Bot Fleksibel: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Gunakan instruksi ini untuk membuat sasis robot penggerak 4 roda yang dikendalikan oleh otot ANDA!

Langkah 1: Ceritanya

Kami dua junior dari Irvington High School mengambil Prinsip Teknik, kelas PLTW. Guru kami, Ibu Berbawy, memberi kami kesempatan untuk memilih Proyek SIDE yang akan ditampilkan di Area Teluk Maker Faire. Kami akhirnya menemukan situs web bernama "Backyard Brains"(https://backyardbrains.com), yang membantu kami mengembangkan ide menggunakan kelenturan otot untuk menggerakkan motor. Guru kami menyediakan mikrokontroler Arduino, sensor otot EMG, peralatan vex, kabel jumper, dan baterai. Kami kemudian menerapkan keterampilan pemrograman dan robotika kami sebelumnya (dipelajari melalui robotika kompetitif dan pengalaman magang) untuk merancang sasis yang kami kendalikan menggunakan otot kami! Proyek ini, seperti yang kami lihat setelah penelitian online, belum pernah dilakukan oleh siapa pun sebelumnya, yang berarti kami harus membuat semuanya dari awal! Ini melibatkan banyak pengujian, modifikasi, dan pengujian ulang, tetapi melihat proyek akhir kami berhasil pada akhirnya tidak sia-sia.

Langkah 2: Deskripsi Dasar

Proyek kami pada dasarnya adalah sasis robot 4 roda, 4 motor yang dikendalikan menggunakan mikrokontroler Arduino. Terlampir pada Arduino adalah sensor otot EMG yang mengirimkan data tegangan otot ke port analog Arduino. Beberapa pin digital dan pin ground/5 volt Arduino terhubung ke papan tempat memotong roti di atas sasis, memberi daya pada 4 motor dan mengirimkan sinyal data kepada mereka.

Secara keseluruhan, ketika seseorang melenturkan, perbedaan tegangan yang direkam oleh sensor EMG memberi sinyal port digital untuk mengirim data ke pin data pengontrol motor, yang akhirnya menghidupkan motor. Selain itu, kami memiliki dua tombol yang terhubung ke pin analog Arduino kami. Ketika tombol ditekan, arus dikirim ke pin analog, dan ketika pin analog ini mendaftarkan input arus, motor berputar ke arah yang berbeda untuk memungkinkan sasis maju, mundur, kiri, atau kanan.

Di bawah ini adalah hal-hal penting yang harus dibeli untuk proyek ini:

- Sensor EMG

- MOTOR VEX 393

- KONTROLER MOTOR VEX

- KIT PERANGKAT KERAS VEX

- RODA VEX

- PAPAN POTONG DAN KABEL

-ARDUINO UNO

- BATERAI 9 VOLT (Anda akan membutuhkan banyak karena baterai ini mati dalam waktu sekitar 30 menit karena banyaknya penggunaan 4 motor VEX saat ini):

Langkah 3: Langkah 1: Drive

Untuk membuat sasis ini, Anda dapat menggunakan perangkat keras/motor apa saja, meskipun perangkat keras VEX, Motor VEX Versi 4, dan pengontrol motor VEX direkomendasikan. Saat membangun sasis ini, Anda harus memperhitungkan ruang yang dibutuhkan untuk meletakkan papan tempat memotong roti, mikrokontroler Arduino, baterai, dan sakelar ke bagian atas sasis. Selain itu, motor yang digunakan harus memiliki kemampuan PWM. Untuk keperluan proyek ini, ini pada dasarnya berarti bahwa motor harus memiliki pin positif, pin negatif, dan pin data. Motor Servo Berkelanjutan atau motor DC dengan pengontrol motor keduanya memiliki kemampuan PWM.

Selain informasi di atas, sasis ini dapat sepenuhnya disesuaikan dengan keinginan Anda selama memiliki penggerak 4 roda!

