Arduino-robotARM 4
Overview
In deze instructie laten we je kennismaken met het leuke project van de Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Deze DIY Arduino UNO-gebaseerde Bluetooth-robotkit is gebaseerd op het Arduino Uno-ontwikkelbord. Deze zeer eenvoudige en gemakkelijk te bouwen kit is het perfecte Arduino-project voor beginners en is een geweldig leerplatform om kennis te maken met robotica en engineering.
De robotarm wordt in een platte verpakking geleverd voor montage en vereist zeer weinig solderen om hem aan de praat te krijgen. Integreert 4 SG90-servo's die 4 bewegingsgraden mogelijk maken en lichte voorwerpen met de klauw kunnen oppakken. Armcontrole kan worden uitgevoerd door de 4 potentiometers. Laten we beginnen!
Aan de slag: Arduino Robotarm 4dof mechanische klauwkit
Wat is Arduino?
Arduino is een open-source elektronicaplatform op basis van gebruiksvriendelijke hardware en software. Arduino-boards kunnen inputs lezen - licht op een sensor, een vinger op een knop of een Twitter-bericht - en er een output van maken - door een motor te activeren, een LED aan te zetten, iets online te publiceren. U kunt uw bord vertellen wat het moet doen door een reeks instructies naar de microcontroller op het bord te sturen. Hiervoor gebruik je de programmeertaal Arduino (gebaseerd op Wiring) en de Arduino Software (IDE), gebaseerd op Processing.
Wat is IDUINO UNO?
De iDuino Uno staat op de ATmega328. Het heeft 14 digitale input / output-pinnen (waarvan 6 kunnen worden gebruikt als PWM-uitgangen), 6 analoge ingangen, een 16 MHz keramische resonator, een USB-aansluiting, een stroomaansluiting, een ICSP-header en een resetknop. Het bevat alles wat nodig is om de microcontroller te ondersteunen; sluit hem gewoon aan op een computer met een USB-kabel of voorzie hem van stroom met een AC-naar-DC-adapter of batterij om aan de slag te gaan.
Software-installatie
In deze sectie introduceren we je het ontwikkelplatform waar je creatieve geest in codes vertaalt en laat vliegen.
Arduino Software / IDE
Open de Windows-app door erop te dubbelklikken en volg de instructies om te voltooien (vergeet niet om alles stuurprogramma voor Arduino te installeren). Gemakkelijk!
Figuur 1 Installatie van stuurprogramma's
Uw UNO-bord verbinden met uw computer
Verbind de UNO en uw pc met een blauwe USB-kabel, en als deze correct is aangesloten, ziet u de groene stroom-LED oplichten en een andere oranje LED knippert.
Figuur 2 Controleer uw speciale COM en noteer het nummer
Zoek uw seriële COM-nummer en noteer het.
We moeten uitzoeken welk kanaal COM momenteel communiceert tussen pc en UNO. Het pad volgen: Configuratiescherm | Hardware en geluid | Apparaten en printers | Apparaatbeheer | Poorten (COM & LPT) | Arduino UNO (COMx)
Noteer het COM-nummer, want we hebben dit later nodig. Aangezien de COM-poort van tijd tot tijd kan variëren, is deze stap van vitaal belang. In dit geval gebruiken we voor demonstratiedoeleinden de COM 4.
Speel met je eerste "Hello World" LED example
Laten we eerst IDE vertellen waar we onze Arduino-poort kunnen vinden en welk bord je momenteel gebruikt: De volgende instructie (Figuur 3 en 4) toont de details:
Configuratie van poorten
Configuratie van het bord
Het is tijd om met je eerste simpele ex te spelenample. Het pad volgen door File | Examples | 01. Basis | Knipperen. Er verschijnt een nieuw codevenster, druk op het pijlsymbool om te uploaden. U zult merken dat de oranje LED bijna elke seconde knippert.
