Robot Arduino ARM 4

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En esta instrucción, le presentaremos el divertido proyecto del kit de garra mecánica Arduino Robot Arm 4DOF. Este kit de robot Bluetooth DIY basado en Arduino UNO se basa en la placa de desarrollo Arduino Uno. Este kit muy simple y fácil de construir es el proyecto Arduino perfecto para principiantes y es una gran plataforma de aprendizaje para ingresar a la robótica y la ingeniería.

El brazo robótico viene en paquete plano para ensamblar y requiere una soldadura mínima para ponerlo en funcionamiento. Integra 4 servos SG90 que permiten 4 grados de movimiento y pueden recoger objetos ligeros con la garra. El control del brazo se puede realizar mediante los 4 potenciómetros. ¡Empecemos!

Para comenzar: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

¿Qué es Arduino?

Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware y software fáciles de usar. Las placas Arduino pueden leer entradas (luz en un sensor, un dedo en un botón o un mensaje de Twitter) y convertirlo en una salida, activando un motor, encendiendo un LED, publicando algo en línea. Puede decirle a su tablero qué hacer enviando un conjunto de instrucciones al microcontrolador en el tablero. Para hacerlo, utiliza el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el Software Arduino (IDE), basado en Processing.

¿Qué es IDUINO UNO?

El iDuino Uno está en el ATmega328. Tiene 14 pines de entrada / salida digital (de los cuales 6 se pueden usar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador cerámico de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, un encabezado ICSP y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para soportar el microcontrolador; simplemente conéctelo a una computadora con un cable USB o enciéndalo con un adaptador de CA a CC o una batería para comenzar.

Instalación de software

En esta sección, le presentaremos la plataforma de desarrollo donde traduce la mente creativa en códigos y la deja volar.

Software Arduino / IDE

Abra la aplicación basada en Windows haciendo doble clic en ella y siga las instrucciones para completar (recuerde instalar todo el controlador para Arduino). ¡Fácil!

Figura 1 Instalación de controladores

Conectando su placa UNO con su computadora

Conectando UNO y su PC mediante un cable USB azul, y si está conectado correctamente, verá que el LED de alimentación verde se ilumina y otro LED naranja parpadea.

Figura 2 Verifique su COM especial y anote el número

Busque su número de serie COM y anótelo.

Necesitamos averiguar qué canal COM se está comunicando actualmente entre PC y UNO. Siguiendo el camino: Panel de control | Hardware y sonido | Dispositivos e impresoras | Administrador de dispositivos | Puertos (COM y LPT) | Arduino UNO (COMx)

Anote el número COM ya que lo requeriremos más adelante. Como el puerto COM puede variar de vez en cuando, este paso es vital. En este caso, para fines de demostración, estamos utilizando COM 4.

Juega con tu primer ex LED "Hello World"ample

En primer lugar, digamos a IDE dónde encontrar nuestro puerto Arduino y qué placa está utilizando actualmente: La siguiente instrucción (Figura 3 y 4) muestra los detalles:

Configuración de puertos

Configuración de la placa

Es hora de jugar contigo primer ex simpleample. Siguiendo el camino por File | Examples | 01. Conceptos básicos | Parpadear. Aparecerá una nueva ventana de código, presione el símbolo de flecha para cargar. Notará que el LED naranja parpadea casi cada segundo.

Instalación de hardware

4 x Servo SG90 con paquete de servo (tornillos y tuercas incluidos) 4 x Racks de base con tapa de protección (fácil de quitar) y paquete de tornillos Placa de extensión de brazo robótico con conector de alimentación independiente (consulte la solución de alimentación) Cable USB Junta de Iduino UNO
En el paquete de rejillas, de izquierda a derecha:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Tocando sesgo Tuerca de M3

Soldadura de circuito

Este kit de brazo robótico requiere una soldadura mínima para que todo funcione y funcione. La placa de extensión del brazo robótico se utiliza para conectar la interfaz entre el controlador, en este proyecto, los cuatro potenciómetros y la placa Iduino UNO.

Precaución: Tenga cuidado al utilizar un soldador caliente.

Figura 3 Ilustración básica de la placa Robot ARM

Prepárese:

1. Una placa de extensión de brazo robótico
2. Un conector de alimentación negro de 12 V
3. 52P Pin encabezados
4. Una interfaz de fuente de alimentación externa azul
5. Una interfaz Bluetooth negra

Luego suelde los pines para los servos y el conector de alimentación.

Tenga en cuenta que los pines para la interfaz del servo están orientados hacia arriba, para la interfaz Iduino hacia abajo.

