Servo Tabanlı 4 Ayaklı Yürüteç: 12 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Kendi (gereksiz teknolojiye sahip) servo motorla çalıştırılan 4 ayaklı yürüteç robotunuzu oluşturun! İlk olarak, bir uyarı: Bu bot, temel olarak klasik BEAM 4 ayaklı yürüteçlerin mikro denetleyici-beyin versiyonudur. Henüz mikrodenetleyici programlaması yapmadıysanız ve sadece bir yürüteç yapmak istiyorsanız BEAM 4 bacaklıyı yapmak sizin için daha kolay olabilir. Öte yandan, mikroişlemci programlamaya başlıyorsanız ve birkaç servonuz varsa tekmelemek, işte ideal projeniz! Telaşlı analog BEAM mikro çekirdek ayarı hakkında endişelenmenize gerek kalmadan yürüteç mekaniği ile oynayabilirsiniz. Bu nedenle, bu gerçekten bir BEAM botu olmasa da, aşağıdaki iki web sayfası herhangi bir 4 ayaklı yürüteç için harika kaynaklardır: Bram van Zoelen'in 4 ayaklı yürüteç öğreticisi, mekanik ve teori hakkında iyi bir genel bakışa sahiptir. Bacak tasarımımı onunkinden çıkardım. web sitesi. Chiu-Yuan Fang'ın yürüteç sitesi BEAM malzemeleri ve bazı daha gelişmiş yürüteç tasarımları için de oldukça iyidir. Okumayı bitirdin mi? Bina almaya hazır mısınız?

Adım 1: Parçaları Toplayın, Ölçün, Biraz Planlayın

4 ayaklı bir servo yürüteç yapmak, parça bazında oldukça basittir. Temel olarak, iki motora, bacaklara, bir pile, motorları ileri geri hareket ettirecek bir şeye ve hepsini tutacak bir çerçeveye ihtiyacınız var. Parça listesi: 2x Kule Hobiler TS-53 Servos20in ağır bakır tel: 12inç ön ayaklar için, 8inç arka için. 10 numaram vardı. 12 ayar çalışmalı, ama sanırım. Pil, çevrimiçi olarak ucuza satılan bir 3.6v NiMH'dir. Mikrodenetleyici beyni bir AVR ATMega 8'dir. Çerçeve, çok havalı olan Sintra'dır. Kaynar suda ısıttığınızda bükülen plastik bir köpük levhadır. Kesebilir, delebilir, mat bıçaklayabilir ve sonra bükerek şekillendirebilirsiniz. Benimkini Solarbotics'ten aldım. Diğer parçalar:Devre için delinmiş proje panosu Servo ve pil bağlantıları için geçmeli başlıklar (erkek ve dişi) ATMegaSuper-duper yapıştırıcı için 28 pinli bir soketLehim havyası ve lehim, telMotorları tutmak için birkaç küçük cıvata onDrillMatte bıçakBurada, parçaları ölçtüğümü, çerçeve için bir eskiz çizdiğimi ve ardından bir cetvel alıp kağıt şablon oluşturduğumu görüyorsunuz. Şablonu, Sintra'da delikler açacağım yerleri bir kalemle işaretlemek için kılavuz olarak kullandım.

Adım 2: Çerçeve Oluşturun, Motorları Yerleştirin

Önce iki motor deliğinin köşelerine delikler açtım, sonra mat bir bıçakla bir cetvelin kenarını delikten deliğe çizdim. Sintra'yı geçmek için bıçakla 20 geçiş gerekiyor. Tembel oldum ve yaklaşık 1/2 yolu kestikten sonra kopardım.

Delikleri kestikten sonra, nasıl çalıştığını görmek için motorları test ediyorum. (Biraz fazla geniş, ama tam olarak uzunluğu aldım.)

Adım 3: Çerçeveyi Bükün, Motorları Takın

Ne yazık ki, Sintra'yı bükerken kendimi fotoğraflayacak kadar elim yoktu, ama işte nasıl oldu:

1) Ocakta kaynatılmış küçük bir su kabı 2) Sintra'yı bir tahta kaşıkla bir veya iki dakika su altında tuttu (Sintra yüzer) 3) Dışarı çıkardı ve sıcak eldivenler ve düz bir şeyle, dik açıyla bükünceye kadar tuttu. soğutulmuş. Klasik "Miller" yürüteç tasarımı için ön ayaklarda yaklaşık 30 derecelik bir açı istiyorsunuz. Vida delikleri delindi ve motorları vidaladı.

