Bras robotique Arduino 4

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Dans cette instruction, nous vous présenterons le projet amusant du kit de griffes mécaniques Arduino Robot Arm 4DOF. Ce kit de robot Bluetooth DIY Arduino UNO est basé sur la carte de développement Arduino Uno. Ce kit très simple et facile à construire est le projet Arduino parfait pour les débutants et constitue une excellente plate-forme d'apprentissage pour se lancer dans la robotique et l'ingénierie.

Le bras de robot est livré en emballage plat pour l'assemblage et nécessite très peu de soudure pour le faire fonctionner. Intègre 4 servos SG90 qui permettent un mouvement de 4 degrés et peuvent ramasser des objets légers avec la griffe. Le contrôle du bras peut être effectué par les 4 potentiomètres. Commençons!

Mise en route: Kit de griffes mécaniques Arduino Robot Arm 4dof

Qu'est-ce qu'Arduino ?

Arduino est une plate-forme électronique open source basée sur du matériel et des logiciels faciles à utiliser. Les cartes Arduino peuvent lire les entrées - lumière sur un capteur, un doigt sur un bouton ou un message Twitter - et le transformer en sortie - activer un moteur, allumer une LED, publier quelque chose en ligne. Vous pouvez dire à votre carte ce qu'elle doit faire en envoyant un ensemble d'instructions au microcontrôleur sur la carte. Pour ce faire, vous utilisez le langage de programmation Arduino (basé sur le câblage) et le logiciel Arduino (IDE), basé sur le traitement.

Qu'est-ce que IDUINO UNO?

L'iDuino Uno se trouve sur l'ATmega328. Il dispose de 14 broches d'entrée / sortie numériques (dont 6 peuvent être utilisées comme sorties PWM), 6 entrées analogiques, un résonateur céramique 16 MHz, une connexion USB, une prise d'alimentation, un en-tête ICSP et un bouton de réinitialisation. Il contient tout le nécessaire pour prendre en charge le microcontrôleur; connectez-le simplement à un ordinateur avec un câble USB ou alimentez-le avec un adaptateur CA / CC ou une batterie pour commencer.

Installation du logiciel

Dans cette section, nous vous présenterons la plate-forme de développement où vous traduisez l'esprit créatif en codes et le laissez voler.

Logiciel Arduino / IDE

Ouvrez l'application Windows en double-cliquant dessus et suivez les instructions pour terminer (n'oubliez pas d'installer tout le pilote pour Arduino). Facile!

Figure 1 Installation des pilotes

Connexion de votre carte UNO à votre ordinateur

Connecter UNO et votre PC par un câble USB bleu, et s'il est correctement connecté, vous verrez le voyant d'alimentation vert s'allumer et un autre voyant orange clignote.

Figure 2 Vérifiez votre COM spécial et notez-le le numéro

Trouvez votre numéro de série COM et notez-le.

Nous devons déterminer quel canal COM communique actuellement entre PC et UNO. Suivre le chemin: Panneau de configuration | Matériel et son | Périphériques et imprimantes | Gestionnaire de périphériques | Ports (COM et LPT) | Arduino UNO (COMx)

Notez le numéro COM car nous en aurons besoin plus tard. Comme le port COM peut varier de temps en temps, cette étape est vitale. Dans ce cas, à des fins de démonstration, nous utilisons le COM 4.

Jouez avec votre premier ex LED « Hello World »ample

Tout d'abord, disons à IDE où trouver notre port Arduino et quelle carte vous utilisez actuellement: Les instructions suivantes (figures 3 et 4) montrent les détails:

Configuration des ports

Configuration de la carte

Il est temps de jouer avec votre premier ex simpleample. En suivant le chemin de File | Examples | 01. Notions de base | Cligner. Une nouvelle fenêtre de code apparaîtra, appuyez sur le symbole de la flèche pour télécharger. Vous remarquerez que la LED orange clignote presque toutes les secondes.

