Flex Bot: 6 trinn

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

Bruk denne instruksjonsboken til å lage et firehjulsdrevet robotchassis som styres av musklene dine!

Trinn 1: Historien

Vi er to juniorer fra Irvington High School som tar Principles of Engineering, en PLTW -klasse. Læreren vår, fru Berbawy, ga oss muligheten til å velge et SIDE -prosjekt som skulle vises på Maker Faire Bay Area. Vi endte opp med å finne et nettsted som heter "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), som hjalp oss med å utvikle ideen om å bruke en muskelfleks for å flytte en motor. Læreren vår forsynt oss med Arduino -mikrokontrolleren, EMG -muskelsensoren, vex -utstyr, jumper -ledninger og batterier. Vi brukte deretter våre tidligere programmerings- og robotikkferdigheter (lært gjennom konkurransedyktig robotikk og praksisplass) for å designe et chassis som vi kontrollerer ved å bruke musklene våre! Dette prosjektet, som vi så etter forskning på nettet, hadde egentlig ikke blitt utført av noen før, noe som betyr at vi måtte lage alt fra bunnen av! Dette innebar mye testing, modifisering og test på nytt, men det var verdt å se det siste prosjektarbeidet vårt til slutt.

Trinn 2: Grunnleggende beskrivelse

Prosjektet vårt er i hovedsak et 4 -hjulet, 4 -motors robotchassis som styres ved hjelp av en Arduino mikrokontroller. Festet til Arduino er en EMG muskelsensor som overfører muskelspenningsdata til en analog port på Arduino. Flere digitale pins og bakken/5 volt pins på Arduino er koblet til et brødbrett på toppen av kabinettet, som driver 4 motorer og sender dem datasignaler.

Totalt sett, når man bøyer, signaliserer variansen i spenning registrert av EMG -sensoren en digital port for å sende data til datapinnen til motorstyringen, som ender opp med å slå på motoren. I tillegg har vi to knapper koblet til de analoge pinnene på vår Arduino. Når du trykker på knappene, sendes strøm til de analoge pinnene, og når disse analoge pinnene registrerer strøminngangen, svinger motorene i forskjellige retninger for å la chassiset gå fremover, bakover, venstre eller høyre.

Nedenfor er det viktigste å kjøpe for dette prosjektet:

- EMG -sensor

- VEX 393 MOTORER

- VEX MOTORKONTROLLERE

- VEX HARDWARE KIT

- VEX HJUL

- PANELBRETT OG TRÅD

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT BATTERIER (du trenger mye ettersom disse batteriene dør på omtrent 30 minutter på grunn av den store mengden nåværende 4 VEX -motorer bruker):

Trinn 3: Trinn 1: Stasjonen

For å lage dette chassiset kan du bruke hvilken som helst maskinvare/motorer, selv om VEX -maskinvare, VEX versjon 4 -motorer og VEX -motorstyringer anbefales. Når du bygger dette chassiset, må du ta hensyn til plassen som trengs for å sette et brødbrett, Arduino mikrokontroller, batterier og brytere på toppen av chassiset. I tillegg må motorene som brukes ha PWM -evne. I forbindelse med dette prosjektet betyr dette i hovedsak at motoren må ha en positiv pinne, negativ pinne og datapinne. Kontinuerlige servomotorer eller likestrømsmotorer med motorstyringer har begge PWM -evne.

I tillegg til informasjonen ovenfor, kan dette chassiset tilpasses dine ønsker helt så lenge det har en firehjulsdrift!

Her er noen ekstra ting du må huske på når du bygger chassiset (alle disse tingene kan også ses på de vedlagte chassisbildene!):

1) hver aksel må støttes på to punkter for å unngå bøyning

2) Hjulet skal ikke berøre siden av chassiset (det må være et lite mellomrom som kan oppnås ved bruk av avstandsstykker). Dette reduserer friksjonen som reduserer hastigheten på hjulet når du svinger

3) Bruk akselnav på den andre siden av hjulet (vendt bort fra chassiset) for å feste hjulet til chassiset

Trinn 4: Trinn 2: Kretsløp

* Merk, for opprettelsen av kretsen for dette prosjektet, anbefaler vi på det sterkeste å bruke solid/forhåndsbøyd brødbrett, da den er mye renere/lettere å forstå mens du sjekker kretsen for feil, noe som mest sannsynlig vil skje. For et eksempel på bruk av solid tråd, se de innledende bildene av dette prosjektet. *

Dette prosjektet bruker et brødbrett av følgende årsaker:

- å gi spenning til de flere motorene som styres

- å sende datasignaler til motorstyringene på motoren

- for å motta datasignaler fra knappene

- for å gi spenning til EMG -sensoren

- for å motta datasignaler fra EMG -sensoren

Vennligst se TinkerCAD -kretsbildet vedlagt for referanse.

Her er noen trinn for å forstå hvordan TinkerCADcircuitry tilsvarer den faktiske kretsen vi laget/brukte:

De gule ledningene representerer "data" ledninger, som i hovedsak sender signalene til motorstyringen og ber motoren snu.

De svarte ledningene representerer den negative eller "jordede" ledningen. En viktig merknad er at alle motorer/ komponenter må kobles til en negativ jordledning for å kunne styres av Arduino.

De røde ledningene representerer den positive ledningen. De positive og negative ledningene må være i kretsen for at den skal fungere.

Trinn 5: Trinn 3: Kodingen

Dette er den vanskeligste delen av prosjektet å forstå. Programmet vårt krever bruk av Arduino IDE, som kan lastes ned fra Arduino -nettstedet. Arduino online editor kan brukes i stedet for den nedlastede IDE hvis det er å foretrekke.

ARDUINO IDE

Når denne IDE er lastet ned/klar til bruk, og programmet vi har laget, er lastet ned til IDE, så er alt du trenger å gjøre å laste opp koden til Arduino, og programvare aspektet av dette prosjektet er ferdig!

Merk - ZIP -filen for dette prosjektets kode er vedlagt nedenfor.

I hovedsak leser programmet vårt spenningsverdiene med en kontinuerlig hastighet, og hvis spenningsverdiene er utenfor et bestemt område (som indikerer en bøyning), sendes et datasignal til motorens kontroller på motoren, og får motoren til å snu. I tillegg, hvis du trykker på en eller begge knappene, svinger de enkelte motorene i forskjellige retninger, slik at roboten kan bevege seg fremover, bakover og snu i begge retninger.

Trinn 6: Trinn 4: Feir

Etter å ha utført de tre foregående trinnene (bygge chassis og krets, samt lastet ned koden), er du ferdig! Alt du trenger å gjøre nå er å feste 9 volt batteriene til brødbrettskinnene (2 9 Volt batterier), et 9 volt batteri til Arduino mikrokontrolleren, og du er klar. Sett muskelsensoren på bicepsen, slå på Arduino og FLEX! Husk at ved å trykke på knappene kan du også flytte chassiset til venstre, høyre og bak!

Vedlagt er en video for å se dette prosjektet i aksjon!