Adım 4: Bacakları Yıldız şeklindeki Servo Motor Kornalarına Takın

Ön ve arka ayakları yapmak için sırasıyla 12" ve 8" kalın bakır telden kalaylı kesitler kestim. Sonra onları servo kornalara tutturmak için bir açıyla büktüm.

Bir şeyleri bağlamanız gerektiğinde klasik bir BEAM hilesi, onları bağlantı teli ile bağlamaktır. Bu durumda, biraz bağlantı teli çıkardım, boynuzların arasından ve bacakların etrafından geçirdim ve çok fazla büktüm. Bazı insanlar bu noktada teli katı lehimler. Benimki hala sıkı tutuyor. Fazlalığı kırpmaktan ve bükülmüş parçaları aşağı doğru bükmekten çekinmeyin.

Adım 5: Bacakları Vücuda Takın, Tam Sağa Bükün

Servo yıldızları (bacaklar açık olarak) motorlara geri vidalayın, ardından bükün.

Simetri burada anahtardır. Kenarları eşit tutmak için bir ipucu, bir seferde yalnızca bir yönde bükmektir, böylece bir tarafta çok fazla şey yapıyorsanız göz küresi yapmak daha kolaydır. Bununla birlikte, benimkini birçok kez büktüm ve yeniden büktüm ve bir kez çok fazla ince ayar yaptıktan sonra daha sonra pistten çok uzaklaşırsanız, tekrar düzden başlayabilirsiniz. Bakır bu şekilde harika. Burada daha fazla ipucu için listelediğim web sayfalarına bir göz atın veya sadece kanatlayın. En azından yürümesi açısından o kadar kritik olduğunu düşünmüyorum. Daha sonra akort edeceksin. Tek kritik nokta, doğru yürümesi için ağırlık merkezini ortada yeterince tutturmaktır. İdeal olarak, bir ön bacak havadayken, arka bacakların dönmesi botu yüksek/ileri ön bacağa doğru yatırır ve bu da daha sonra yürümeyi gerçekleştirir. Bir iki videoda ne demek istediğimi anlayacaksınız.

Adım 6: Beyinler

Beyin tahtası oldukça basit, bu yüzden yarım yamalak devre şemamı bağışlayın. Servo kullandığı için, karmaşık motor sürücülerine veya neye sahip olduğunuza gerek yok. Motorları çalıştırmak için +3,6 volt ve topraklama (doğrudan aküden) bağlayın ve nereye gideceklerini söylemek için mikro denetleyiciden darbe genişliği modülasyonlu bir sinyalle onlara vurun. (Servo motorları kullanmakta yeniyseniz, wikipedia servo sayfasına bakın.) Bir parça delinmiş boş pcb malzemesi ve üzerine süper yapıştırılmış başlıklar kestim. Servolar için iki adet 3 pimli başlık, pil için bir adet 2 pimli başlık, AVR programlayıcım için bir adet 5 pimli başlık (bir gün için bir talimat verebilirim) ve ATMega 8 yongası için 28 pimli soket. Tüm soketler ve başlıklar yapıştırıldıktan sonra onları lehimledim. Kabloların çoğu kartın alt tarafındadır. Gerçekten sadece birkaç kablo.