Installation du matériel

4 x Servo SG90 avec ensemble servo (vis et écrous inclus) 4 x racks de base avec couvercle de protection (facile à retirer) et paquet de vis Carte d'extension de bras de robot avec prise d'alimentation séparée (voir la solution d'alimentation) Câble USB Conseil d'administration Iduino UNO
Dans le pack rack, de gauche à droite:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Taper en biais Écrou M3

Soudage de circuits

Ce kit de bras de robot nécessite une soudure très minimale pour que tout fonctionne et fonctionne. La carte d'extension de bras de robot est utilisée pour connecter l'interface entre le contrôleur, dans ce projet, les quatre potentiomètres et la carte Iduino UNO.

Prudence: Soyez prudent lorsque vous utilisez un fer à souder chaud.

Figure 3 Illustration de base de la carte Robot ARM

Préparer:

1. Une carte d'extension de bras de robot
2. Une prise d'alimentation noire de 12 V
3. En-têtes à broches 52P
4. Une interface d'alimentation externe bleue
5. Une interface Bluetooth noire

Soudez ensuite les broches pour les servos et la prise d'alimentation.

Veuillez noter que les broches pour l'interface servo sont orientées vers le haut, pour l'interface Iduino vers le bas.

Soudez ensuite les quatre potentiomètres

Le capuchon de cavalier est utilisé pour les raccourcis de la carte d'extension du bras du robot et de la carte Iduino UNO, ce qui signifie que vous n'avez pas à alimenter la carte Iduino UNO séparément.
Insérez le capuchon du cavalier car nous utilisons une alimentation externe, un boîtier de batterie 12V.

Ensuite, placez quatre couvercles argentés sur les potentiomètres nus. Vous avez maintenant terminé la partie à souder!

Débogage logiciel

Téléchargement de code Arduino UNO

Le robot fonctionnera selon la façon dont il est programmé. Comprendre et absorber ce qui se trouve à l'intérieur de la carte Iduino UNO, c'est-à-dire le code de programmation, est une partie essentielle du processus d'apprentissage. Dans cette section, notre objectif final est de nous assurer que les servos et les potentiomètres fonctionnent bien.

S'il s'agit de votre premier projet Arduino, veuillez suivre attentivement les instructions. Tout d'abord, téléchargez les codes associés à partir de notre website.

• Double-cliquez sur l'icône pour ouvrir le programme et ouvrez le file Sur le chemin: File | Ouvert

• Ouvrez l'Arduino me_arm3.0 file

Débogage logiciel

Cliquez sur le bouton de téléchargement avec la flèche droite sur la barre d'outils pour télécharger votre file à l'ONU

Statut de téléchargement terminé, sinon, vérifiez la carte et les ports dans le Section 3.2 pour vous assurer que vous connectez correctement votre UNO

Débogage des servos

Alors testons nos servos pour voir s'ils fonctionnent correctement. Les servos doivent tourner en douceur pendant que vous jouez avec les potentiomètres correspondants. Sinon, assurez-vous que vous avez correctement téléchargé votre code avec le signe «Done upload» décrit ci-dessus et insérez fermement la carte servo sur la carte UNO avec chacune des broches correctement alignées. Plus important encore, branchez correctement l'alimentation électrique fiable où les instructions d'alimentation électrique seront illustrées dans la partie suivante. Lisez-le attentivement, sinon vous risquez de brûler votre microcontrôleur Arduino.

Le servo a trois broches:

• Signal
• Terre
• CCV

L'angle de rotation est régulé par le cycle de service du signal PWM (modulation de largeur d'impulsion). La fréquence de PWM est généralement comprise entre 30 et 60 Hz - c'est ce qu'on appelle le taux de rafraîchissement. Si ce taux de rafraîchissement est trop petit, la précision du servo diminue alors qu'il commence à perdre sa position périodiquement si le taux est trop élevé, alors le servo peut commencer à claquer. Il est important de sélectionner la vitesse optimale, ce servomoteur pourrait verrouiller sa position.

