Arduino Robot ARM 4

 Overview 

I denne instruktion vil vi introducere dig gennem det sjove projekt med Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Dette DIY Arduino UNO-baserede Bluetooth-robotkit er baseret på Arduino Uno-udviklingskort. Dette meget enkle og nemme at bygge kit er det perfekte Arduino-projekt for begyndere og er en fantastisk læringsplatform til at komme ind i Robotics and Engineering.

Robotarmen leveres fladt til montering og kræver meget minimal lodning for at få den op at køre. Integrerer 4 SG90 servoer, der tillader 4 grader af bevægelse og kan opfange lette genstande med kloen. Armstyring kan udføres af de 4 potentiometre. Lad os komme igang!

Kom godt i gang: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

Hvad er Arduino?

Arduino er en open source-elektronikplatform baseret på brugervenlig hardware og software. Arduino-kort kan læse indgange - lys på en sensor, en finger på en knap eller en Twitter-besked - og gøre det til et output - aktivere en motor, tænde en LED og offentliggøre noget online. Du kan fortælle dit tavle, hvad du skal gøre ved at sende et sæt instruktioner til mikrocontrolleren på tavlen. For at gøre dette bruger du Arduino programmeringssprog (baseret på ledningsføring) og Arduino software (IDE), baseret på behandling.

Hvad er IDUINO UNO?

iDuino Uno er på ATmega328. Den har 14 digitale input/output-ben (hvoraf 6 kan bruges som PWM-udgange), 6 analoge indgange, en 16 MHz keramisk resonator, en USB-forbindelse, et strømstik, en ICSP-header og en nulstillingsknap. Den indeholder alt, hvad der er nødvendigt for at understøtte mikrocontrolleren; Tilslut det blot til en computer med et USB-kabel, eller tænd det med en AC-til-DC-adapter eller batteri for at komme i gang.

Software installation

I dette afsnit vil vi introducere dig udviklingsplatformen, hvor du omsætter kreativt sind til koder og lader det flyve.

Arduino Software/IDE

Åbn Windows-baseret app ved at dobbeltklikke på den og følg vejledningen for at fuldføre (Husk at installere alt-driveren til Arduino). Let!

Figur 1 Installation af drivere

Tilslutning af dit UNO-kort med din computer

Forbinder UNO og din pc med et blåt USB-kabel, og hvis den er tilsluttet korrekt, vil du se den grønne strøm-LED lyse og en anden orange LED blinker.

Figur 2 Tjek din specielle COM og noter nummeret ned

Find dit seriel COM-nummer og noter det.

Vi skal finde ud af, hvilken kanal COM i øjeblikket kommunikerer mellem PC og UNO. Følg stien: Kontrolpanel | Hardware og lyd | Enheder og printere | Enhedshåndtering | Havne (COM & LPT) | Arduino UNO (COMx)

Notér COM-nummeret, da vi kræver dette senere. Da COM-porten kan variere fra gang til gang, er dette trin afgørende. I dette tilfælde til demonstrationsformål bruger vi COM 4.

Spil med din første "Hello World" LED f.eksample

Lad os først fortælle IDE, hvor vi finder vores Arduino-port, og hvilket bord du bruger i øjeblikket: Følgende instruktion (figur 3 og 4) viser detaljerne:

Konfiguration af porte

Konfiguration af bestyrelsen

Det er tid til at lege med din første simple example. Følger stien forbi File | Eksamples | 01. Grundlæggende | Blinke. Et nyt kodevindue ville poppe op, tryk på pilesymbolet for at uploade. Du vil bemærke, at den orange LED blinker næsten hvert sekund.

Hardware installation

4 x Servo SG90 med servopakke (skrue og møtrikker inkluderet) 4 x bundstativer med beskyttelsesdæksel (let at fjerne) og skruepakke Robotarm forlængerkort med separat strømstik (se venligst strømløsning) USB-kabel Iduino UNO Board
I rackpakken, fra venstre mod højre:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Tapning skævt M3 møtrik

Kredslodning

Dette Robot Arm Kit kræver meget minimal lodning for at få alt til at fungere og køre. Robot Arm Extension Board bruges til at forbinde interface mellem controller, i dette projekt, de fire potentiometre og Iduino UNO Board.

Forsigtighed: Vær forsigtig, når du bruger varmt loddekolbe.

Figur 3 Grundlæggende illustration af Robot ARM-kort

Forberede:

1. En robotarm forlængerplade
2. Et 12V sort strømstik
3. 52P Pin overskrifter
4. Én blå ekstern strømforsyningsgrænseflade
5. En sort Bluetooth-grænseflade

Lod derefter stifter til servoerne og strømstikket.