Adım 7: Çipi Programlayın

Programlama, sahip olduğunuz kadar karmaşık bir kurulumla yapılabilir. Ben, bu sadece (resimdeki) getto programcısı - sadece paralel port fişine lehimlenmiş bazı teller. Bu talimat, her şeyi çalıştırmanız için ihtiyaç duyduğunuz programcıyı ve yazılımı ayrıntılarıyla anlatır. Yapamaz! Yapamaz! Bu programlama kablosunu 5v üzerindeki voltajlara bile yaklaşan cihazlarla kullanmayın. Voltaj kabloyu çalıştırabilir ve bilgisayarınızın paralel bağlantı noktasını yakarak bilgisayarınızı mahvedebilir. Daha zarif tasarımlarda sınırlayıcı dirençler ve/veya diyotlar bulunur. Bu proje için getto gayet iyi. Yerleşik sadece 3.6v pil. Ama dikkatli olun. Kullandığım kod buraya ektedir. Çoğunlukla, sadece iki motoru ileri geri sallamak için aşırıya kaçıyor, ama eğleniyordum. Bunun özü, servoların her 20ms'de bir darbeye ihtiyaç duymasıdır. Darbenin uzunluğu, servoya bacakları nereye çevireceğini söyler. 1.5ms merkezdedir ve aralık yaklaşık olarak 1ms ile 2ms arasındadır. Kod, hem sinyal darbesi hem de 20 ms gecikme için yerleşik 16 bitlik darbe üretecini kullanır ve stok hızında mikrosaniye çözünürlüğü verir. Servonun çözünürlüğü 5-10 mikrosaniye civarındadır, bu nedenle 16 bit yeterlidir. Bir mikrodenetleyici programlama talimatı olması gerekiyor mu? Bunun üzerine gitmem gerekecek. Yorumlarda bana bildirin.

8. Adım: Bebeğin İlk Adımları

Ön bacaklar her iki yönde de yaklaşık 40 derece, arka bacaklar ise yaklaşık 20 derece sallanıyor. Alttan yürüyüş örneği için ilk videoyu izleyin.

(Sıfırlama düğmesine bastığımda birkaç saniyelik hoş bir gecikmeye dikkat edin. Güç açıkken birkaç saniye hareketsiz kalması için yeniden programlarken çok kullanışlı. Ayrıca, işiniz bittiğinde bacakları ortalamak için uygun oynuyor ve sadece ayağa kalkmasını istiyorsunuz.) İlk denemede yürüdü! 2. videoya bakın. Videoda, ön bacağın nasıl yukarı kalktığını izleyin, ardından arka bacaklar ön bacağın üzerine düşmesini sağlamak için döner. Yürümek bu! Bu hareketi elde edene kadar ağırlık merkeziniz ve bacak kıvrımlarınızla oynayın. Motorları mekanik olarak ve kodda ortaladığımdan oldukça emin olmama rağmen, bir tarafa çok fazla döndüğünü fark ettim. Ayaklardan birinde keskin bir kenar olduğu ortaya çıktı. Bu yüzden robot patik yaptım. Isıyla daralan makaronların yapamayacağı hiçbir şey yok mu?

Adım 9: Ayarlama

Yani tamam yürüyor. Hala yürüyüşle, bacakların şekliyle ve düz bir çizgide ne kadar hızlı gidebileceğimi ve ne kadar yükseğe tırmanabileceğimi görmek için zamanlamayla oynuyorum.

Tırmanma için, ön bacak ayaklardan hemen önce bükülür - bu, kenarlara takılmasını önlemeye yardımcı olur. Bunun yerine, bacak "diz" in altına çarparsa engelin üzerinden geçer. Ayakları çerçeveyle aynı 30 derecelik açıyla vurmaya çalıştım. Peki ne kadar yükseğe tırmanabilir?

Adım 10: Peki Ne Kadar Yüksek Tırmanabilir?

Şu anda yaklaşık 1 inç, yaptığım en basit tekerlekli robotları geride bırakıyor, bu yüzden şikayet etmiyorum. Eylemde görmek için videoyu izleyin. Hiçbir zaman doğrudan zıplamaz. Her iki ön bacağı da yukarı ve yukarı kaldırmak için birkaç deneme gerekir. Dürüst olmak gerekirse, her şeyden çok bir çekiş sorunu gibi görünüyor. Ya da uzun ön bacak salınımı için ağırlık merkezi biraz yüksek olabilir. Ön bacak vücudu havaya kaldırdığında neredeyse kaybettiğini görebilirsiniz. Olacaklara dair bir ipucu…

Adım 11: Peki Neye Tırmanamaz?

Şimdiye kadar, Fransız Yemek Sanatında Ustalaşmayı (cilt 2) güvenilir bir şekilde elde edemedim. Görünüşe göre 1 1/2 inç, ne kadar yükseğe çıkabileceğinin mevcut sınırı. Belki ön bacak rotasyonunu azaltmak yardımcı olur? Belki vücudu biraz yere indirmek? Videoyu izle. Yenilginin acısına tanık olun. Lanet olsun sana Julia Çocuk!