوت العنكبوت"

كما يعرّفه اسمه ، فإن الروبوت الخاص بنا هو تمثيل أساسي لحركات السيبدير ولكنه لن يؤدي نفس حركات الجسم تمامًا لأننا نستخدم أربعة أرجل فقط بدلاً من ثمانية أرجل.

تم تسميته أيضًا بـ Quadrupedrobot نظرًا لأنه يحتوي على أربع أرجل ويقوم بحركاته باستخدام هذه الأرجل ، ترتبط حركة كل ساق بالأرجل الأخرى من أجل تحديد وضع جسم الروبوت وأيضًا للتحكم في توازن جسم الإنسان الآلي.

تتعامل الروبوتات ذات الأرجل مع التضاريس بشكل أفضل من نظيراتها ذات العجلات وتتحرك بطرق متنوعة وحيوانية. ومع ذلك ، فإن هذا يجعل الروبوتات ذات الأرجل أكثر تعقيدًا ، ويصعب الوصول إليها من قبل العديد من المصنّعين. وكذلك تكلفة التصنيع والاعتمادات العالية التي يجب أن ينفقها الصانع من أجل إنشاء جسم كامل رباعي الأرجل لأنه يعتمد على محركات مؤازرة أو محركات السائر وكلاهما أغلى من محركات التيار المستمر التي يمكن استخدامها في الروبوتات ذات العجلات.

مزايا

سوف تجد ذوات الأربع أرجل وفيرة في الطبيعة ، لأن الأرجل الأربعة تسمح بالاستقرار السلبي ، أو القدرة على البقاء واقفًا دون تعديل الوضع بفاعلية. وينطبق الشيء نفسه على الروبوتات. الروبوت رباعي الأرجل أرخص وأبسط من الإنسان الآلي الذي يمتلك المزيد من الأرجل ، ومع ذلك لا يزال بإمكانه تحقيق الاستقرار.

الخطوة 2: المحركات المؤازرة هي المحركات الرئيسية

المحرك المؤازر كما هو محدد في ويكيبيديا ، هو مشغل دوار أو مشغل خطي يسمح بالتحكم الدقيق في الموضع الزاوي أو الخطي والسرعة والتسارع. [1] ويتكون من محرك مناسب مقترن بجهاز استشعار لتغذية الارتجاعية للموقع. كما يتطلب أيضًا وحدة تحكم متطورة نسبيًا ، وغالبًا ما تكون وحدة مخصصة مصممة خصيصًا للاستخدام مع المحركات المؤازرة.

لا تعتبر المحركات المؤازرة فئة معينة من المحركات على الرغم من أن مصطلح المحرك المؤازر غالبًا ما يستخدم للإشارة إلى محرك مناسب للاستخدام في نظام تحكم مغلق الحلقة.

بشكل عام ، تكون إشارة التحكم عبارة عن قطار نبض بموجة مربعة. الترددات الشائعة لإشارات التحكم هي 44 هرتز و 50 هرتز و 400 هرتز. عرض النبضة الموجب هو ما يحدد موضع المؤازرة. سيؤدي عرض النبضة الموجب الذي يبلغ حوالي 0.5 مللي ثانية إلى انحراف بوق المؤازرة قدر الإمكان إلى اليسار (بشكل عام حوالي 45 إلى 90 درجة اعتمادًا على المؤازرة المعنية). سيؤدي عرض النبضة الموجب الذي يتراوح من 2.5 مللي ثانية إلى 3.0 مللي ثانية إلى انحراف المؤازرة إلى اليمين بقدر ما تستطيع. سيؤدي عرض النبضة الذي يبلغ حوالي 1.5 مللي ثانية إلى تثبيت المؤازرة في الوضع المحايد عند 0 درجة. يتراوح الجهد العالي الناتج بشكل عام بين 2.5 فولت و 10 فولت (مع 3 فولت نموذجي). يتراوح الجهد المنخفض الناتج من -40mV إلى 0V.

الخطوة 3: صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور (من إنتاج JLCPCB)

حول JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، هي أكبر مؤسسة نموذجية لثنائي الفينيل متعدد الكلور في الصين وهي شركة تصنيع عالية التقنية متخصصة في نموذج أولي سريع لثنائي الفينيل متعدد الكلور وإنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

مع أكثر من 10 سنوات من الخبرة في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لدى JLCPCB أكثر من 200 ألف عميل في الداخل والخارج ، مع أكثر من 8 آلاف طلب عبر الإنترنت من نماذج ثنائي الفينيل متعدد الكلور وإنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور بكميات صغيرة في اليوم. تبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية 200 ألف متر مربع. للعديد من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الطبقة أو ثنائية الطبقات أو متعددة الطبقات. JLC هي شركة محترفة لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور تتميز بمقياس كبير ، ومعدات جيدة ، وإدارة صارمة وجودة عالية.

العودة إلى مشروعنا

من أجل إنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لقد قارنت السعر من العديد من منتجي ثنائي الفينيل متعدد الكلور واخترت JLCPCB أفضل موردي ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأرخص مزودي ثنائي الفينيل متعدد الكلور لطلب هذه الدائرة. كل ما علي فعله هو بعض النقرات البسيطة لتحميل ملف جربر وتعيين بعض المعلمات مثل لون وسمك ثنائي الفينيل متعدد الكلور وكميته ، ثم دفعت دولارين فقط للحصول على ثنائي الفينيل متعدد الكلور بعد خمسة أيام فقط.

