ذراع اردوينو الآلي: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

نظرًا لأنه أول مشروع لي بعد 15 درسًا تعليميًا لمجموعة أدوات Arduino الخاصة بي ، فإن الغرض الحقيقي منه هو الحصول على بعض النقاد والنصائح والاقتراحات والأفكار من أي شخص يعرف أكثر مني.

هذا المشروع عبارة عن ذراع آلية ذات 4 دعامات ومقبض. بميزانية منخفضة بشكل لائق: تم قطع الهيكل من قبل صديق ، وكانت 4 الماكينات 30 يورو ، و 2 ذراع تحكم 4 يورو ، ومسامير ملولبة وما إلى ذلك بأقل من 10 يورو وجميع الباقي (Arduino ، والأسلاك ، ومضاعفات المقبض وما إلى ذلك.) تم تضمينه بالفعل في مجموعة البداية الخاصة بي. مقابل ما مجموعه 40-45 يورو أي ما يقرب من 45-50 دولارًا أمريكيًا (نفس سعر مجموعة me-arm ، ولكن مهلا ، كان من الممتع أن أقوم ببنائها بنفسي (وأفسد شيئًا ما من حين لآخر) وعدم اتباع التعليمات مثل الآلة).

نظرًا لأن هذا كان مشروعي الأول و Instructable ، فقد دخلت إلى '' First Time Author '' واثنين من المسابقات الأخرى ، لذلك إذا كنت ترغب في ذلك ، فقم بالتصويت:)

الخطوة الأولى: التصميم والتجميع:

في البداية كنت بحاجة إلى هيكل: كان هذا بالتأكيد الجزء الأطول. نظرًا لأنني لم أرغب في نسخ المشروع ولصقه من شخص آخر ، فقد أخذت مشروعًا كمرجع وأنا (واثنين من زملائي المهرة الذين أنقذوني حقًا) بدأنا في تعديله وفقًا لاحتياجاتنا (أجهزة مختلفة بعزم دوران ووزن وأبعاد مختلفة ، إلخ). اضطررت إلى إنشائه عدة مرات ، كل واحدة وجدت شيئًا خاطئًا ، وكان علينا إعادة تسجيل بعض القطع وإعادة المحاولة ، لقد أرفقت ملف dxf في حال كنت ترغب في استخدامه ، ثم اضطررت إلى شراء الإلكترونيات: كانت معظم الأجزاء قياسية ، وكان الجزء الصعب هو اختيار الماكينات. لقد حسبت عزم الدوران المطلوب وفقًا لقاعدة الإبهام ، وجربت لاحقًا حسابًا أكثر دقة واكتشفت أنني ربما أكون قد أفرطت فيه قليلاً. من الواضح أن 6 كجم / سم كانت كافية للماكينة الثانية (من القاعدة) ، ويوفر لي 9-11 كجم / سم. حسنًا ، هذا يمنحني بعض الأمان وفرصة لتحميل ما يصل إلى 2 كجم من الحمولة (وهو أمر مستحيل ، لكني أحب أنه يمكنني القيام بذلك من الناحية الفنية). كان بإمكاني أيضًا شراء أجهزة مختلفة ، مع انخفاض عزم الدوران أثناء الابتعاد عن القاعدة ، لكن شراء أجهزة مماثلة من نفس البائع كان الخيار الأرخص إلى حد بعيد. 350mA و microservo 9g يسحب 100mA ، ليصبح المجموع 350 * 4 + 100 = 1500mA. لذلك قمت بإنقاذ شاحن (6 فولت 1.5 أمبير) ولحمت سلكين توصيل به. (إذا كان البعض منكم يحتاج إلى بعض الإرشادات الحقيقية ، فقط اسأل في التعليقات ، وسأبذل قصارى جهدي لإنشاء خطوة بخطوة دليل) قائمة المواد: - الهيكل- برغي M5x7cm x5 ، مسامير M5 x15 (قاعدة) - برغي M3x16mm x18 * - برغي M3x20mm x13 * - براغي M3 x40 * - برغي M3x8cm x3 - مشبك (وإلا سيسقط) - 3 مسامير- Arduino (أو أي شيء آخر للتحكم فيه ، يجب أن يحتوي على 5 PWM على الأقل) - شيء لتزويد 5-6V و 1.5A على الأقل - 3x ps2 مثل عصا التحكم - 4x TowerPro mg995 servos - 1x TowerPro 9g microservo (للقبضة) - الكثير من أسلاك العبور - اللوح * (لقد استخدمت البراغي والبراغي لتتمكن من التجميع والتفكيك بسرعة ، وإلا يمكنك استبدالها كلها تقريبًا بمسامير خشبية)

الخطوة الثانية: الكود:

الفكرة هي التحكم في كل مؤازرة بأحد محوري عصا تحكم تشبه ps2. يبدو أن كل عصا تحكم لها "قيم راحة" مختلفة (القيمة بين 0-1023 عندما لا تزال) لكل من المحور y والمحور x. كانت مشكلة ، نظرًا لأن الاختلاف كان صغيرًا (كان لدى أحدهم صفر على y عند 623) وأردت استخدام وظيفة الخريطة للتحويل من 0-1023 إلى درجات. لكن دالة الخريطة تعتقد أن قيمة الباقي هي 1023/2. الأمر الذي جعل كل مؤازر يتحرك بمجرد تشغيل Arduino ، ليس جيدًا ، لقد تمكنت من التغلب على هذا من خلال إيجاد الفرق يدويًا بين قيمة القراءة وكل قيمة راحة مختلفة (والتي حسبتها بشكل منفصل لكل عصا تحكم) ، ثم إلى جعل الكود أقصر وأكثر ذكاءً ، وجعلته يقرأ القيم الباقية في وظيفة الإعداد وحفظها في بعض المتغيرات. تعتمد الخوارزمية الجديدة على تحويل الزيادة بالدرجات ، لكنني أردت قدرًا منخفضًا جدًا من الدرجات للزيادة الخاصة بي ، لذلك اضطررت إلى تقسيمها على ثابت: لقد جربت العديد من القيم ، حتى توصلت إلى 200 النهائي (يمكنني إضافة مقياس جهد لتغيير هذه القيمة يدويًا إلى القيمة المطلوبة). على الرغم من أنه قد يكون من الأفضل وضع حساب الزيادة داخل دالة منفصلة.

الخطوة الثالثة: الإلكترونيات:

الأسلاك هي نفسها كما هو موضح في الصورة أو ملف فريتز: إشارة الماكينات إلى المسامير: 5-6-9-10-11 ومحور عصا التحكم إلى المسامير التناظرية: A0-A1-A2-A3-A4 المشكلة الرئيسية التي واجهت هو أن أذرع التحكم يجب أن يتم توفيرها بواسطة Arduino ، وليس بواسطة الشاحن الذي أستخدمه في الماكينات. وإلا فإن المؤازرة ستتحرك بشكل عشوائي ذهابًا وإيابًا ، وأعتقد أن هذا قد يكون لأنه إذا قمت بتزويدهم بالشاحن ، فلن يتمكن Arduino من معرفة الفرق المحتمل بدقة عندما أقوم بنقلهم ، ولكن مرة أخرى: أنا جديد جدًا في مجال الإلكترونيات ، لذا فهو مجرد تخمين ، فقد ساعد توصيل أرضية Arduino وأرضية الشاحن من خلال اللوح على منع الحركات العشوائية وغير المتوقعة ، لسبب مماثل لتزويد عصا التحكم على ما أعتقد.

الخطوة 4: المضي قدمًا حاليًا في التحسين:

نظرًا لأن كل ذراع تحكم يمكنه التحكم في مؤازرتين (1 لكل محور) ، فأنا بحاجة إلى 3 أجهزة للتحكم في الذراع بالكامل ، لكن لسوء الحظ لدي فقط إبهامان. لذلك اعتقدت أنه بدلاً من التحكم في كل أجهزة ، يمكنني التحكم فقط في موضع xyz من قبضة وفتح وإغلاق القبضة ، لما مجموعه 4 محاور ، 2 ذراع تحكم و 2 إبهام! لقد اكتشفت أن هذه المشكلة معروفة باسم الحركة الحركية المعكوسة ، واكتشفت أيضًا أنها كلها سهلة ، والفكرة هي أن تكتب (معادلات غير خطية لإيجاد حالة كل مستجيب (زوايا المؤازرات) مع الأخذ في الاعتبار الموضع النهائي لقد قمت بتحميل ورقة مكتوبة بخط اليد مع المعادلات ، وأعمل حاليًا على رمز جديد لاستخدامها. لا ينبغي أن يكون الأمر صعبًا للغاية ، فأنا في الأساس يجب أن أقرأ أذرع التحكم ، وأستخدم قراءاتها لتعديل إحداثيات xyz للقبضة ، ثم أعطيها لمعادلاتي ، وحساب زوايا الماكينات وكتابتها.

الخطوة الخامسة: التحسينات المستقبلية:

لذا ، أنا راضٍ تمامًا عن نتيجة ذلك وأخذت في الاعتبار أنني جديد تمامًا في مجال الإلكترونيات لا أفجر شيئًا ما أو أن أفعل نفسي كان بالفعل انتصارًا كبيرًا. كما قلت في البداية ، أي فكرة للتحسينات المستقبلية ، سواء البرامج أو الأجهزة ، أكثر من موضع ترحيب! حتى الآن فكرت في: 1. مقياس الجهد لتعديل "حساسية" أذرع التحكم.2. كود جديد ليجعله "يسجل" بعض الحركات ويقوم بها مرة أخرى (ربما أسرع وأقصر من المدخلات البشرية) 3. نوع من الإدخال المرئي / عن بعد / الصوت والقدرة على الحصول على الأشياء دون استخدام أحد أذرع التحكم 4. القدرة على رسم أشكال هندسية أي فكرة أخرى؟ لا تتردد في التعليق مع أي اقتراحات. شكرا لك