ROBOT SPIDER ARDUINO (QUADRUPED): 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Hai teman-teman! Berikut adalah tutorial baru untuk memandu Anda langkah demi langkah saat membuat proyek elektronik super menakjubkan semacam ini yang merupakan "robot Perayap" yang dikenal juga sebagai "Robot Laba-laba" atau "Robot berkaki empat".

Karena setiap orang memperhatikan evolusi kecepatan tinggi dari teknologi robotika, kami memutuskan untuk membawa kalian ke tingkat yang lebih tinggi dalam robotika dan pembuatan robot. kami memulai beberapa waktu yang lalu dengan membuat beberapa proyek elektronik dasar dan robot dasar seperti PICTO92 robot pengikut garis untuk membuat Anda sedikit akrab dengan barang-barang elektronik dan menemukan diri Anda dapat menciptakan proyek Anda sendiri.

Pindah ke level lain, kita sudah mulai dengan robot ini yang merupakan konsep dasar tetapi akan menjadi sedikit rumit jika Anda mempelajari programnya lebih dalam. Dan karena gadget ini sangat mahal di toko web, kami menyediakan panduan langkah demi langkah ini untuk memandu kalian membuat Spiderbot sendiri.

Proyek ini sangat berguna untuk dibuat secara khusus setelah mendapatkan PCB khusus yang kami pesan dari JLCPCB untuk meningkatkan penampilan robot kami dan juga ada cukup dokumen dan kode dalam panduan ini untuk memungkinkan Anda membuat perayap dengan mudah.

Kami telah membuat proyek ini hanya dalam 7 hari saja, hanya dua hari untuk menyelesaikan pembuatan perangkat keras dan perakitan, kemudian lima hari untuk menyiapkan kode dan aplikasi android. untuk mengendalikan robot melewatinya. Sebelum memulai mari kita lihat dulu

Apa yang akan Anda pelajari dari tutorial ini:

1. Memilih komponen yang tepat tergantung pada fungsionalitas proyek Anda
2. Membuat sirkuit untuk menghubungkan semua komponen yang dipilih
3. Merakit semua bagian proyek
4. Penskalaan keseimbangan robot
5. Menggunakan aplikasi Android. untuk terhubung melalui Bluetooth dan mulai memanipulasi sistem

Langkah 1: Apa Itu "Robot Laba-laba"

Seperti namanya, robot kami adalah representasi dasar dari gerakan sipder tetapi tidak akan melakukan gerakan tubuh yang sama persis karena kami hanya menggunakan empat kaki, bukan delapan kaki.

Dinamakan juga Quadrupedrobot karena memiliki empat kaki dan melakukan gerakannya menggunakan kaki tersebut, gerakan setiap kaki terkait dengan kaki lainnya untuk mengidentifikasi posisi tubuh robot dan juga untuk mengontrol keseimbangan tubuh robot.

Robot berkaki menangani medan lebih baik daripada rekan-rekan beroda mereka dan bergerak dengan cara yang bervariasi dan kebinatangan. Namun, ini membuat robot berkaki lebih rumit, dan kurang dapat diakses oleh banyak pembuat. dan juga biaya pembuatan dan biaya tinggi yang harus dikeluarkan oleh pembuat untuk membuat tubuh berkaki empat penuh karena didasarkan pada motor servo atau motor stepper dan keduanya lebih mahal daripada motor DC yang dapat digunakan pada robot beroda.

Keuntungan

Anda akan menemukan hewan berkaki empat berlimpah di alam, karena empat kaki memungkinkan stabilitas pasif, atau kemampuan untuk tetap berdiri tanpa secara aktif menyesuaikan posisi. Hal yang sama berlaku untuk robot. Robot berkaki empat lebih murah dan sederhana daripada robot berkaki lebih banyak, namun tetap dapat mencapai stabilitas.

Langkah 2: Motor Servo Adalah Aktuator Utama

Sebuah servomotor seperti yang didefinisikan dalam wikipedia, adalah aktuator putar atau aktuator linier yang memungkinkan kontrol yang tepat dari posisi sudut atau linier, kecepatan dan percepatan. Ini terdiri dari motor yang cocok digabungkan ke sensor untuk umpan balik posisi. Ini juga membutuhkan pengontrol yang relatif canggih, seringkali modul khusus yang dirancang khusus untuk digunakan dengan servomotor.

Motor servo bukanlah kelas motor tertentu meskipun istilah motor servo sering digunakan untuk merujuk pada motor yang cocok untuk digunakan dalam sistem kontrol loop tertutup.

Secara umum sinyal kontrol adalah rangkaian pulsa gelombang persegi. Frekuensi umum untuk sinyal kontrol adalah 44Hz, 50Hz, dan 400Hz. Lebar pulsa positif inilah yang menentukan posisi servo. Lebar pulsa positif sekitar 0,5 ms akan menyebabkan tanduk servo membelokkan sebanyak mungkin ke kiri (umumnya sekitar 45 hingga 90 derajat tergantung pada servo yang bersangkutan). Lebar pulsa positif sekitar 2,5 ms hingga 3,0 ms akan menyebabkan servo membelok ke kanan sejauh mungkin. Lebar pulsa sekitar 1,5 ms akan menyebabkan servo menahan posisi netral pada 0 derajat. Output tegangan tinggi umumnya antara 2,5 volt dan 10 volt (dengan tipikal 3V). Output tegangan rendah berkisar dari -40mV hingga 0V.

Langkah 3: Pembuatan PCB (Diproduksi oleh JLCPCB)

Tentang JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), adalah perusahaan prototipe PCB terbesar di Cina dan produsen teknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam prototipe PCB cepat dan produksi PCB batch kecil.

