Arduino Robot ARM 4

 Overview 

I denne instruksjonen vil vi introdusere deg gjennom det morsomme prosjektet til Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Dette DIY Arduino UNO-baserte Bluetooth-robotsettet er basert på Arduino Uno utviklingskort. Dette veldig enkle og lett å bygge settet er det perfekte Arduino-prosjektet for nybegynnere og er en flott læringsplattform for å komme inn i Robotics and Engineering.

Robotarmen kommer flatpakke for montering og krever minimalt med lodding for å få den i gang. Integrerer 4 SG90 servoer som tillater 4 grader av bevegelse og kan plukke opp lette gjenstander med kloen. Armstyring kan utføres av de 4 potensiometrene. La oss komme i gang!

Komme i gang: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

Hva er Arduino?

Arduino er en åpen kildekode-elektronikkplattform basert på brukervennlig maskinvare og programvare. Arduino-kort kan lese innganger - lys på en sensor, en finger på en knapp eller en Twitter-melding - og gjøre den om til en utgang - aktivere en motor, slå på en LED, publisere noe online. Du kan fortelle tavlen din hva du skal gjøre ved å sende et sett med instruksjoner til mikrokontrolleren på tavlen. For å gjøre det bruker du programmeringsspråket Arduino (basert på ledninger) og Arduino-programvaren (IDE), basert på prosessering.

Hva er IDUINO UNO?

iDuino Uno er på ATmega328. Den har 14 digitale inngangs-/utgangspinner (hvorav 6 kan brukes som PWM-utganger), 6 analoge innganger, en 16 MHz keramisk resonator, en USB-tilkobling, en strømkontakt, en ICSP-header og en tilbakestillingsknapp. Den inneholder alt som trengs for å støtte mikrokontrolleren; bare koble den til en datamaskin med en USB-kabel eller slå den med en AC-til-DC-adapter eller batteri for å komme i gang.

Programvareinstallasjon

I denne delen vil vi introdusere deg utviklingsplattformen der du oversetter kreativt sinn til koder og lar det fly.

Arduino programvare/IDE

Åpne Windows-basert app ved å dobbeltklikke på den og følg instruksjonene for å fullføre (Husk å installere driveren for Arduino). Lett!

Figur 1 Installasjon av drivere

Koble til UNO-kortet med datamaskinen

Koble til UNO og PC-en med en blå USB-kabel, og hvis den er riktig tilkoblet, vil du se den grønne strøm-LED-en lyse og en annen oransje LED-lampe blinker.

Figur 2 Sjekk din spesielle COM og noter den ned nummeret

Finn serienummeret ditt og noter det ned.

Vi må finne ut hvilken kanal COM for øyeblikket kommuniserer mellom PC og UNO. Følg stien: Kontrollpanel | Maskinvare og lyd | Enheter og skrivere | Enhetsbehandling | Porter (COM & LPT) | Arduino UNO (COMx)

Noter COM-nummeret da vi krever dette senere. Siden COM-porten kan variere fra tid til annen, er dette trinnet viktig. I dette tilfellet for demonstrasjonsformål bruker vi COM 4.

Spill med din første "Hello World" LED-eksample

Først, la oss fortelle IDE hvor du finner Arduino-porten vår og hvilket brett du bruker for øyeblikket: Følgende instruksjon (Figur 3 og 4) viser detaljene:

Konfigurasjon av porter

Konfigurasjon av styret

Det er på tide å leke med din første enkle eksample. Følger stien forbi File | Eksamples | 01. Grunnleggende | Blinke. Et nytt kodevindu vil dukke opp, trykk på pilsymbolet for å laste opp. Du vil legge merke til at den oransje LED-en blinker nesten hvert sekund.

Maskinvareinstallasjon

4 x Servo SG90 med servopakke (skrue og muttere inkludert) 4 x Understell med beskyttelsesdeksel (lett å fjerne) og skrupakke Robotarm-forlengelseskort med separat strømuttak (se strømløsning) USB-kabel Iduino UNO-styre
I stativpakken, fra venstre til høyre:  M3 * 30mm M3 * 10mm M3 * 8mm M3 * 6mm Tapping skjevt M3 mutter

Kretslodding

Dette robotarmsettet krever minimalt med lodding for å få alt til å fungere og gå. Robot Arm Extension Board brukes til å koble grensesnitt mellom kontrolleren, i dette prosjektet, de fire potensiometrene og Iduino UNO Board.

