"Miles" Quadruped Spider Robot: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Basert på Arduino Nano, er Miles en edderkopprobot som bruker sine 4 bein til å gå og manøvrere. Den bruker 8 SG90 / MG90 Servomotorer som aktuatorer for beina, består av en tilpasset PCB laget for å drive og kontrollere servoene og Arduino Nano. PCB har dedikerte spor for IMU -modul, Bluetooth -modul og til og med IR -sensorarray for å lage roboten autonom. Kroppen er laget av laserskårne 3 mm akrylark, kan også trykkes i 3D. Det er et flott prosjekt for entusiaster å utforske invers kinematikk innen robotikk.

Koden og bibliotekene, Gerber -filene og STL/trinn -filene for prosjektet vil bli gjort tilgjengelig på forespørsel. Miles er også tilgjengelig som et sett, DM for detaljer.

Dette prosjektet er inspirert av mePed (www.meped.io) og bruker en oppgradert kode inspirert av det.

Rekvisita

Komponenter som trengs:

Valgfritt er merket som ~

• Miles PCB (1)
• Miles mekaniske karosserideler
• SG90/MG90 servomotorer (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Spenningsregulator (6)
• Lysbryter (1)
• 0.33uF Elektrolytisk hette (2)
• 0.1uF elektrolytisk hette (1)
• 3,08 mm 2 -pinners Pheonix -kontakt (1)
• 2 -pins Relimate -kontakt (1) ~
• 10 -pins Relimate -kontakt (1) ~
• 4 tommer Relimate -kontakt (1) ~
• Hunnstifter for hanner for servokontakter

Trinn 1: Utforming av skjematiske og PCB -er

Jeg designer PCB -ene mine i Altium -programvare (for å laste ned klikk her). 12 SG90/MG90 servoer kan forbruke opptil 4-5 ampere hvis alle jobber samtidig, og derfor krever designet høyere strømutgangsevner. Jeg har brukt 7805 spenningsregulator for å drive servoene, men den kan levere maks 1 Amp strøm. For å løse dette problemet er 6 LM7805 ICer koblet parallelt for å øke strømutgangen.

Skjemaer og Gerber finner du her.

Funksjoner i dette designet inkluderer:

• MPU6050/9250 brukes til vinkelmåling
• Opptil 6 Amp strømutgang
• Isolert Servo strømforsyning
• HCsr04 Ultralyd sensorutgang
• Periferiutstyr for Bluetooth og I2C tilbys også.
• Alle analoge pinner leveres på en Relimate -kontakt for sensorer og aktuatorer
• 12 Servo utganger
• Strømindikasjon LED

Spesifikasjoner for PCB:

• Størrelsen på kretskortet er 77 x 94 mm
• 2 lag FR4
• 1,6 mm

Trinn 2: Lodding av komponentene og opplasting av koden

Lodd komponentene i stigende rekkefølge av komponentens høyder, begynn med SMD -komponenter først.

Det er bare en SMD -motstand i dette designet. Legg til hunnhodestifter for Arduino og LM7805 slik at den kan byttes ut om nødvendig. Loddetinnhunnstifter for servokontakter og andre komponenter på plass.

Designet har separate 5V for servoene og Arduino. Se etter shorts med jord på alle individuelle kraftskinner, dvs. Arduino 5V utgang, Servo VCC utgang og inngang 12V phoenix.

Når kretskortet er sjekket for shorts, er Arduino klar til å bli programmert. Testkoden er tilgjengelig på min github (Klikk her). Last opp testkoden og sett sammen hele roboten.

Trinn 3: Montering av laserskåret kropp:

Det er totalt 26 deler i designet som kan 3D -printes eller laserskjæres ut av 2 mm akrylark. Jeg har brukt røde og blå 2 mm akrylark for å gi roboten et Spiderman -utseende.

Kroppen består av flere lenker som kan festes ved hjelp av M2 og M3 mutterbolter. Servoer festes med M2 mutterbolter. Sørg for å legge til batterier og kretskort i hoveddelen før du fikser den øverste skapplaten.

Nødvendige filer finnes på min github (Klikk her)

Trinn 4: Tilkobling av alt og testing av roboten:

Avslutt nå med å koble servoene i rekkefølgen nedenfor:

(D2) Front venstre sving servo

(D3) Front venstre heis servo

(D4) Tilbake Venstre Pivot Servo

(D5) Bak venstre heis servo

(D6) Bak Høyre Pivot Servo

(D7) Tilbake Høyre løfteservo

(D8) Front Høyre Pivot Servo

(D9) Front Høyre Heis Servo

Start roboten ved hjelp av skyvebryteren!

Trinn 5: Fremtidige forbedringer:

Invers kinematikk:

Den nåværende koden bruker posisjonell tilnærming der vi gir vinklene som servoen skal bevege seg for å oppnå viss bevegelse. Invers kinematikk vil gi roboten en mer sofistikert tilnærming til å gå.

Bluetooth -appkontroll:

UART-kontakten på kretskortet lar brukeren koble til en bluetooth-modul som HC-05 for å styre roboten trådløst ved hjelp av en smarttelefon.