Veuillez vous assurer que chaque servo fonctionne bien car ils sont difficiles à retirer.

Connectez l'interface servo à l'emplacement de servo UNO un par un, de l'emplacement 4 à l'emplacement 1 qui sont contrôlés par le potentiomètre correspondant

Branchez l'alimentation 9-12v 2A dans la prise d'alimentation Arduino avec capuchon de cavalier (la carte servo) sur

Alimentation électrique

La puissance joue un rôle vital dans le fonctionnement du système Robot Arm, car une alimentation insuffisante peut entraîner une gigue du servo-direction et un programme fonctionnerait anormalement. Deux alimentations indépendantes seront nécessaires, une pour piloter la carte de développement Uno et une autre pour piloter les servocommandes de potentiomètre. Dans cette section, nous vous présentons plusieurs alternatives d'alimentation pour votre commodité:

1. (Recommandé) Utilisez un adaptateur secteur 5V 2A et branchez-le dans la prise CC 2.1 mm sur la carte du potentiomètre.
2. (Alternativement) Utilisez une alimentation 5V 2A et terminez dans le bornier bleu sur la carte du potentiomètre.
3. (Recommandé) Utilisez un adaptateur secteur 9v à 12v pour la carte de développement Arduino UNO via la prise CC 2.1 mm sur la carte Uno.
4. (Alternativement) Utilisez un câble USB A vers B (câble d'imprimante) fourni pour fournir une alimentation 5 V constante à la carte Uno à partir d'un chargeur UB, d'un PC ou d'un ordinateur portable.

NOTE: Lorsque vous apportez des modifications au code sur la carte Uno, assurez-vous de retirer la carte contrôleur de servomoteur Robot Arm de la carte de développement Uno et de déconnecter l'alimentation de la carte Uno. Sinon, cela peut causer des dommages irréparables à votre robot et à votre PC car il peut entraîner un courant important via votre port USB.

Débogage du système

Montage en rack

Dans cette section, nous vous guidons à travers l'installation de la base du bras du robot et du rack.

• Peer le papier de protection de la base du rack

Préparez les articles:

• Base
• 4 x écrous M3
• 4 vis M3 * 30 mm

• Assemblez les pièces comme indiqué à gauche

Préparez les articles:

• 4 x écrous M3
• 4 x M3 * 10 mm
• vis

• Fixez les vis et les écrous comme indiqué sur la gauche, qui sont utilisés pour fixer notre Iduino UNO Board

Ensuite, préparez les articles:

• 2x vis M3 * 8mm
• Support de servo noir
• Support de servo noir

• Tirez le filetage du câble à travers le trou du support de servo comme requis pour se connecter à la carte Iduino UNO dans les étapes suivantes

Insérez ensuite le support de support de servo sur le dessus du support de servo. Vous pouvez maintenant voir que le servo est sécurisé et pris en sandwich entre le support et le support.

 

• ça devrait ressembler à ça

• Puis fixez-le comme indiqué sur la gauche

• ça devrait ressembler à ça

Ensuite, préparez les éléments pour construire l'avant-bras du robot

1. 2 x vis M3 * 8 mm
2. Un support de servo
3. Un servo SG90
4. Une base de bras principal noire

• Fixez le servo avec le support et la base de la même manière que celle indiquée dans le dernier servo

• Préparez les articles:

1. 1 x vis autotaraudeuse M2.5
2. Un klaxon servo

• Fixez le klaxon sur l'acrylique noir du bras principal avec une vis taraudeuse M2.5

• Insérez le bras principal sur le servo et tournez-le dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il s'arrête de tourner car il est programmé pour tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

• Tirez le bras principal et remettez-le horizontalement, cette étape consiste à vous assurer que le servo tournera anticlockwise à partir de ce point (0 degré) et ne pas casser le bras lorsque l'alimentation se met en marche pour tourner

• Rassemblez une vis autotaraudeuse de l'emballage du rack et fixez-la comme indiqué à gauche