Vær opmærksom på, at pins til servo-grænsefladen vender opad, for Iduino-grænsefladen nedad.

Lod derefter de fire potentiometre

Jumperhætten bruges til genvej Robot Arm Extension Board og Iduino UNO Board, hvilket betyder, at du ikke behøver at strømforsyne Iduino UNO-kortet separat.
Sæt jumperhætten i, da vi bruger en ekstern strømforsyning, 12V batteriboks.

Sæt derefter fire sølvdæksler på de nøgne potentiometre. Nu er du færdig med loddedelen!

Software debugging

Arduino UNO-kode upload

Robotten vil udføre, hvordan den er programmeret. At forstå og absorbere, hvad der er inde i Iduino UNO-kortet, dvs. programmeringskoden er en kritisk del af læreprocessen. I dette afsnit er vores slutmål at sikre, at servoer og potentiometre fungerer godt.

Hvis dette er dit første Arduino-projekt, følg venligst instruktionerne omhyggeligt. Først skal du downloade de relaterede koder fra vores webwebsted.

• Dobbeltklik på ikonet for at åbne programmet og åbne file i stien: File | Åben

• Åbn me_arm3.0 Arduino file

Software debugging

Klik på upload-knappen med højre pil på værktøjslinjen for at uploade din file til UNO

Færdig med at uploade status, hvis ikke, tjek bestyrelsen og havnene i 3.2 afsnit for at sikre, at du tilslutter din UNO korrekt

Servo debugging

Så lad os teste vores servoer for at se, om de kører problemfrit. Servoerne skal rotere jævnt, mens du spiller rundt med tilsvarende potentiometre. Hvis ikke, så sørg for, at du har uploadet din kode korrekt med "Done upload"-tegnet beskrevet ovenfor, og sæt servokortet fast på UNO-kortet med hver af stifterne korrekt på linje. Vigtigst af alt, tilslut den pålidelige strømforsyning korrekt, hvor strømforsyningsinstruktionerne vil blive illustreret i næste del. Læs det omhyggeligt, ellers kan du brænde din Arduino-kernemikrocontroller ud.

Servo har tre stifter:

• Signal
• GND
• VCC

Rotationsvinklen reguleres af PWM (pulsbreddemodulation) signaldriftscyklus. Frekvensen af ​​PWM er normalt i området fra 30 til 60Hz - dette er såkaldt opdateringshastighed. Hvis denne opdateringshastighed er for lille, reduceres servoens nøjagtighed, da den begynder at miste sin position med jævne mellemrum, hvis hastigheden er for høj, så kan servo begynde at skravle. Det er vigtigt at vælge den optimale hastighed, den servomotor kan låse sin position.

Sørg for, at hver servo fungerer godt, da de er svære at fjerne.

Forbind servogrænsefladen til UNO servoåbningen én efter én, fra slot 4 til slot 1, som styres af det tilsvarende potentiometer

Sæt 9-12v 2A strømforsyningen i Arduino-strømstikket med jumperhætten (servokortet) på

Strømforsyning

Strøm spiller en afgørende rolle i kørsel af Robot Arm-systemet, da mangel på strømforsyning kan føre til jitter i servostyretøjet, og programmet vil køre unormalt. Der kræves to uafhængige strømforsyninger, en til at drive Uno-udviklingskortet og en anden til at drive potentiometer servocontrollere. I dette afsnit introducerer vi dig flere strømforsyningsalternativer for din bekvemmelighed:

1. (Anbefalet) Brug en 5V 2A strømadapter og sæt den i 2.1 mm DC-stikket på potentiometerkortet.
2. (Alternativt) Brug en 5V 2A strømforsyning og afslut i den blå klemrække på potentiometerkortet.
3. (Anbefalet) Brug en 9v til 12v strømadapter til Arduino UNO-udviklingskortet via 2.1 mm DC-stikket på Uno-kortet.
4. (Alternativt) Brug et medfølgende USB A til B (printerkabel) til at levere en konstant 5V strømindgang til Uno-kortet fra en UB-oplader, pc eller bærbar computer.

NOTE: Når du foretager ændringer af koden på Uno-kortet, skal du sørge for at fjerne Robot Arm Servo Controller-kortet fra Uno-udviklingskortet og afbryde Uno-kortets strømforsyning. Ellers kan det forårsage uoprettelig skade på din robot og pc, da det kan drive en stor strøm gennem din USB-port.

Systemfejlfinding

Rack montering

I dette afsnit guider vi dig gennem robotarmbasen og installationen af ​​stativet.