Hardware-installatie
|
|
|
In het rackpakket, van links naar rechts:
|
Circuit solderen
Deze robotarmkit vereist zeer minimaal solderen om alles werkend en draaiend te krijgen. De Robot Arm Extension Board wordt gebruikt om de interface tussen de controller, in dit project, de vier potentiometers en de Iduino UNO Board te verbinden.
Voorzichtigheid: Wees voorzichtig bij het gebruik van een hete soldeerbout.
Figuur 3 Basisillustratie van het Robot ARM-bord
Bereiden:
- Een uitbreidingsbord voor de robotarm
- Een 12V Black Power-aansluiting
- 52P Pin-headers
- Een blauwe interface voor externe voeding
- Een zwarte Bluetooth-interface
Soldeer vervolgens pinnen voor de servo's en de stroomaansluiting.
Houd er rekening mee dat de pinnen voor de servo-interface naar boven wijzen, voor de Iduino-interface naar beneden.
Soldeer vervolgens de vier potmeters
De jumperkap wordt gebruikt voor de snelkoppeling Robotarm Extension Board en Iduino UNO Board, wat betekent dat je het Iduino UNO-bord niet apart hoeft te voeden.
Plaats in de jumperkap omdat we een externe voeding gebruiken, 12V-accubak.
Leg vervolgens vier zilveren deksels op de naakte potmeters. Nu ben je klaar met het solderen!
Foutopsporing van software
Arduino UNO-code uploaden
De robot zal presteren zoals hij is geprogrammeerd. Begrijpen en absorberen wat er in het Iduino UNO-bord zit, dwz de programmeercode is een cruciaal onderdeel van het leerproces. In deze sectie is ons einddoel om ervoor te zorgen dat servo's en potentiometers goed werken.
Als dit je eerste Arduino-project is, volg dan de instructies zorgvuldig. Download eerst de gerelateerde codes van onze webplaats.
- Dubbelklik op het pictogram om het programma te openen en open de file in het pad: File | Open
- Open de me_arm3.0 Arduino file
Foutopsporing van software
Klik op de uploadknop met de pijl naar rechts op de werkbalk om uw file naar UNO
Uploadstatus voltooid, zo niet, controleer dan het bord en de poorten in het 3.2 sectie om er zeker van te zijn dat u uw UNO correct aansluit
Servo-foutopsporing
Laten we dan onze servo's testen om te zien of ze soepel werken. De servo's moeten soepel draaien terwijl je rond speelt met de bijbehorende potentiometers. Als dit niet het geval is, zorg er dan voor dat je je code correct hebt geüpload met het hierboven beschreven "Klaar upload" -teken en steek de servokaart stevig op de UNO-kaart met elk van de pinnen correct uitgelijnd. Het belangrijkste is dat u de betrouwbare voeding correct aansluit, waar de instructies voor de voeding in het volgende deel worden geïllustreerd. Lees het aandachtig, anders kan uw Arduino-kernmicrocontroller doorbranden.
Servo heeft drie pinnen:
- Signaal
- GND
- VCC
De rotatiehoek wordt geregeld door PWM (pulsbreedtemodulatie) signaal duty cycle. De frequentie van PWM ligt meestal in het bereik van 30 tot 60Hz - dit is de zogenaamde verversingssnelheid. Als deze verversingssnelheid te laag is, neemt de nauwkeurigheid van de servo af, aangezien deze zijn positie periodiek begint te verliezen als de snelheid te hoog is, dan kan de servo beginnen te klapperen. Het is belangrijk om de optimale snelheid te selecteren, zodat de servomotor zijn positie kan vergrendelen.
Zorg ervoor dat elke servo goed werkt, want ze zijn moeilijk te verwijderen.