Dengan pengalaman lebih dari 10 tahun di bidang manufaktur PCB, JLCPCB memiliki lebih dari 200.000 pelanggan di dalam dan luar negeri, dengan lebih dari 8.000 pesanan online pembuatan prototipe PCB dan produksi PCB dalam jumlah kecil per hari. Kapasitas produksi tahunan adalah 200, 000 sq.m. untuk berbagai PCB 1-layer, 2-layer atau multi-layer. JLC adalah produsen PCB profesional yang menampilkan skala besar, peralatan sumur, manajemen yang ketat, dan kualitas unggul.

Kembali ke proyek kami

Untuk memproduksi PCB, saya telah membandingkan harga dari banyak produsen PCB dan saya memilih JLCPCB pemasok PCB terbaik dan penyedia PCB termurah untuk memesan sirkuit ini. Yang perlu saya lakukan hanyalah beberapa klik sederhana untuk mengunggah file gerber dan mengatur beberapa parameter seperti warna dan kuantitas ketebalan PCB, kemudian saya hanya membayar 2 Dolar untuk mendapatkan PCB saya setelah lima hari saja.

Seperti yang menunjukkan gambar skema terkait, saya telah menggunakan Arduino Nano untuk mengontrol seluruh sistem juga saya telah merancang bentuk robot laba-laba untuk membuat proyek ini jauh lebih baik.

Anda bisa mendapatkan file Sirkuit (PDF) dari sini. Seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, PCB dibuat dengan sangat baik dan saya memiliki bentuk laba-laba PCB yang sama dengan yang kami rancang dan semua label dan logo ada untuk memandu saya selama langkah penyolderan.

Anda juga dapat mengunduh file Gerber untuk sirkuit ini dari sini jika Anda ingin memesan desain sirkuit yang sama.

Langkah 4: Bahan

Sekarang mari kita tinjau komponen yang diperlukan untuk proyek ini, jadi seperti yang saya katakan, saya menggunakan Arduino Nano untuk menjalankan semua 12 motor servo dari robot empat kaki. Proyek ini juga menyertakan layar OLED untuk menampilkan wajah Cozmo dan modul bluetooth untuk mengontrol robot melalui aplikasi android.

Untuk membuat proyek semacam ini kita perlu:

• - PCB yang kami pesan dari JLCPCB
• - 12 motor Servo seperti yang Anda ingat 3 servos untuk setiap kaki:
• - Satu Arduino Nano:
• - Modul Bluetooth HC-06:
• - Satu layar Tampilan OLED:
• - LED RGB 5mm:
• - Beberapa konektor header:
• - Dan tubuh robot yang Anda butuhkan untuk mencetaknya menggunakan printer 3D

Langkah 5: Robot Merakit

Sekarang kita sudah menyiapkan PCB dan semua komponen disolder dengan sangat baik, setelah itu kita perlu merakit badan robot, prosedurnya sangat mudah jadi ikuti saja langkah-langkah yang saya tunjukkan, pertama-tama kita perlu mempersiapkan setiap kaki samping dan membuat satu led kita membutuhkan dua motor servo untuk sambungan dan bagian yang dicetak Coxa, Femur dan Tibia dengan bagian pemasangan kecil ini.

Tentang potongan Tubuh robot, Anda dapat mengunduh file STL-nya dari sini.

Dimulai dari servo pertama, masukkan ke dalam soketnya dan tahan dengan sekrupnya, setelah itu putar kapak servo ke 180 ° tanpa memasang sekrup untuk menempel dan pindah ke bagian berikutnya yaitu Femur untuk menghubungkannya ke tibia menggunakan kapak sambungan servo pertama dan bagian lampiran. Langkah terakhir untuk melengkapi kaki adalah menempatkan sendi kedua yang saya maksud adalah servo kedua untuk menahan bagian kaki ketiga yang merupakan potongan Coxa.

Sekarang ulangi hal yang sama untuk semua kaki untuk menyiapkan empat kaki. Setelah itu ambil sasis atas dan letakkan sisa servos di soketnya dan kemudian sambungkan setiap kaki ke servo yang sesuai. Hanya ada satu bagian tercetak terakhir yang merupakan sasis robot bawah di mana kami akan menempatkan papan sirkuit kami

Langkah 6: Aplikasi Android

Berbicara tentang android up memungkinkan Anda untuk

terhubung ke robot Anda melalui Bluetooth dan membuat gerakan maju dan mundur dan belok kiri ke kanan, ini memungkinkan Anda juga untuk mengontrol warna cahaya robot secara real time dengan memilih warna yang diinginkan dari roda warna ini.

Anda dapat mengunduh aplikasi Android secara gratis dari tautan ini: di sini

Langkah 7: Kode Arduino dan Validasi Uji

Sekarang kita memiliki robot yang hampir siap untuk dijalankan tetapi kita perlu mengatur sudut sambungan terlebih dahulu, jadi unggah kode pengaturan yang memungkinkan Anda untuk menempatkan setiap servo di posisi yang tepat dengan memasang servo dalam 90 derajat jangan lupa untuk menghubungkan 7V Baterai DC untuk menjalankan robot.

Selanjutnya kita perlu mengupload program utama untuk mengontrol robot menggunakan aplikasi android. Kedua program tersebut dapat Anda unduh dari tautan berikut:

- Penskalaan kode servo: tautan unduhan - Program utama robot laba-laba: tautan unduhan

Setelah mengupload kode, saya menghubungkan layar OLED untuk menampilkan senyum robot Cozmo yang saya buat di kode utama.

Seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, robot mengikuti semua instruksi yang dikirim dari ponsel cerdas saya dan masih ada beberapa perbaikan lain yang harus dilakukan untuk membuatnya lebih banyak mentega.