Forsiktighet: Vær forsiktig når du bruker varmt loddebolt.

Figur 3 Grunnleggende illustrasjon av Robot ARM-kort

Forberede:

1. En robotarm forlengelsestavle
2. En 12V svart strømkontakt
3. 52P pinnehoder
4. Ett blått grensesnitt for ekstern strømforsyning
5. Ett svart Bluetooth-grensesnitt

Lodd deretter pinner til servoene og strømkontakten.

Vær oppmerksom på at pinnene for servo-grensesnittet vender oppover, for Iduino-grensesnittet nedover.

Lodd deretter de fire potensiometrene

Jumperhetten brukes til snarvei Robot Arm Extension Board og Iduino UNO Board, noe som betyr at du ikke trenger å drive Iduino UNO-kortet separat.
Sett inn jumperhetten da vi bruker en ekstern strømforsyning, 12V batteriboks.

Sett deretter fire sølvdeksler på de nakne potensiometrene. Nå har du fullført loddedelen!

Programvarefeilsøking

Opplasting av Arduino UNO-kode

Roboten vil prestere på hvordan den er programmert. Å forstå og absorbere det som er inne i Iduino UNO-kortet, dvs. programmeringskoden er en kritisk del av læringsprosessen. I denne delen er sluttmålet vårt å sørge for at servoer og potensiometre fungerer godt.

Hvis dette er ditt første Arduino-prosjekt, vennligst følg instruksjonene nøye. Først, last ned de relaterte kodene fra vår webnettstedet.

• Dobbeltklikk på ikonet for å åpne programmet og åpne file i stien: File | Åpen

• Åpne me_arm3.0 Arduino file

Programvarefeilsøking

Klikk på opplastingsknappen med høyrepilen på verktøylinjen for å laste opp din file til UNO

Fullført opplastingsstatus, hvis ikke, sjekk styret og portene i 3.2-delen for å sikre at du kobler til UNO-en din på riktig måte

Servo-feilsøking

La oss deretter teste servoene våre for å se om de fungerer problemfritt. Servoene skal rotere jevnt mens du spiller rundt med tilsvarende potensiometre. Hvis ikke, sørg for at du har lastet opp koden riktig med "Done upload"-skiltet beskrevet ovenfor og sett servokortet godt inn på UNO-kortet med hver av pinnene riktig på linje. Viktigst av alt, plugg inn den pålitelige strømforsyningen riktig der strømforsyningsinstruksjonene vil bli illustrert i neste del. Les den nøye, ellers kan du brenne ut Arduino-kjernemikrokontrolleren.

Servo har tre pinner:

• Signal
• GND
• VCC

Rotasjonsvinkelen reguleres av PWM (pulsbreddemodulasjon) signaldriftssyklus. Frekvensen til PWM er vanligvis i området fra 30 til 60Hz – dette er såkalt oppdateringsfrekvens. Hvis denne oppdateringsfrekvensen er for liten, reduseres servonøyaktigheten ettersom den begynner å miste posisjonen med jevne mellomrom hvis frekvensen er for høy, kan servoen begynne å skravle. Det er viktig å velge optimal hastighet, at servomotoren kan låse sin posisjon.

Sørg for at hver servo fungerer bra, siden de er vanskelige å fjerne.

Koble servogrensesnittet til UNO servosporet en etter en, fra spor 4 til spor 1 som styres av det tilsvarende potensiometeret

Koble 9-12v 2A-strømforsyningen til Arduino-strømkontakten med jumperhette (servokortet) på

Strømforsyning

Kraft spiller en viktig rolle i driften av Robot Arm-systemet, da mangel på strømforsyning kan føre til jitter i servostyringsutstyret og programmet vil gå unormalt. To uavhengige strømforsyninger vil være nødvendig, en for å drive Uno-utviklingskortet og en annen for å drive potensiometer servokontrollerne. I denne delen presenterer vi flere strømforsyningsalternativer for enkelhets skyld:

1. (Anbefalt) Bruk en 5V 2A strømadapter og plugg inn i 2.1 mm DC-kontakten på potensiometerkortet.
2. (Alternativt) Bruk en 5V 2A strømforsyning og terminer i den blå rekkeklemmen på potensiometerkortet.
3. (Anbefalt) Bruk en 9v til 12v strømadapter for Arduino UNO-utviklingskortet via 2.1 mm DC-kontakten på Uno-kortet.
4. (Alternativt) Bruk en USB A til B (skriverkabel) som følger med for å gi en jevn 5V strøminngang til Uno-kortet fra en UB-lader, PC eller bærbar PC.

NOTE: Når du gjør endringer i koden på Uno-kortet, må du sørge for å fjerne Robot Arm Servo Controller-kortet fra Uno-utviklingskortet og koble fra Uno Board-strømforsyningen. Ellers kan det forårsake uopprettelig skade på roboten og PC-en din, da den kan drive en stor strøm gjennom USB-porten.

System feilsøking

Rack montering

I denne delen veileder vi deg gjennom robotarmbasen og rackinstallasjonen.

• Ta av beskyttelsespapiret på stativbasen

Forbered varene:

• Base
• 4 x M3 nøtter
• 4 x M3 * 30 mm skruer

• Sett sammen delene som vist til venstre

Forbered varene:

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

• Fest skruene og mutrene som vist til venstre, som brukes til å feste vårt Iduino UNO-brett

Forbered deretter elementene:

• 2x M3 *8mm skruer
• Sort Servoholder
• Svart servostativ

• Trekk kabeltråden gjennom servobraketthullet etter behov for å koble til Iduino UNO Board i følgende trinn

Sett deretter inn servobrakettholderen på toppen av servoholderen. Nå kan du se at Servo er sikret og klemt mellom holderen og braketten.

 

• Det skal se slik ut

• Fest den deretter som vist til venstre

• Det skal se slik ut

Forbered deretter gjenstander for å bygge Forearm of the Robot

1. 2 x M3 *8mm skruer
2. En servobrakett
3. En Servo SG90
4. En svart hovedarmbase

• Fest servoen med brakett og base på samme måte som instruert i den siste servoen

• Forbered varene:

1. 1 x M2.5 tappeskrue
2. Ett servohorn

• Fest hornet på den svarte hovedarmens akryl med M2.5 skrue

• Sett hovedarmen på servoen og roter den med klokken til den slutter å rotere ettersom den er programmert til å rotere mot klokken.

• Trekk ut hovedarmen og sett den tilbake horisontalt, dette trinnet er for å sikre at Servo vil snu antiklokkingkvis fra akkurat dette punktet (0 grader) og ikke bryte armen når strømmen slås på for å rotere

• Ta en selvskruende skrue fra stativpakken og fest den som vist til venstre

• Koble to aktive ledd med skrue, husk ikke stram skruene for mye, da de må rotere fritt

• Forbered varene:

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

• Plasser de to Clapboard Acrylic i den tilsvarende vingespalten

• Først setter du klappbrettet inn i de tilsvarende sporene og i de følgende trinnene vil det festes med en skrue og mutter på hver side

• Sett deretter stativbasen inn i det tilsvarende sporet mellom to klappplater

• Det skal se slik ut

• Fest klaffen på hovedarmbasen med ett par skruer og mutter.

Tips: Hold mutteren i sporet og skru deretter inn M3.

• Fest klaffen på begge sider som vist til venstre

• Fest ryggraden akryl mellom underarm og hovedarm ved å:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. to nøtter

Tips: Hold mutteren i sporet og skru deretter inn M3.

• Fest den andre siden også

• Klargjør deretter M3*6mm skrue og en lang arm akryl

• Fest den nederst til høyre

• Bruk deretter en annen svart lang arm med tre aktive ledd for å koble sammen to underarmsledd

• Fest skruene i riktig rekkefølge. Akryl ryggrad i nederste underarm i midten og den andre ligger på toppen

• Forbered elementene for å bygge høyre sidestøttearm:

1. To M3 * 8
2. En svart sirkulær avstandsholder
3. En svart støttearm
4. En svart trekant støttekontakt

• Fest den første skruen som vist til venstre. Det sirkulære avstandsstykket ligger i mellom.