Sluit de servo-interface één voor één aan op het UNO-servoslot, van slot 4 naar slot 1 die worden bestuurd door de bijbehorende potentiometer
Sluit de 9-12v 2A-voeding aan op de Arduino-voedingsaansluiting met de jumperkap (de Servo-kaart) erop
Stroomvoorziening
Vermogen speelt een cruciale rol bij het draaien van het robotarmsysteem, aangezien een tekort aan voeding kan leiden tot jitter van de servostuurinrichting en het programma abnormaal zou werken. Er zijn twee onafhankelijke voedingen nodig, een om het Uno-ontwikkelbord aan te sturen en een andere om de potentiometer-servoregelaars aan te sturen. In deze sectie stellen we u voor uw gemak verschillende alternatieven voor stroomvoorziening voor:
- (Aanbevolen) Gebruik een 5V 2A-voedingsadapter en sluit deze aan op de 2.1 mm DC-aansluiting op de potentiometerkaart.
- (Alternatief) Gebruik een voeding van 5 V 2 A en sluit deze aan op het blauwe aansluitblok op de potentiometerprint.
- (Aanbevolen) Gebruik een 9v naar 12v voedingsadapter voor het Arduino UNO-ontwikkelbord via de 2.1 mm DC-aansluiting op het Uno-bord.
- (Alternatief) Gebruik een meegeleverde USB A naar B (printerkabel) om een constante 5V-stroomtoevoer naar het Uno-bord te leveren vanaf een UB-oplader, pc of laptop.
OPMERKING: Als u wijzigingen aanbrengt in de code op het Uno-bord, zorg er dan voor dat u het Robot Arm Servo Controller-bord van het Uno-ontwikkelbord verwijdert en de voeding van de Uno-bord loskoppelt. Anders kan het onherstelbare schade aan uw robot en pc veroorzaken, aangezien er een grote stroom door uw USB-poort kan stromen.
Systeem debuggen
Rekmontage
In dit gedeelte leiden we u door de robotarmbasis en de installatie van het rek.
- Peer het beschermpapier van de rackbasis af
Bereid de items voor:
- Baseren
- 4 x M3-moeren
- 4 x M3 * 30 mm schroeven
- Monteer de onderdelen zoals links weergegeven
Bereid de items voor:
- 4 x M3-moeren
- 4 x M3 * 10 mm
- schroeven
- Bevestig de schroeven en moeren zoals links weergegeven, die worden gebruikt om ons Iduino UNO-bord te bevestigen
Bereid vervolgens de items voor:
- 2x M3 * 8 mm schroeven
- Zwarte servohouder
- Zwart servorek
- Trek de kabeldraad door het gat van de servo-beugel zoals vereist om verbinding te maken met Iduino UNO Board in de volgende stappen
Plaats vervolgens de Servo-beugelhouder bovenop de servohouder. Nu kun je zien dat Servo is vastgezet en ingeklemd tussen houder en beugel.
- Het zou er zo uit moeten zien
- Maak het vervolgens vast zoals links weergegeven
- Het zou er zo uit moeten zien
Bereid vervolgens items voor om Onderarm van de Robot te bouwen
- 2 x M3 * 8 mm schroeven
- Een servohouder
- Een Servo SG90
- Een zwarte hoofdarmsteun
- Bevestig de servo met beugel en basis op dezelfde manier als geïnstrueerd in de laatste servo
- Bereid de items voor:
- 1 x M2.5 zelftappende schroef
- Een servohoorn
- Bevestig de hoorn op de zwarte acryl hoofdarm met M2.5 zelftappende schroef
- Plaats de hoofdarm op de servo en draai hem met de klok mee totdat hij stopt met draaien zoals geprogrammeerd om tegen de klok in te draaien.
- Trek de hoofdarm uit en plaats deze horizontaal terug, deze stap is om ervoor te zorgen dat de Servo antikok zal wordenkwise vanaf dit punt (0 graden) en breek de arm niet wanneer de stroom wordt ingeschakeld om te draaien
- Verzamel een zelftappende schroef uit het rekpakket en zet deze links vast
- Verbind twee actieve verbindingen door middel van schroeven, denk eraan dat u de schroeven niet te vast aandraait, aangezien deze vrij moeten draaien
- Bereid de items voor:
- 2 x M3 * 10 mm
- M3 moeren
- Twee zwarte Clapboard acryl
- Plaats de twee Clapboard Acrylic in de corresponderende vleugelsleuf
- Plaats eerst de dakspaan in de overeenkomstige sleuven en in de volgende stappen wordt deze aan elke kant vastgezet met een schroef en een moer
- Plaats vervolgens de rackbasis in de overeenkomstige gleuf tussen twee dakspanen
- Het zou er zo uit moeten zien
- Zet de dakspaan op de hoofdarmbasis vast met een paar schroeven en moeren.