• Connectez deux joints actifs par vis, rappelez-vous de ne pas trop serrer les vis car elles doivent tourner librement

• Préparez les articles:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. Écrous M3
3. Deux clins noirs en acrylique

• Placez les deux clins acryliques dans la fente d'aile correspondante

• Tout d'abord, insérez le Clapboard dans les fentes correspondantes et dans les étapes suivantes, il sera fixé avec une vis et un écrou de chaque côté

• Insérez ensuite la base du rack dans la fente correspondante entre deux clins

• ça devrait ressembler à ça

• Fixez le Clapboard sur la base du bras principal avec une paire de vis et d'écrou.

Conseil: maintenez l'écrou dans la fente, puis vissez le M3.

• Fixez le Clapboard des deux côtés comme indiqué sur la gauche

• Fixez l'acrylique de la colonne vertébrale entre l'avant-bras et le bras principal en:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. deux noix

Conseil: maintenez l'écrou dans la fente, puis vissez le M3.

• Réparez également l'autre côté

• Ensuite, préparez une vis M3 * 6mm et un long bras en acrylique

• Fixez-le sur le côté inférieur droit

• Ensuite, utilisez un autre bras long noir avec trois articulations actives pour connecter deux articulations de l'avant-bras

• Veuillez fixer les vis dans le bon ordre. Acrylique de l'épine dorsale dans l'avant-bras inférieur au milieu et l'autre se trouve sur le dessus

• Préparez les éléments pour construire le bras de support latéral droit:

1. Deux M3 * 8
2. Une entretoise circulaire noire
3. Un bras de support noir
4. Un connecteur de support triangulaire noir

• Fixez la première vis comme indiqué à gauche. L'entretoise circulaire se trouve entre les deux.

Veuillez ne pas trop serrer les vis car il y a des joints actifs car ils doivent tourner librement sans frotter les acryliques adjacents

• Fixez l'autre extrémité avec un bras de support noir.

• Ça devrait ressembler à ça. Maintenant, l'avant-bras a toujours trois extrémités pendantes libres qui sont finalement connectées pour fixer la partie de la griffe.

• Préparez les pièces du servo Claw:

1. Deux supports de servo carrés
2. 4 vis M3 * 8 mm
3. Un servo
4. Deux accessoires de connecteur

• Placez le support carré en bas et retirez les câbles selon les besoins pour se connecter à la carte d'extension du robot

• ça devrait ressembler à ça

• Placez le support rectangulaire sur le dessus du servo et fixez le servo avec quatre vis M3 * 8mm

• Fixez les deux griffes sur le support de servo rectangle avec deux vis M3 * 6mm.

N'oubliez pas de mettre une entretoise circulaire noire entre les deux pour réduire la friction.

• Puis rassemblez:

1. 4 vis M3 * 8 mm
2. Un connecteur court
3. Une entretoise circulaire

• Fixez-le sur le côté gauche de la griffe comme illustré à gauche.

N'oubliez pas de mettre l'entretoise entre

• Préparez les éléments suivants pour connecter le connecteur de support Griffe et Triangle:

1. Deux vis M3 * 8mm
2. Une entretoise
3. Un bras de support

• Fixez le bras de support sur le connecteur triangulaire

• Ensuite, toute la partie de la griffe peut être fixée avec les trois extrémités de l'avant-bras pendantes libres.

Veuillez ne pas serrer les vis pour les joints actifs.

• Préparez la vis autotaraudeuse dans le pack Servo et le klaxon de servo.

• Fixez le klaxon avec la vis taraudeuse comme indiqué sur la gauche

• Ouvrez largement les griffes, puis insérez le bras court que nous avons créé à la dernière étape et vissez-le fermement.

• Fixez la carte Iduino UNO sur la base

• Placez la carte d'extension du bras du robot sur le dessus de la carte Iduino UNO.

Veuillez vous assurer que les broches sont correctement connectées.

• Ensuite, placez le système de bras de robot sur le support de servo de base et fixez-le sur le servo de base avec une vis taraudeuse.

