GorillaBot 3D Baskılı Arduino Otonom Sprint Dörtlü Robot: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Toulouse'da (Fransa) her yıl Toulouse Robot Yarışı var #TRR2021

Yarış, iki ayaklı ve dört ayaklı robotlar için 10 metrelik otonom bir sprintten oluşuyor.

Dört ayaklılar için topladığım mevcut rekor, 10 metrelik bir sprint için 42 saniyedir.

Bu yüzden aklımda yeni hüküm süren şampiyon olmak için onu yenebileceğini düşündüğüm bir robot tasarlama planı bulmam gerekiyordu!!!

Bir Instructables üyesi olan "jegatheesan.soundarapandian" ve geçen yıl Toulouse Robot Yarışı'nın "Oracid 1" galibi olan ve her ikisi de dört ayaklıların nasıl inşa edileceğine dair öğreticiler tasarlamayı ve paylaşmayı seviyor gibi görünen kişiden biraz ilham almak. Temelde oradaki tasarımı kopyalamaya ve biraz daha büyütmeye başladım!

Tasarım, her bir bacak için beş çubuklu bir bağlantı mekanizmasına dayalıdır ve her bir bacağa toplam 8 servo güç için 2 servo güç verilir.

Kurallar, start sinyali dışında tüm yarışın robot tarafından otonom olarak gerçekleştirilmesi gerektiğini belirtiyor, bu yüzden robotu yolda tutmak için hafif bir sistem bulmam gerekti, bu durumda bir QMC5883L Manyetometre (dijital pusula) kullandım. robotun gerçekten dağılması ve duvara 90 derecelik bir açıyla çarpmaya başlaması durumunda bir HC-SR04 Ultrasonik sensör olan yönüne sadık kalabiliyordu ve kodda kaç adım atması gerektiğini söylemek için bir adım sayacı kullandım. 10 metre için.

Bu robotu yapmakla ilgileniyorsanız endişelenmeyin, bu maymun her şeyi düşünmüş!

%100 Destek ücretsiz 3D yazdırılabilir Gövde:

Elektronik aksam ve elektroniği takmak için vidalar dışında her şey 3D yazdırılabilir, yalnızca aynı küçük yıldız vidalar kullanılır, tek ihtiyacınız olan robotu monte etmek için küçük bir yıldız tornavida

Kolay tak ve çalıştır elektronikler:

karmaşık lehimleme gerekmez

Makul baskı süresi:

İri ve heybetli görünebilir ama o sadece 15 saatlik bir baskı (bazıları için uzun bir süre tamam:D)

Makul Yapı hacmi gereksinimleri:

Yalnızca L:150mm x G:150mm x Y: 25mm'lik bir yapı hacmi gerektiren nispeten küçük bir yazıcıda yazdırılabilir.

Toplam robot maliyeti:

Robotun tek başına şarj aletinin dahil edilmesi yaklaşık 75$'a mal oluyor

Benimle aynı kurulumu istiyorsanız, 3D baskılı bir kontrolör (isteğe bağlı) gereklidir.

UYARI:

Kullandığım 5V 3A güç kaynağı en iyi çözüm değil çünkü bu robotun 8 servonun tümünü aynı anda yürümesi gerekiyor ve bu nedenle oldukça fazla akım çekiyorlar merak etmeyin robotun ateş alması falan olmadı ancak güç transistörünün biraz ısınmasını bekleyin Servo kalkanına istenmeyen herhangi bir zarar gelmemesi için robotu bir seferde 2 dakikadan fazla soğumasını beklemenizi tavsiye etmem.

Herhangi birinizin bu soruna bir çözümü varsa, girişiniz çok takdir edilecektir!

Gereçler

ROBOT İÇİN MALZEMELER:

• 8x Tower Pro MG90S analog 180 derece servo (Aliexpress/Amazon)
• 1x Sunfounder Kablosuz Servo Kontrol Kartı (Sunfounder Store/ RobotShop)
• 1x Arduino NANO (Aliexpress/Amazon)
• 1x NRF24L01 Alıcı-Verici Modülü (Denetleyiciyi kullanmıyorsanız buna ihtiyacınız yoktur) (Aliexpress/Amazon)
• 1x Manyetometre (dijital pusula) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x Ultrasonik sensör HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3.7V Li-ion pil (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 çift Pil tutucu, açma kapama anahtarlı (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 Li-ion Pil şarj cihazı (Aliexpress/Amazon)
• 10 cm uzunluğunda 4x dişi dupont atlama kabloları (Aliexpress/Amazon)
• 20 cm uzunluğunda 4x dişi dupont atlama kabloları (Aliexpress/Amazon)
• 10x Vidalar 2mm x 8mm (bir servo paketindeki vidalarla aynı) (Aliexpress/Amazon)

KONTROLÖR:

Bu Robotu manuel olarak kontrol etmek için 3D baskılı Arduino Denetleyicisine ihtiyacınız olacak (buradaki bağlantı)

Robot ayrıca tamamen özerk olabilir, bu nedenle kontrolör zorunlu değildir.