Luego suelde los cuatro potenciómetros

La tapa del puente se utiliza para la placa de extensión de brazo robótico de acceso directo y la placa Iduino UNO, lo que significa que no tiene que alimentar la placa Iduino UNO por separado.
Inserte la tapa del puente ya que estamos usando una fuente de alimentación externa, caja de batería de 12V.

Luego coloque cuatro cubiertas plateadas en los potenciómetros desnudos. ¡Ahora ha completado la parte de soldadura!

Depuración de software

Carga de código Arduino UNO

El robot funcionará según la forma en que esté programado. Comprender y absorber lo que hay dentro de la placa Iduino UNO, es decir, el código de programación es una parte fundamental del proceso de aprendizaje. En esta sección, nuestro objetivo final es asegurarnos de que los servos y potenciómetros funcionen bien.

Si este es su primer proyecto Arduino, siga las instrucciones cuidadosamente. En primer lugar, descargue los códigos relacionados de nuestro websitio.

• Haga doble clic en el icono para abrir el programa y abra el file en el camino: File | Abierto

• Abra el me_arm3.0 Arduino file

Depuración de software

Haga clic en el botón de carga con la flecha hacia la derecha en la barra de herramientas para cargar su file a UNO

Termine de cargar el estado, si no, verifique la placa y los puertos en el 3.2 sección para asegurarse de que está conectando su UNO correctamente

Depuración de servos

Entonces probemos nuestros servos para ver si están funcionando sin problemas. Los servos deben girar suavemente mientras juegas con los potenciómetros correspondientes. Si no es así, asegúrese de haber cargado su código correctamente con el letrero "Carga completa" descrito anteriormente e inserte la placa de servo firmemente en la placa UNO con cada uno de los pines alineados correctamente. Lo más importante es enchufar la fuente de alimentación confiable correctamente donde se ilustrarán las instrucciones de la fuente de alimentación en la siguiente parte. Léalo atentamente, de lo contrario, puede quemar su microcontrolador central Arduino.

El servo tiene tres pines:

• Señal
• Tierra
• CCV

El ángulo de rotación está regulado por el ciclo de trabajo de la señal PWM (modulación de ancho de pulso). La frecuencia de PWM generalmente está en el rango de 30 a 60Hz, esto se llama frecuencia de actualización. Si esta frecuencia de actualización es demasiado pequeña, entonces la precisión del servo se reduce a medida que comienza a perder su posición periódicamente si la frecuencia es demasiado alta, entonces el servo puede comenzar a vibrar. Es importante seleccionar la velocidad óptima, ya que el servomotor podría bloquear su posición.

Asegúrese de que cada servo funcione bien, ya que son difíciles de quitar..

Conecte la interfaz del servo a la ranura del servo UNO una por una, desde la ranura 4 a la ranura 1, que están controladas por el potenciómetro correspondiente

Conecte la fuente de alimentación 9-12v 2A en el conector de alimentación Arduino con la tapa del puente (la placa Servo) en

Fuente de alimentación

La energía juega un papel vital en el funcionamiento del sistema del brazo robótico, ya que la deficiencia de la fuente de energía puede provocar la inestabilidad del mecanismo de dirección del servo y el programa funcionaría de manera anormal. Se requerirán dos fuentes de alimentación independientes, una para controlar la placa de desarrollo Uno y otra para controlar los servocontroladores del potenciómetro. En esta sección, le presentamos varias alternativas de suministro de energía para su conveniencia:

1. (Recomendado) Utilice un adaptador de corriente de 5 V 2 A y conéctelo a la toma de CC de 2.1 mm en la placa del potenciómetro.
2. (Alternativamente) Utilice una fuente de alimentación de 5 V 2 A y termine en el bloque de terminales azul en la placa del potenciómetro.
3. (Recomendado) Utilice un adaptador de corriente de 9v a 12v para la placa de desarrollo Arduino UNO a través de la toma de CC de 2.1 mm en la placa Uno.
4. (Alternativamente) Utilice un USB A a B (cable de impresora) suministrado para proporcionar una entrada de alimentación constante de 5 V en la placa Uno desde un cargador UB, PC o computadora portátil.

NOTA: Al realizar modificaciones en el código de la placa Uno, asegúrese de quitar la placa del servocontrolador del brazo del robot de la placa de desarrollo Uno y desconecte la fuente de alimentación de la placa Uno. De lo contrario, puede causar daños irreparables a su Robot y PC, ya que puede conducir una gran corriente a través de su puerto USB.

Depuración del sistema

Montaje en bastidor

En esta sección lo guiamos a través de la instalación del bastidor y la base del brazo robótico.

• Retire el papel de protección de la base del bastidor.