• Kig beskyttelsespapiret af stativbunden af

Forbered emnerne:

• Grundlag
• 4 x M3 møtrikker
• 4 x M3 * 30 mm skruer

• Saml delene som vist til venstre

Forbered emnerne:

• 4 x M3 møtrikker
• 4 x M3 *10mm
• skruer

• Fastgør skruerne og møtrikkerne som vist til venstre, som bruges til at fastgøre vores Iduino UNO Board

Forbered derefter emnerne:

• 2x M3 *8mm skruer
• Sort Servo holder
• Sort Servo rack

• Træk kabelgevindet gennem servobeslagets hul efter behov for at forbinde til Iduino UNO Board i følgende trin

Indsæt derefter servobeslagets holder på toppen af ​​servoholderen. Nu kan du se Servo er sikret og klemt mellem holder og beslag.

 

• Det skal se sådan ud

• Fastgør den derefter som vist til venstre

• Det skal se sådan ud

Forbered derefter genstande til at bygge Forearm of the Robot

1. 2 x M3 *8mm skruer
2. Et servobeslag
3. En Servo SG90
4. En sort hovedarmbase

• Fastgør servoen med beslag og base på samme måde som anvist i den sidste servo

• Forbered emnerne:

1. 1 x M2.5 skrue
2. Et Servohorn

• Fastgør hornet på den sorte hovedarm akryl med M2.5 skrue

• Sæt hovedarmen på servoen og drej den med uret, indtil den holder op med at rotere, da den er programmeret til at dreje mod uret.

• Træk hovedarmen ud og sæt den vandret tilbage, dette trin er for at sikre, at Servo vil dreje antiklokkekvis fra netop dette punkt (0 grader) og ikke brække armen, når strømmen tændes for at rotere

• Saml en selvskærende skrue fra stativpakken og fastgør den vist til venstre

• Forbind to aktive led med skrue, husk ikke at overspænde skruerne, da de skal rotere frit

• Forbered emnerne:

1.  2 x M3*10mm
2. M3 møtrikker
3. To sorte Clapboard akryl

• Placer de to Clapboard Acryl i den tilsvarende vingespalte

• Indsæt først klappepladen i de tilsvarende slidser, og i de følgende trin vil den blive fastgjort med en skrue og møtrik på hver side

• Indsæt derefter stativbunden i den tilsvarende slids mellem to klapper

• Det skal se sådan ud

• Fastgør klappepladen på hovedarmbasen med et par skruer og møtrikker.

Tip: Hold møtrikken i slidsen, og skru derefter M3'en ind.

• Fastgør klappen på begge sider som vist til venstre

• Fastgør rygraden af ​​akryl mellem underarm og hovedarm ved at:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. to nødder

Tip: Hold møtrikken i slidsen, og skru derefter M3'en ind.

• Fix den anden side også

• Forbered derefter M3*6mm skrue og en lang arm akryl

• Fastgør den nederst til højre

• Brug derefter en anden sort lang arm med tre aktive led til at forbinde to underarmsled

• Fastgør venligst skruerne i den rigtige rækkefølge. Rygrad akryl i nederste underarm i midten og den anden ligger på toppen

• Forbered emnerne til at bygge højre sidestøttearm:

1. To M3 * 8
2. En sort cirkulær afstandsholder
3. En sort støttearm
4. Et sort trekant støttestik

• Fastgør den første skrue som vist til venstre. Den cirkulære afstandsholder ligger i mellem.

Venligst ikke overspænd skruerne, da der er aktive samlinger, da de skal rotere frit uden at gnide de tilstødende akryl

• Fastgør den anden ende med sort støttearm.

• Det skal se sådan ud. Nu har underarmen stadig tre frie dinglende ender, som til sidst forbindes for at sikre klodelen.

• Forbered Claw-servodelene:

1. To firkantede servobeslag
2. 4 x M3* 8mm skruer
3. En servo
4. To stik tilbehør

• Placer det firkantede beslag i bunden, og træk kablerne ud efter behov for at forbinde til Robot Extension Board

• Det skal se sådan ud

• Placer rektangelbeslaget på toppen af ​​Servoen og fastgør Servoen med fire M3*8mm skruer

• Fastgør de to kløer på det rektangulære servobeslag med to M3*6mm skruer.

Husk at sætte en sort cirkulær afstandsholder imellem for at reducere friktionen.

• Så samles:

1. 4 x M3 *8 mm skruer
2. Et kort stik
3. En cirkulær afstandsholder

• Fastgør den på venstre side af kloen som vist til venstre.

