Flex Bot: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Használja ezt az oktatóanyagot egy négykerék -meghajtású robotváz elkészítéséhez, amelyet az ÖN izmai irányítanak!

1. lépés: A történet

Mi két junior vagyunk az Irvington High School -ból, és elvégezzük a Principles of Engineering -t, egy PLTW osztályt. Tanárnőnk, Berbawy asszony, lehetőséget adott nekünk, hogy válasszunk egy SIDE projektet, amely a Maker Faire Bay Area területén lesz látható. Végül találtunk egy "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com) nevű weboldalt, amely segített abban, hogy kifejlesszük azt az elképzelést, hogy izomhajlítást használjunk a motor mozgatására. Tanárunk ellátta az Arduino mikrokontrollert, az EMG izomérzékelőt, a vex felszerelést, az áthidaló vezetékeket és az elemeket. Ezt követően a korábbi programozási és robotikai ismereteinket (a versenyképes robotika és a szakmai gyakorlat során tanultak) alkalmaztuk egy olyan alváz megtervezésére, amelyet izmaink segítségével irányítunk! Ezt a projektet, amint azt az online kutatás után láttuk, igazából még senki sem végezte el, ami azt jelenti, hogy mindent a nulláról kellett létrehoznunk! Ez sok tesztelést, módosítást és újbóli tesztelést igényelt, de a végső projektmunkánk végső megtekintése megérte.

2. lépés: Alapvető leírás

A projektünk lényegében egy négykerekű, négymotoros robotváz, amelyet egy Arduino mikrovezérlő vezérli. Az Arduino -hoz csatlakozik egy EMG izomérzékelő, amely az izomfeszültség adatait továbbítja az Arduino analóg portjához. Az Arduino számos digitális csapját és a földelt/5 voltos csapokat az alváz tetején elhelyezett kenyérsütő táblához csatlakoztatja, 4 motort táplál, és adatjeleket küld nekik.

Összességében, ha az ember hajlik, az EMG érzékelő által rögzített feszültségváltozás jelzi a digitális portot, hogy adatokat küldjön a motorvezérlő adatcsapjának, amely végül bekapcsolja a motort. Ezenkívül két gombunk van az Arduino analóg csapjaihoz csatlakoztatva. Amikor megnyomja a gombokat, áramot küld az analóg érintkezőknek, és amikor ezek az analóg érintkezők regisztrálják az aktuális bemenetet, a motorok különböző irányokban forognak, hogy lehetővé tegyék az alváz előre, hátra, balra vagy jobbra haladását.

Az alábbiakban felsoroljuk, hogy mit kell vásárolni ehhez a projekthez:

- EMG érzékelő

- VEX 393 MOTOROK

- VEX motorvezérlők

- VEX HARDVER KIT

- VEX KEREKEK

- Kenyértábla és vezetékek

- ARDUINO UNO

- 9 VOLT AKKUMULÁTOR (sokra lesz szüksége, mivel ezek az elemek körülbelül 30 perc alatt lemerülnek a nagy mennyiségű jelenlegi 4 VEX motor használata miatt):

3. lépés: 1. lépés: a meghajtó

Ennek az alváznak a létrehozásához bármilyen hardvert/motort használhat, bár a VEX hardver, a VEX 4 -es verziójú motorok és a VEX motorvezérlők használata ajánlott. Ennek az alváznak az elkészítésekor figyelembe kell vennie a kenyérsütőlap, az Arduino mikrokontroller, az akkumulátorok és a kapcsolók felhelyezéséhez szükséges helyet. Ezenkívül a használt motoroknak PWM képességgel kell rendelkezniük. E projekt alkalmazásában ez lényegében azt jelenti, hogy a motornak pozitív, negatív és adatcsappal kell rendelkeznie. A folyamatos szervomotorok vagy motorvezérlővel ellátott egyenáramú motorok egyaránt rendelkeznek PWM képességgel.

A fenti információk mellett ez az alváz teljesen testreszabható az Ön igényei szerint, amennyiben rendelkezik 4 kerék meghajtással!