Tip: Houd de moer in de gleuf en draai de M3 erin.
- Zet de dakspaan aan beide kanten vast zoals links weergegeven
- Bevestig de ruggengraat acryl tussen onderarm en hoofdarm door:
- 2 x M3 * 10 mm
- twee noten
Tip: Houd de moer in de gleuf en draai de M3 erin.
- Bevestig ook de andere kant
- Maak vervolgens een M3 * 6 mm-schroef en een lange arm van acryl klaar
- Zet het rechtsonder vast
- Gebruik vervolgens een andere zwarte lange arm met drie actieve gewrichten om twee onderarmgewrichten te verbinden
- Draai de schroeven in de juiste volgorde vast. Ruggengraat acryl in de onderarm in het midden en de andere ligt bovenaan
- Bereid de items voor om de rechter zijsteunarm te bouwen:
- Twee M3 * 8
- Een zwarte ronde afstandhouder
- Een zwarte draagarm
- Een zwarte driehoekige steunconnector
- Bevestig de eerste schroef zoals links weergegeven. De ronde afstandhouder ligt er tussenin.
Draai de schroeven niet te vast, aangezien er actieve verbindingen zijn, aangezien deze vrij moeten draaien zonder de aangrenzende acryllagen te wrijven
- Bevestig het andere uiteinde met een zwarte draagarm.
- Het zou er zo uit moeten zien. Nu heeft de onderarm nog drie loshangende uiteinden die uiteindelijk worden verbonden om het klauwgedeelte vast te zetten.
- Bereid de Claw-servo-onderdelen voor:
- Twee vierkante servohaken
- 4 x M3 * 8 mm schroeven
- Een servo
- Twee connectoraccessoires
- Plaats de vierkante beugel in de bodem en trek de kabels naar buiten zoals vereist om verbinding te maken met het robotuitbreidingsbord
- Het zou er zo uit moeten zien
- Plaats de rechthoekige beugel op de bovenkant van de Servo en zet de Servo vast met vier M3 * 8 mm schroeven
- Bevestig de twee klauwen op de rechthoekige servohouder met twee M3 * 6 mm schroeven.
Vergeet niet om een zwarte ronde afstandhouder ertussen te plaatsen om wrijving te verminderen.
- Verzamel dan:
- 4 x M3 * 8 mm schroeven
- Een korte connector
- Een ronde afstandhouder
- Zet het vast aan de linkerkant van de klauw zoals links weergegeven.
Vergeet niet om de afstandhouder ertussen te plaatsen
- Bereid het volgende voor om de Claw- en Triangle-ondersteuningsconnector aan te sluiten:
- Twee M3 * 8 mm schroeven
- Een spacer
- Een steunarm
- Zet de steunarm vast op de driehoekige connector
- Vervolgens kan het gehele klauwgedeelte worden vastgezet met de drie loshangende onderarmuiteinden.
Draai de schroeven niet vast voor actieve verbindingen.
- Bereid de zelftappende schroef in het servopakket en de servohoorn voor.
- Zet de claxon vast met een zelftappende schroef zoals links afgebeeld
- Trek de klauwen wijd open en steek vervolgens de korte arm die we in de laatste stap hebben gemaakt in en schroef deze stevig vast.
- Bevestig het Iduino UNO-bord op de basis
- Plaats het uitbreidingsbord van de robotarm op de bovenkant van het Iduino UNO-bord.
Zorg ervoor dat de pinnen correct zijn aangesloten.