Vous avez maintenant terminé toute l'installation!

 

Débogage du rack

Il est maintenant temps de connecter vos servos à votre Arduino UNO.

Servomoteur 1	Servo à griffes
Servomoteur 2	Servo principal
Servomoteur 3	Servo avant-bras
Servomoteur 4	Servo de rotation

Prenez votre temps et effectuez le câblage approprié en suivant les instructions ci-dessus.

Le servo a trois broches:

• Signal
• Terre
• CCV

Débogage global du système

Avant de mettre l'appareil sous tension, il y a plusieurs choses que nous devons encore vérifier:

1. Assurez-vous que chaque joint peut tourner en douceur, sinon cela entraînerait une grande quantité de courant dans le servo, ce qui conduirait à une situation «bloquée» et les servos pourraient facilement griller
2. Ajustez le potentiomètre en fonction de la plage de travail confortable du servo. Le servo peut travailler l'angle: 0 ~ 180 degrés sans aucune restriction, mais pour ce projet particulier, le servo ne peut pas en raison de la structure mécanique. Ainsi, il est essentiel de modifier le potentiomètre dans la bonne position. Sinon, si l'un des quatre servos se coince, le servo drainerait un courant important, ce qui pourrait causer des dommages irréparables aux servos.
3. Changez le potentiomètre doucement et lentement car les servos ont besoin de temps pour tourner
4. Options d'alimentation: fournissent une alimentation cohérente et stable pour les opérations des servos

Amusez-vous avec votre robot bras

Contrôle manuel

Pour le contrôle manuel; avec le capuchon de cavalier inséré sur la carte d'extension du bras du robot, vous pouvez contrôler votre bras du robot en ajustant les quatre potentiomètres.

Interface de contrôle PC

Dans cette section, vous pouvez contrôler votre bras robotique en connectant le port USB à la carte Iduino UNO. Avec la communication série via un câble USB, la commande est envoyée à partir du logiciel Upper Computer qui n'est disponible que pour les utilisateurs Windows pour le moment.

Tout d'abord, copiez le nouveau code de contrôle du logiciel informatique supérieur sur votre carte Arduino UNO.

Double-cliquez sur le

«Upper_Computer_Softwa re_Control.ino».

Cliquez ensuite sur le bouton de téléchargement.

Téléchargez l'application logicielle depuis ici: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, crédit à microbotlab.com

• Ouvrez l'application et appuyez sur OK pour continuer

• Veuillez brancher Arduino USB avant de démarrer le logiciel Mecon pour la détection automatique des ports ou utilisez le bouton «Rechercher les ports» pour actualiser les ports disponibles. Choisissez le port USB.

• Dans ce cas pour démontrer, nous utilisons COM6.

Ce numéro COM peut varier au cas par cas. Veuillez vérifier le gestionnaire de périphériques pour le numéro de port COM correct.

• Contrôlez le bras du robot en faisant glisser le servo 1/2/3/4 Bars

Il est maintenant temps de s'amuser! Allumez l'appareil et voyez comment fonctionne votre bras de robot DIY Arduino! Après l'assemblage final et l'activation, le bras du robot peut nécessiter des ajustements et un débogage. Le robot fonctionnera selon la façon dont il est programmé. Comprendre ce que fait le code fait partie du processus d'apprentissage. Rouvrez votre IDE Arduino et nous vous assurons que vous en apprendrez beaucoup une fois que vous aurez acquis une compréhension approfondie du code.

Veuillez débrancher la carte de capteur de la carte Arduino UNO et déconnecter l'alimentation du boîtier d'alimentation 18650 pour modifier votre code. Sinon, cela peut causer des dommages irréparables à votre robot et à votre PC car il peut conduire un courant important via votre port USB.

Ce kit n'est qu'un point de départ et peut être étendu pour incorporer d'autres capteurs et modules. Vous êtes limité par votre imagination.

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Références

• Manuel d'utilisation