PLASTİK:

Parçalar PLA veya PETG veya ABS olarak basılabilir.

!! Lütfen 500 gr'lık bir makaranın 1 Robot yazdırmak için fazlasıyla yeterli olduğunu unutmayın !!

3 BOYUTLU YAZICI:

Gerekli minimum yapı platformu: L150mm x G150mm x Y25mm

Herhangi bir 3d yazıcı yapacaktır. Parçaları 200$'ın altında düşük maliyetli bir 3D yazıcı olan Creality Ender 3'e bizzat bastım. Baskılar mükemmel çıktı.

Adım 1: Parçaları 3B Yazdırma

Şimdi Baskı Zamanı… Evet!

Baskı sırasında herhangi bir destek malzemesine ihtiyaç duymadan tüm parçaları 3D olarak basılacak şekilde titizlikle tasarladım.

Tüm parçalarthingiverse'den indirilebilir (buradaki bağlantı)

Tüm parçalar Creality Ender 3'te test baskısı yapılmıştır

• Malzeme: PETG
• Katman Yüksekliği: 0.3mm
• Dolgu: %15
• Meme çapı: 0.4mm

Parça listesi aşağıdaki gibidir:

• 1x TABAN ELEKTRONİĞİ
• 1x TABAN GERİ
• 1x TABAN ÖN
• 8x DAİRESEL PİM L1
• 4x DAİRESEL PİM L2
• 4x DAİRESEL PİM L3
• 4x DAİRESEL PİM L4
• 8x UYLUK SERVO
• 8x UYLUK
• 8x BALDIR DIŞ
• 8x BUZAĞI INT
• 8x AYAK
• 4x KARE KLİP
• 44x DAİRESEL KLİP

Dosyalar ayrı parçalar ve grup parçaları olarak mevcuttur.

Hızlı yazdırma için her bir GROUP.stl dosyasını bir kez yazdırmanız yeterlidir.

2. Adım: GorillaBot'un Gövdesini Birleştirme

Tüm montaj talimatları, yukarıdaki montaj videosunda gösterilmektedir:

1. BASE ÖN ön sol servo tutucunun deliğine bir DAİRESEL PİM L1 yerleştirin
2. MG90S servolarından birinin kablosunu BASE FRONT ön sol servo tutucudaki yuvadan geçirin
3. MG90S servoyu yerine yerleştirin
4. MG90S servoyu 2 vidayla yerine sabitleyin (TABANa zarar verebileceğinden aşırı sıkmayın)
5. BASE FRONT arka sol, ön sağ ve arka sağ servo tutucular için aynı işlemi tekrarlayın
6. BASE BACK ön sol, arka sol, ön sağ ve arka sağ servo tutucular için aynı işlemi tekrarlayın
7. Pil tutucuyu 2 vida veya 4 vida ile BASE ELECTRONICS'e sabitleyin
8. Kablosuz Servo Kontrol Kartını çapraz olarak 2 vida veya 4 vida ile TEMEL ELEKTRONİK'e sabitleyin
9. Arduino nano ve NRF24L01 alıcı-vericiyi Kablosuz Servo Kontrol Kartına klipsleyin
10. TABAN ÖNÜ'nü arkaya bakan 2 kare delikli USB bağlantı noktasından BASE ELECTRONICS'e kaydırın
11. 2 KARE KLİP ile yerinde sabitleyin
12. BASE BACK'i, arkaya bakan 2 kare delikli USB portundan BASE ELECTRONICS'e kaydırın
13. 2 KARE KLİP ile yerinde sabitleyin
14. Manyetometreyi 2 vidayla TABAN ÖNÜNE sabitleyin
15. Ultrasonik sensörü TABAN ÖNÜNE klipsleyin
16. Servo kablolarını gösterildiği gibi Kablosuz Servo Kontrol Kartına doğru yönlendirin

Adım 3: Elektroniği Takma

Tüm bağlantılar yukarıdaki Resimde gösterilmektedir:

1. 4 adet 20 cm'lik dupont kabloyu kablosuz servo kontrol kartlarına takın Ultrasonik pimler
2. 4 kablonun diğer ucunu Ultrasonik sensöre takın (Doğru olduklarından emin olun)
3. 4 adet 10 cm'lik dupont kabloyu kablosuz servo kontrol panolarına takın Manyetometre pimleri
4. 4 kablonun diğer ucunu Manyetometreye takın (Doğru olduklarından emin olun)
5. Tüm servoları kablosuz servo kontrol panosundaki özel pinlerine takın
6. Pil VIN ve GND kablolarını kablosuz servo kontrol panosuna vidalayın, doğru polariteyi sağlayın

Adım 4: GorillaBot'un Bacaklarını Birleştirme

Tüm montaj adımları, yukarıdaki montaj videosunda gösterilmektedir:

1. 1 AYAK 1 DAİRESEL PİM L4'ün üzerine kaydırın
2. 1 CALF EXT'nin daha kalın ucunu, dışarı çıkan taraf ayaktan uzağa bakacak şekilde DAİRESEL PİM L4'ün üzerine kaydırın.
3. DAİRESEL PİM L4'ün üzerine 2 BALAĞI INT kaydırın
4. 1 CALF EXT'in daha kalın ucunu, dışarı çıkan taraf ayağa bakacak şekilde DAİRESEL PİM L4'ün üzerine kaydırın.
5. DAİRESEL PİM L4 üzerinde 1 AYAK kaydırın
6. 3 DAİRESEL KLİP ile yerinde sabitleyin
7. 1 DAİRESEL PİM L3'ü monte edilmiş CALF EXT'nin 1'inden kaydırın
8. 1 THIGH SERVO'yu DAİRESEL PİM L3'ün üzerine, dışarı çıkan tarafı BALDIR DIŞ tarafına bakacak şekilde kaydırın.
9. 1 UYLUĞU DAİRESEL PİM L3'ün üzerine kaydırın
10. DAİRESEL PİM L3'ü diğer monte edilmiş CALF EXT içinden kaydırın.
11. 3 DAİRESEL KLİP ile yerinde sabitleyin
12. 1 THIGH SERVO'yu 1 DAİRESEL PİM L2'nin üzerine, dışarı çıkan tarafı DAİRESEL PİM L2'nin kafasına bakacak şekilde kaydırın.
13. DAİRESEL PİM L2'yi, monte edilmiş her iki BALAĞI INTS'den geçirin.
14. 1 UYLUĞU DAİRESEL PİM L2 içinden kaydırın
15. 3 DAİRESEL KLİP ile yerinde sabitleyin
16. Kalan 3 ayak için tüm işlemleri çıplak olarak tekrarlayın, bacaklar robota monte edildiğinde pim başları dışa dönüktür ve BALDIR DIŞARI BALDIR İNTS'in önündedir, böylece montaj önden arkaya aynı ancak soldan sağa simetrik olacaktır..

Adım 5: Arduino'yu Kurmak

GorillaBot, çalışması için C++ programlamasını kullanır. GorillaBot'a program yüklemek için Arduino IDE'ye yüklenmesi gereken birkaç kitaplık ile birlikte Arduino IDE kullanacağız.

Arduino IDE'yi bilgisayarınıza kurun: Arduino IDE (buraya bağlantı)

Kütüphaneleri Arduino IDE'ye kurmak için aşağıdaki linklerdeki tüm kütüphanelerle aşağıdakileri yapmalısınız.

1. Aşağıdaki bağlantılara tıklayın (bu sizi GitHub sayfasına götürecektir)
2. Kod yazan yeşil düğmeye tıklayın
3. ZIP indir'i tıklayın (indirme işlemi web tarayıcınızda başlamalıdır)
4. İndirilen kitaplık klasörünü açın
5. İndirilen kitaplık klasörünü açın
6. Sıkıştırılmamış kitaplık klasörünü kopyalayın
7. Açılan kütüphane klasörünü Arduino kütüphane klasörüne yapıştırın (C:\Documents\Arduino\libraries)

Kütüphaneler:

• Varspeedservo kütüphanesi (buraya bağlantı)
• QMC5883L kitaplığı (buraya bağlantı)
• RF24 Kütüphanesi (buraya bağlantı)

Arduino IDE'yi doğru bir şekilde kurduğunuzdan emin olmak için aşağıdaki adımları izleyin.