- Plaats vervolgens het robotarmsysteem op het basisservorek en bevestig het aan de basisservo met een zelftappende schroef.
Nu ben je klaar met de installatie!
Foutopsporing in racks
Nu is het tijd om uw servo's aan te sluiten op uw Arduino UNO.
|
servo 1 |
Klauw servo |
|
servo 2 |
Hoofdservo |
|
servo 3 |
Onderarm servo |
|
servo 4 |
Rotatieservo |
Neem de tijd en voer de juiste bedrading uit volgens de bovenstaande instructies.
Servo heeft drie pinnen:
- Signaal
- GND
- VCC
Algemene systeemfoutopsporing
Voordat we de stroom inschakelen, zijn er nog verschillende dingen die we moeten controleren:
- Zorg ervoor dat elk gewricht soepel kan draaien, anders zou het een grote hoeveelheid stroom in de servo aansturen, wat leidt tot een "geblokkeerde" situatie en de servo's kunnen gemakkelijk worden uitgebrand
- Stel de potentiometer af op het comfortabele werkbereik van de servo. De servo kan de hoek: 0 ~ 180 graden zonder enige beperking bewerken, maar voor dit specifieke project kan de servo niet vanwege de mechanische structuur. Het is dus van cruciaal belang om de potentiometer in de juiste positie te zetten. Anders, als een van de vier servo's vastloopt, zou de servo een grote stroom afvoeren die onherstelbare schade aan de servo's kan veroorzaken.
- Verander de potentiometer soepel en langzaam, aangezien servo's tijd nodig hebben om te draaien
- Voedingsopties: zorgen voor een consistente en stabiele voeding voor servobewerkingen
Veel plezier met je armrobot
Handmatig bedienen
Voor handmatige bediening; met de jumperkap op het uitbreidingsbord van de robotarm, kunt u uw robotarm besturen door de vier potentiometers aan te passen.
PC-besturingsinterface
In dit gedeelte kunt u uw robotarm bedienen door de USB-poort aan te sluiten op het Iduino UNO-bord. Bij seriële communicatie via een USB-kabel wordt de opdracht verzonden vanaf de Upper Computer Software die momenteel alleen beschikbaar is voor Windows-gebruikers.
Kopieer eerst de nieuwe besturingscode van de bovenste computersoftware naar uw Arduino UNO-bord.
Dubbelklik op de
"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".
Druk vervolgens op de uploadknop.
Download de softwareapplicatie van hier: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, krediet aan microbotlab.com
- Open de app en druk op OK om door te gaan
- Sluit Arduino USB aan voordat u Mecon-software start voor automatische poortdetectie of gebruik de knop "Scannen naar poorten" om beschikbare poorten te vernieuwen. Kies de USB-poort.
- In dit geval gebruiken we COM6 om te demonstreren.
Dit COM-nummer kan van geval tot geval verschillen. Controleer de Device Manager voor het juiste COM-poortnummer.
- Bedien de robotarm door de servo 1/2/3/4 staven te verschuiven
Nu is het tijd om plezier te hebben! Schakel de stroom in en kijk hoe uw DIY Arduino Robotarm gaat! Na de laatste montage en activering moet de robotarm mogelijk worden afgesteld en moet er foutopsporing worden uitgevoerd. De robot zal presteren zoals hij is geprogrammeerd. Uitzoeken wat de code doet, maakt deel uit van het leerproces. Open uw Arduino IDE opnieuw en we verzekeren u dat u veel zult leren zodra u de code grondig begrijpt.
Koppel het sensorbord los van het Arduino UNO-bord en koppel de voeding van de 18650 voedingskast los om uw code te wijzigen Anders kan het onherstelbare schade toebrengen aan uw robot en pc, aangezien het een grote stroom door uw USB-poort kan sturen.
Deze kit is slechts een startpunt en kan worden uitgebreid met andere sensoren en modules. Je wordt beperkt door je verbeeldingskracht.
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanische klauwkit Handleiding - Download [geoptimaliseerd]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanische klauwkit Handleiding - Download