Íme néhány extra dolog, amelyet szem előtt kell tartani az alváz építése során (mindezek a mellékelt alvázképeken is láthatók!):

1) minden tengelyt két ponton kell alátámasztani a hajlítás elkerülése érdekében

2) A kerék nem érintkezhet közvetlenül az alváz oldalával (egy kis résnek kell lennie, amelyet távtartók használatával lehet elérni), ez csökkenti a súrlódást, amely lelassítja a kerék sebességét forduláskor

3) Használja a kerékagyakat a kerék másik oldalán (az alváztól távol), hogy rögzítse a kereket az alvázhoz

4. lépés: 2. lépés: Áramkörök

* Megjegyzés: ehhez a projekthez az áramkör létrehozásához NAGYON javasoljuk a tömör/előre hajlított kenyérpálcahuzal használatát, mivel ez sokkal tisztább/könnyebben érthető, miközben ellenőrzi az áramkört, hogy nincs-e hiba. A tömör huzal használatára példaként tekintse meg a projekt bevezető képeit. *

Ez a projekt a következő okok miatt használ kenyértáblát:

- feszültséget adni a több vezérelt motornak

- adatjelek küldése a motor motorvezérlőinek

- adatjelek fogadása a gombokról

- feszültség biztosítása az EMG érzékelőhöz

- adatjelek fogadása az EMG érzékelőből

Tekintse meg hivatkozásként a csatolt TinkerCAD áramköri képet.

Íme néhány lépés annak megértéséhez, hogy a TinkerCADcircuitry hogyan felel meg az általunk készített/használt áramkörnek:

A sárga vezetékek "adat" vezetékeket képviselnek, amelyek lényegében a jeleket küldik a motorvezérlőnek, és arra késztetik a motort, hogy forduljon.

A fekete vezetékek a negatív vagy "földelt" vezetéket jelentik. Fontos megjegyzés, hogy minden motort/ alkatrészt negatív földelővezetékhez kell csatlakoztatni, hogy az Arduino vezérelje.

A piros vezetékek a pozitív vezetéket jelképezik. A pozitív és negatív vezetékeknek az áramkörben kell lenniük, hogy működjenek.

5. lépés: 3. lépés: a kódolás

Ez a projekt legnehezebben értelmezhető része. A programunk megköveteli az Arduino IDE használatát, amely letölthető az Arduino webhelyéről. Az Arduino online szerkesztő használható a letöltött IDE helyett, ha szükséges.

ARDUINO IDE

Miután ezt az IDE -t letöltötték/használatra készek, és az általunk készített programot letöltötték az IDE -be, akkor csak fel kell töltenie a kódot az Arduino -ba, és a projekt szoftveres oldala kész!

Megjegyzés - a projekt kódjának ZIP fájlja alább található.

Lényegében programunk folyamatosan olvassa a feszültségértékeket, és ha a feszültségértékek egy bizonyos tartományon kívül esnek (ami hajlítást jelez), akkor egy adatjelet küld a motor motorvezérlője, ami arra készteti a motort, hogy forduljon. Ezenkívül, ha bármelyik gombot vagy mindkét gombot megnyomja, akkor az egyes motorok különböző irányokban forognak, lehetővé téve a robot számára, hogy előre, hátra és mindkét irányba forduljon.

6. lépés: 4. lépés: Ünnepelj

Miután elvégezte az előző három lépést (az alváz és az áramkör építése, valamint a kód letöltése), kész! Mindössze annyit kell tennie, hogy a 9 voltos elemeket a kenyérsütő sínekhez (2 9 voltos elemek), a 9 voltos elemeket az Arduino mikrokontrollerhez csatlakoztatja, és készen áll. Tegye az izomérzékelőt a bicepszére, kapcsolja be az Arduino -t és a FLEX -et! Ne feledje, hogy a gombok megnyomásával balra, jobbra és hátra is mozgathatja az alvázat!

Mellékelten egy videó, amely bemutatja a projekt működését!