1. İstediğiniz Arduino Kodunu aşağıdan indirin (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. Arduino IDE'de açın
3. Araçlar Seçin:
4. Yönetim Kurulu Seçin:
5. Arduino Nano'yu seçin
6. Araçlar Seçin:
7. İşlemci Seçin:
8. Hangi Arduino nano'yu satın aldığınıza bağlı olarak ATmega328p veya ATmega328p'yi (eski önyükleyici) seçin
9. Arduino IDE'nin sol üst köşesindeki Doğrula düğmesine (Tick düğmesi) tıklayın

Her şey yolunda giderse, en altta Derleme tamamlandı yazan bir mesaj almalısınız.

6. Adım: Kodu Yükleme

Şimdi kodu GorillaBot'un beynine Arduino Nano'ya yükleme zamanı.

1. Arduino Nano'yu USB kablosuyla bilgisayarınıza takın
2. Yükle düğmesine tıklayın (Sağ ok düğmesi)

Her şey yolunda giderse, altta Yükleme Tamamlandı yazan bir mesaj almalısınız.

Adım 7: Servoları Kalibre Etme

Bacakları doğru bir şekilde monte etmek için servoları ana konumlarına getirmeliyiz.

1. 2 Li-ion Pili pil tutucuya yerleştirin
2. Robotu çalıştırın ve servoların ana konumlarına ulaşması için 5 saniye bekleyin
3. robotu kapatın

Adım 8: Bacakları Vücuda Birleştirme

Bacakları servolara bağlamak oldukça basittir, montaj pim kafaları dışa dönükken CALF EXT'nin CALF INT'nin önüne yerleştirilmesi gerektiğini unutmayın.

1. Bacaklardan birinin BALDIR DIŞ tarafının UYLUĞUNU ön sol servo tutucudaki DAİRESEL PİM L1'in üzerine kaydırın
2. 1 DAİRESEL KLİP ile yerine sabitleyin
3. Aynı bacağın BALDIR DIŞ tarafının UYLU SERVOsunu ön sol servo tutucudaki servo kafasının üzerine kaydırın (UYLU SERVOnun gövdeye 90 derecelik bir açıda olduğundan emin olun)
4. THIGH SERVO'yu tek kollu servo korna ve küçük servo vida ile gövdeye 90 derecelik bir açıyla yerine sabitleyin
5. Aynı işlemi, o bacağın kalan UYLUK ve UYLUK SERVO ile ön arka sol servo tutucu için tekrarlayın.
6. Kalan 3 ayak için önceki tüm işlemleri tekrarlayın

Adım 9: Yarışa Hazır!!

İşte bu kadar, gitmeye hazır olmalısınız!!!

Manuel mod:

• Robotu ve kumandayı açın ve Joystick'in yukarı aşağı sol ve sağ yönlerini kullanarak robotun düzgün yürüdüğünü kontrol edin.
• Aşağı düğmesine basın ve robot biraz dans etmelidir.

Her şey yolunda giderse, servolar iyi kalibre edilmiştir ve artık otonom modu deneyebilirsiniz.

otonom mod

Otonom Sprint modu, robotun 2,5 metre boyunca sabit bir yönde çalışmasını sağlamak için Manyetometreyi kullanır. Denetleyiciyi kullanarak istediğiniz konumu ve istediğiniz düzeltme açısını programlayabilirsiniz.

1. Robotu ve denetleyiciyi açın
2. Manyetometreyi 5 saniye kalibre etmek için robotu her yöne hareket ettirin
3. Robotu, girmesini istediğiniz pozisyonda yere koyun.
4. Bu başlığı ezberlemek için yukarı düğmesine basın
5. Robotu istenen yönün soluna 30-45 derece çevirin
6. Bu konumu ezberlemek için sol düğmeye basın
7. Robotu istenen yönün sağına 30-45 derece çevirin
8. Bu konumu ezberlemek için sağ düğmeye basın
9. Robotu istediğiniz yöne geri yerleştirin
10. Robotu başlatmak için joystick düğmesine basın

Robot 2,5 metre boyunca sabit bir yönde koşacak, sonra duracak ve bir zafer dansı yapacak.

Robotum 2,5 metreyi 7,5 saniyede yapmayı başardı.

Bu da bana 30 saniyede 10 metrelik teorik bir süre veriyor ve umarım Toulouse Robot Yarışında iyi vakit geçirmem için yeterli olur.

Bana şans dileyin ve bu robotu yapmaya karar verenleriniz için geri bildirimlerinizi ve yapılabileceğini düşündüğünüz potansiyel iyileştirmeleri duymayı çok isterim!!!

Robotlar Yarışmasında İkincilik