Husk at sætte afstandsstykket imellem

• Forbered følgende for at forbinde Claw og Triangle support connector:

1. To M3*8mm skruer
2. Ét afstandsstykke
3. En støttearm

• Fastgør støttearmen til trekantsstikket

• Så kan hele Claw-delen sikres med de tre frit dinglende underarmsender.

Spænd venligst ikke skruerne for aktive samlinger.

• Klargør tappeskruen i Servo-pakken og servohornet.

• Fastgør hornet med skrue som vist til venstre

• Træk kløerne vidt åbne og indsæt derefter den korte arm, vi lavede i sidste trin, og skru den fast.

• Fastgør Iduino UNO-kortet på basen

• Placer Robot Arm Extension Board på toppen af ​​Iduino UNO-kortet.

Sørg for, at benene er tilsluttet korrekt.

• Anbring derefter robotarmsystemet på basens servostativ og fastgør det på basisservoen med en skrue.

Nu er du færdig med hele installationen!

 

Rack debugging

Nu er det tid til at forbinde dine servoer til din Arduino UNO.

Servo 1	Klo servo
Servo 2	Hoved servo
Servo 3	Underarm servo
Servo 4	Rotationsservo

Tag dig god tid og lav de korrekte ledninger ved at følge ovenstående instruktion.

Servo har tre stifter:

• Signal
• GND
• VCC

Samlet systemfejlretning

Før vi tænder for strømmen, er der flere ting, vi stadig skal kontrollere:

1. Sørg for, at hvert led kan rotere jævnt, ellers ville det drive en stor mængde strøm i servoen, hvilket fører til en "blokeret" situation, og servoerne kan let blive brændt ud
2. Juster potentiometeret, så det passer til det komfortable servoarbejdsområde. Servoen kan arbejde med vinklen: 0 ~ 180 grader uden nogen begrænsning, men til dette særlige projekt kan servoen ikke på grund af den mekaniske struktur. Det er derfor vigtigt at ændre potentiometeret til korrekt position. Ellers, hvis en af ​​de fire servo sætter sig fast, vil servoen dræne en stor strøm, som kan forårsage uoprettelig skade på servoerne.
3. Skift potentiometeret jævnt og langsomt, da servoer kræver tid til at dreje
4. Strømforsyningsmuligheder: Giver ensartet og stabil strømforsyning til servoeroperationer

God fornøjelse med din armrobot

Manuel kontrol

Til manuel styring; med jumperhætten indsat på Robot Arm Extension Board kan du styre din Robot Arm ved at justere de fire potentiometre.

PC kontrol interface

I dette afsnit kan du styre din robotarm ved at tilslutte USB-porten til Iduino UNO Board. Med seriel kommunikation via USB-kabel sendes kommandoen fra den øverste computersoftware, som kun er tilgængelig for Windows-brugere i øjeblikket.

Først skal du kopiere den nye øverste computersoftwarekontrolkode til dit Arduino UNO Board.

Dobbeltklik på

"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".

Tryk derefter på upload-knappen.

Download softwareapplikationen fra her: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, kredit til microbotlab.com

• Åbn appen, og tryk på OK for at fortsætte

• Tilslut venligst Arduino USB, før du starter Mecon-softwaren til automatisk portdetektion, eller brug knappen "Scan efter porte" for at opdatere tilgængelige porte. Vælg USB-porten.

• I dette tilfælde for at demonstrere, bruger vi COM6.

Dette COM-nummer kan variere fra sag til sag. Tjek venligst Device Manager for korrekt COM-portnummer.

• Styr robotarmen ved at skubbe servo 1/2/3/4 stængerne

Nu er det tid til at have det sjovt! Tænd for strømmen, og se, hvordan din DIY Arduino Robot Arm går! Efter den endelige samling og aktivering kan robotarmen kræve justeringer og fejlretning. Robotten vil udføre, hvordan den er programmeret. At finde ud af, hvad koden gør, er en del af læringsprocessen. Genåbn din Arduino IDE, og vi forsikrer, at du vil lære en masse, når du får en dyb forståelse af koden.

Tag venligst sensorkortet ud af Arduino UNO-kortet og afbryd 18650-strømforsyningen for at ændre din kode. Ellers kan det forårsage uoprettelig skade på din robot og pc, da det kan drive en stor strøm gennem din USB-port.

Dette sæt er kun et udgangspunkt og kan udvides til at inkorporere andre sensorer og moduler. Du er begrænset af din fantasi.

TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF mekanisk klosæt manual – Download [optimeret]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF mekanisk klosæt manual – Download

Referencer

• Brugermanual