نظرًا لأنه يُظهر صورة المخطط ذي الصلة ، فقد استخدمت Arduino Nano للتحكم في النظام بأكمله ، كما أنني صممت شكل العنكبوت الآلي لجعل هذا المشروع أفضل بكثير.

يمكنك الحصول على ملف الدائرة (PDF) من هنا. كما ترون في الصور أعلاه ، تم تصنيع PCB جيدًا ولديّ نفس شكل عنكبوت PCB الذي صممناه وجميع الملصقات والشعارات موجودة لإرشادي أثناء خطوات اللحام.

يمكنك أيضًا تنزيل ملف Gerber لهذه الدائرة من هنا في حالة رغبتك في تقديم طلب لنفس تصميم الدائرة.

الخطوة 4: المكونات

الآن دعنا نراجع المكونات الضرورية التي نحتاجها لهذا المشروع ، لذا كما قلت ، أنا أستخدم Arduino Nano لتشغيل كل محرك مؤازر 12 من أرجل الروبوت الأربعة. يتضمن المشروع أيضًا شاشة OLED لعرض وجوه Cozmo ووحدة بلوتوث للتحكم في الروبوت من خلال تطبيق android.

من أجل إنشاء هذا النوع من المشاريع ، سنحتاج إلى:

• - PCB الذي طلبناه من JLCPCB
• - 12 محركًا مؤازرًا كما تتذكر 3 أجهزة لكل ساق:
• - نانو اردوينو واحد:
• - وحدة بلوتوث HC-06:
• - شاشة OLED واحدة:
• - 5 مم RGB LEDs:
• - بعض وصلات الرأس:
• - و peaces جسم الإنسان التي تحتاج إلى طباعتها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد

الخطوة 5: تجميع الروبوت

الآن لدينا PCB جاهزًا وجميع المكونات ملحومة جيدًا ، وبعد ذلك نحتاج إلى تجميع جسم الروبوت ، الإجراء سهل للغاية ، فما عليك سوى اتباع الخطوات التي أعرضها ، نحتاج أولاً إلى تحضير كل ساق على جانبها وجعلها نحتاج إلى محركين مؤازرين للمفاصل وأجزاء Coxa و Femur و Tibia المطبوعة مع هذا الجزء الصغير المرفق.

حول قطع جسم الروبوت ، يمكنك تنزيل ملفات STL الخاصة به من هنا.

بدءًا من المؤازرة الأولى ، ضعها في المقبس الخاص بها وأمسكها بمساميرها ، وبعد ذلك أدر فأس الماكينة إلى 180 درجة دون وضع المسمار للمرفقات وانتقل إلى الجزء التالي الذي هو عظم الفخذ لتوصيله بالظنبوب باستخدام أول فأس مشترك مؤازر وقطعة إرفاق. الخطوة الأخيرة لإكمال الساق هي وضع المفصل الثاني ، أعني المؤازرة الثانية لعقد الجزء الثالث من الساق وهو قطعة Coxa.

كرر الآن نفس الشيء لجميع الأرجل لتجهيز الأرجل الأربعة. بعد ذلك ، خذ الهيكل العلوي وضع بقية الماكينات في مآخذ التوصيل ، ثم قم بتوصيل كل ساق بالمضاعفات المناسبة. لا يوجد سوى جزء واحد مطبوع أخيرًا وهو هيكل الروبوت السفلي حيث سنضع لوحة الدوائر الخاصة بنا

الخطوة 6: تطبيق Android

الحديث عن android الذي يسمح لك بذلك

قم بالاتصال بالروبوت الخاص بك من خلال البلوتوث وقم بإجراء حركات للأمام والخلف والانعطاف الأيمن الأيسر ، كما يتيح لك التحكم في لون ضوء الروبوت في الوقت الفعلي عن طريق اختيار اللون المطلوب من عجلة الألوان هذه.

يمكنك تنزيل تطبيق android مجانًا من هذا الرابط: هنا

الخطوة 7: كود Arduino والتحقق من صحة الاختبار

الآن لدينا الروبوت جاهز تقريبًا للتشغيل ولكننا نحتاج إلى إعداد زوايا المفاصل أولاً ، لذا قم بتحميل رمز الإعداد الذي يسمح لك بوضع كل مؤازر في الموضع الصحيح عن طريق إرفاق الماكينات بزاوية 90 درجة ولا تنس توصيل 7 فولت بطارية DC من أجل تشغيل الروبوت.

بعد ذلك ، نحتاج إلى تحميل البرنامج الرئيسي للتحكم في الروبوت باستخدام تطبيق android. يمكنك تنزيل كلا البرنامجين من الروابط التالية:

- كود مضاعفات التحجيم: رابط التنزيل- البرنامج الرئيسي لروبوت العنكبوت: رابط التنزيل

بعد تحميل الكود ، قمت بتوصيل شاشة OLED لعرض ابتسامات Cozmo للروبوت التي صنعتها في الكود الرئيسي.

كما ترون الرجال في الصور أعلاه ، فإن الروبوت يتبع جميع التعليمات المرسلة من هاتفي الذكي ولا يزال بعض التحسينات الأخرى لأداء لجعله أكثر بكثير من الزبدة.