Prepare los artículos:

• Base
• 4 x tuercas M3
• 4 x tornillos M3 * 30 mm

• Ensamble las piezas como se muestra a la izquierda

Prepare los artículos:

• 4 x tuercas M3
• 4 x M3 * 10 mm
• tornillos

• Apriete los tornillos y tuercas como se muestra a la izquierda, que se utilizan para asegurar nuestra placa Iduino UNO

Luego prepare los artículos:

• 2x tornillos M3 * 8 mm
• Soporte servo negro
• Rack de servo negro

• Pase la rosca del cable a través del orificio del soporte del servo según sea necesario para conectarlo a la placa Iduino UNO en los siguientes pasos

Luego inserte el soporte del soporte del servo en la parte superior del soporte del servo. Ahora puede ver que el Servo está asegurado e intercalado entre el soporte y el soporte.

 

• Debe tener un aspecto como este

• Luego asegúrelo como se muestra a la izquierda

• Debe tener un aspecto como este

Luego, prepara elementos para construir el antebrazo del robot.

1. 2 x tornillos M3 * 8 mm
2. Un soporte de servo
3. Un Servo SG90
4. Una base de brazo principal negra

• Asegure el Servo con Soporte y Base de la misma manera que se indica en el último Servo

• Prepare los artículos:

1. 1 x tornillo de rosca M2.5
2. Un cuerno de servo

• Asegure la bocina en el acrílico negro del brazo principal con un tornillo de rosca M2.5

• Inserte el brazo principal en el servo y gírelo en el sentido de las agujas del reloj hasta que deje de girar, ya que está programado para girar en el sentido contrario a las agujas del reloj.

• Saque el brazo principal y colóquelo de nuevo horizontalmente, este paso es para asegurarse de que el Servo se vuelva anticloc.kwise desde este mismo punto (0 grados) y no romper el brazo cuando se enciende para girar

• Reúna un tornillo autorroscante del paquete del bastidor y fíjelo como se muestra a la izquierda.

• Conecte dos uniones activas con un tornillo, recuerde que no apriete demasiado los tornillos, ya que deben girar libremente.

• Prepare los artículos:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. Tuercas M3
3. Acrílico de dos tablillas negras

• Coloque los dos acrílicos de la tablilla en la ranura del ala correspondiente

• En primer lugar, inserte la tablilla en las ranuras correspondientes y en los siguientes pasos se asegurará con un tornillo y una tuerca en cada lado.

• Luego inserte la base del rack en la ranura correspondiente entre dos tablillas

• Debe tener un aspecto como este

• Asegure la tablilla en la base del brazo principal con un par de tornillos y tuercas.

Consejo: Sujete la tuerca en la ranura y luego atornille el M3.

• Asegure la tablilla en ambos lados como se muestra a la izquierda

• Asegure el acrílico de la columna vertebral entre el antebrazo y el brazo principal de la siguiente manera:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. dos nueces

Consejo: Sujete la tuerca en la ranura y luego atornille el M3.

• Arregla el otro lado también

• Luego prepare un tornillo M3 * 6 mm y un acrílico de brazo largo

• Asegúrelo en la parte inferior derecha

• Luego use otro brazo largo negro con tres articulaciones activas para conectar dos articulaciones del antebrazo

• Asegure los tornillos en la secuencia correcta. Acrílico de columna vertebral en la parte inferior del antebrazo en el medio y el otro se encuentra en la parte superior

• Prepare los elementos para construir el brazo de soporte del lado derecho:

1. Dos M3 * 8
2. Un espaciador circular negro
3. Un brazo de soporte negro
4. Un conector de soporte triangular negro

• Fije el primer tornillo como se muestra a la izquierda. El espaciador circular se encuentra en el medio.

No apriete demasiado los tornillos, ya que hay juntas activas, ya que necesitan girar libremente sin frotar los acrílicos adyacentes.

• Fije el otro extremo con el brazo de soporte negro.

• Debe tener un aspecto como este. Ahora el antebrazo todavía tiene tres extremos colgantes libres que finalmente se conectan para asegurar la parte de la garra.

• Prepare las piezas del servo de la garra:

1. Dos soportes de servo cuadrados
2. 4 tornillos M3 * 8 mm
3. Un servo
4. Dos accesorios de conector

• Coloque el soporte cuadrado en la parte inferior y extraiga los cables según sea necesario para conectarlos a la placa de extensión del robot.

• Debe tener un aspecto como este

• Coloque el soporte rectangular en la parte superior del Servo y asegure el Servo con cuatro tornillos M3 * 8 mm

• Fije las dos garras en el soporte del servo rectangular con dos tornillos M3 * 6 mm.

Recuerde colocar un espaciador circular negro en el medio para reducir la fricción.

• Luego reúna:

1. 4 x tornillos M3 * 8 mm
2. Un conector corto
3. Un espaciador circular

• Asegúrelo en el lado izquierdo de la garra como se muestra a la izquierda.