Berikut adalah beberapa hal tambahan yang perlu diingat saat membangun sasis (semua hal ini juga dapat dilihat pada gambar sasis terlampir!):

1) setiap poros harus ditopang pada dua titik untuk menghindari pembengkokan

2) Roda tidak boleh langsung menyentuh sisi sasis (harus ada celah kecil, yang dapat dicapai dengan menggunakan spacer) ini mengurangi gesekan yang memperlambat kecepatan roda saat berputar

3) Gunakan hub gandar di sisi lain roda (menghadap jauh dari sasis) untuk menahan roda ke sasis

Langkah 4: Langkah 2: Sirkuit

* Catatan, untuk pembuatan sirkuit untuk proyek ini, kami SANGAT merekomendasikan menggunakan kawat papan tempat memotong roti padat/pra-bengkok karena jauh lebih bersih/lebih mudah dipahami saat memeriksa sirkuit untuk kesalahan, yang kemungkinan besar akan terjadi. Untuk contoh penggunaan kawat padat, silakan lihat gambar pengantar proyek ini. *

Proyek ini menggunakan papan tempat memotong roti karena alasan berikut:

- untuk memberikan tegangan ke beberapa motor yang dikendalikan

- untuk mengirim sinyal data ke pengontrol motor motor

- untuk menerima sinyal data dari tombol

- untuk memberikan tegangan ke sensor EMG

- untuk menerima sinyal data dari sensor EMG

Silakan lihat gambar sirkuit TinkerCAD terlampir untuk referensi.

Berikut adalah beberapa langkah untuk memahami bagaimana sirkuit TinkerCAD sesuai dengan sirkuit sebenarnya yang kami buat/gunakan:

Kabel kuning mewakili kabel "data", yang pada dasarnya mengirim sinyal ke pengontrol motor yang mendorong motor untuk berputar.

Kabel hitam mewakili kabel negatif, atau "ground". Satu catatan penting adalah bahwa semua motor/komponen harus terhubung ke kabel ground negatif untuk dikendalikan oleh Arduino.

Kabel merah mewakili kabel positif. Kabel positif dan negatif harus berada di sirkuit agar bisa berfungsi.

Langkah 5: Langkah 3: Pengodean

Ini adalah bagian tersulit dari proyek untuk dipahami. Program kami memerlukan penggunaan Arduino IDE, yang dapat diunduh di situs web Arduino. Editor online Arduino dapat digunakan sebagai pengganti IDE yang diunduh jika lebih disukai.

IDE ARDUINO

Setelah IDE ini diunduh/siap digunakan, dan program yang telah kita buat diunduh ke dalam IDE, maka yang harus Anda lakukan hanyalah mengunggah kodenya ke Arduino, dan aspek perangkat lunak dari proyek ini selesai!

Catatan - file ZIP untuk kode proyek ini terlampir di bawah.

Pada dasarnya, program kami membaca nilai tegangan pada tingkat yang berkelanjutan, dan jika nilai tegangan berada di luar kisaran tertentu (yang menunjukkan flex), maka sinyal data dikirim ke pengontrol motor motor, mendorong motor untuk berputar. Selain itu, jika salah satu, atau kedua tombol ditekan, maka masing-masing motor berputar ke arah yang berbeda, memungkinkan robot untuk bergerak maju, mundur, dan berputar di kedua arah.

Langkah 6: Langkah 4: Rayakan

Setelah melakukan tiga langkah sebelumnya (membangun sasis dan sirkuit, serta mengunduh kode), Anda selesai! Yang harus Anda lakukan sekarang adalah memasang baterai 9 volt ke rel papan tempat memotong roti (baterai 2 9 Volt), baterai 9 volt ke mikrokontroler Arduino, dan Anda siap. Pasang sensor otot pada bisep Anda, nyalakan Arduino, dan FLEX! Ingat, menekan tombol akan memungkinkan Anda untuk memindahkan sasis ke kiri, kanan, dan belakang juga!

Terlampir adalah video untuk melihat proyek ini beraksi!