Recuerde poner el espaciador entre

• Prepare lo siguiente para conectar el conector de soporte de garra y triángulo:

1. Dos tornillos M3 * 8 mm
2. Un espaciador
3. Un brazo de soporte

• Asegure el brazo de soporte en el conector triangular

• Luego, toda la parte de la garra se puede asegurar con los tres extremos del antebrazo que cuelgan libres.

No apriete los tornillos para juntas activas.

• Prepare el tornillo de rosca en el paquete Servo y la bocina del servo.

• Asegure la bocina con un tornillo de rosca como se muestra a la izquierda.

• Abra ampliamente las garras y luego inserte el brazo corto que creamos en el último paso y atorníllelo firmemente.

• Asegure la placa Iduino UNO en la base

• Coloque la placa de extensión del brazo robótico en la parte superior de la placa Iduino UNO.

Asegúrese de que los pines estén conectados correctamente.

• A continuación, coloque el sistema de brazo robótico en el bastidor de servo de la base y fíjelo al servo de la base con un tornillo de rosca.

¡Ahora ha terminado toda la instalación!

 

Depuración de rack

Ahora es el momento de conectar sus servos a su Arduino UNO.

servo 1	Servo de garra
servo 2	Servo principal
servo 3	Servo del antebrazo
servo 4	Servo de rotación

Tómese su tiempo y realice el cableado adecuado siguiendo las instrucciones anteriores.

El servo tiene tres pines:

• Señal
• Tierra
• CCV

Depuración general del sistema

Antes de encender la alimentación, hay varias cosas que aún debemos verificar:

1. Asegúrese de que cada articulación pueda girar suavemente, de lo contrario conduciría una gran cantidad de corriente en el servo, lo que conduciría a una situación de "bloqueo" y los servos podrían quemarse fácilmente
2. Ajuste el potenciómetro para adaptarse al cómodo rango de trabajo del servo. El servo puede trabajar el ángulo: 0 ~ 180 grados sin ninguna restricción, pero para este proyecto en particular, el servo no puede debido a la estructura mecánica. Por lo tanto, es fundamental cambiar el potenciómetro a la posición adecuada. De lo contrario, si alguno de los cuatro servos se atasca, el servo drenaría una gran corriente que podría causar daños irreparables a los servos.
3. Cambie el potenciómetro suave y lentamente ya que los servos requieren tiempo para girar
4. Opciones de fuente de alimentación: proporciona una fuente de alimentación constante y estable para las operaciones de los servos

Diviértete con tu brazo robot

Controlar manualmente

Para control manual; con la tapa del puente insertada en la placa de extensión del brazo robótico, puede controlar su brazo robótico ajustando los cuatro potenciómetros.

Interfaz de control de PC

En esta sección, puede controlar su brazo robótico conectando el puerto USB a la placa Iduino UNO. Con la comunicación en serie a través de un cable USB, el comando se envía desde el software de la computadora superior, que solo está disponible para usuarios de Windows por el momento.

En primer lugar, copie el nuevo código de control del software superior de la computadora en su placa Arduino UNO.

Haga doble clic en el

“Upper_Computer_Software_Control.ino”.

Luego presione el botón de carga.

Descargue la aplicación de software de aquí: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, crédito a microbotlab.com

• Abra la aplicación y presione OK para continuar

• Conecte Arduino USB antes de iniciar el software Mecon para la detección automática de puertos o utilice el botón "Buscar puertos" para actualizar los puertos disponibles. Elija el puerto USB.

• En este caso para demostrar, estamos usando COM6.

Este número COM puede variar según el caso. Consulte el Administrador de dispositivos para conocer el número de puerto COM correcto.

• Controle el brazo del robot deslizando el servo 1/2/3/4 barras

¡Ahora es el momento de divertirse! ¡Encienda la alimentación y vea cómo funciona su brazo robótico Arduino DIY! Después del montaje y la activación finales, el brazo robótico puede requerir ajustes y depuración. El robot funcionará según la forma en que esté programado. Averiguar qué hace el código es parte del proceso de aprendizaje. Vuelva a abrir su IDE de Arduino y le aseguramos que aprenderá mucho una vez que obtenga una comprensión profunda del código.

Desenchufe la placa del sensor de la placa Arduino UNO y desconecte la fuente de alimentación 18650 para modificar su código. De lo contrario, puede causar un daño irreparable a su robot y PC, ya que puede conducir una gran corriente a través de su puerto USB.

Este kit es solo un punto de partida y se puede ampliar para incorporar otros sensores y módulos. Estás limitado por tu imaginación.

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Referencias

• Manual de usuario