Ikke stram skruene for hardt siden det er aktive ledd da de må rotere fritt uten å gni de tilstøtende akrylene

• Fest den andre enden med svart støttearm.

• Det skal se slik ut. Nå har underarmen fortsatt tre frie hengende ender som til slutt kobles sammen for å sikre klodelen.

• Klargjør Claw-servodelene:

1. To firkantede servobraketter
2. 4 x M3* 8mm skruer
3. En servo
4. To koblingstilbehør

• Plasser firkantbraketten i bunnen og trekk kablene ut etter behov for å koble til Robot Extension Board

• Det skal se slik ut

• Plasser rektangelbraketten på toppen av Servoen og fest Servoen med fire M3*8mm skruer

• Fest de to klørne på rektangelservobraketten med to M3*6mm skruer.

Husk å sette en svart sirkulær avstandsholder mellom for å redusere friksjonen.

• Så samler du:

1. 4 x M3 *8 mm skruer
2. En kort kontakt
3. En sirkulær avstandsholder

• Fest den på venstre side av kloen som vist til venstre.

Husk å legge mellomlegget

• Forbered følgende for å koble til klo og triangelstøttekobling:

1. To M3*8mm skruer
2. Ett avstandsstykke
3. En støttearm

• Fest støttearmen til trekantkontakten

• Da kan hele Claw-delen sikres med de tre fritt hengende underarmsendene.

Vennligst ikke stram skruene for aktive ledd.

• Klargjør tappeskruen i Servo-pakken og servohornet.

• Fest hornet med bankeskrue som vist til venstre

• Trekk klørne vidt åpne og sett inn den korte armen vi laget i siste trinn og skru den godt fast.

• Fest Iduino UNO-kortet på basen

• Plasser Robot Arm Extension Board på toppen av Iduino UNO-kortet.

Sørg for at pinnene er riktig tilkoblet.

• Plasser deretter robotarmsystemet på basens servostativ og fest det til baseservoen med en skrue.

Nå er du ferdig med all installasjonen!

 

Rack debugging

Nå er det på tide å koble servoene dine til Arduino UNO.

Servo 1	Kloservo
Servo 2	Hovedservo
Servo 3	Underarmsservo
Servo 4	Rotasjonsservo

Ta deg god tid og gjør de riktige ledningene ved å følge instruksjonene ovenfor.

Servo har tre pinner:

• Signal
• GND
• VCC

Generell systemfeilsøking

Før vi slår på strømmen, er det flere ting vi fortsatt må sjekke:

1. Sørg for at hvert ledd kan rotere jevnt, ellers vil det drive en stor mengde strøm i servoen som fører til en "blokkert" situasjon og servoene kan lett bli utbrent
2. Juster potensiometeret for å passe det komfortable servoarbeidsområdet. Servoen kan jobbe vinkelen: 0 ~ 180 grader uten noen begrensning, men for dette spesielle prosjektet kan servoen ikke på grunn av den mekaniske strukturen. Derfor er det viktig å endre potensiometeret til riktig posisjon. Ellers, hvis en av de fire servoene setter seg fast, vil servoen tappe en stor strøm som kan forårsake uopprettelig skade på servoene.
3. Skift potensiometeret jevnt og sakte ettersom servoer krever tid å snu
4. Strømforsyningsalternativer: gir konsistent og stabil strømforsyning for servooperasjoner

Ha det gøy med armroboten din

Manuell kontroll

For manuell kontroll; med jumperhetten satt inn på robotarmforlengelseskortet, kan du kontrollere robotarmen ved å justere de fire potensiometrene.

PC-kontrollgrensesnitt

I denne delen kan du kontrollere robotarmen ved å koble USB-porten til Iduino UNO Board. Med seriell kommunikasjon via USB-kabel sendes kommandoen fra Upper Computer Software som for øyeblikket kun er tilgjengelig for Windows-brukere.

Først kopierer du den nye kontrollkoden for den øvre datamaskinens programvare til Arduino UNO Board.

Dobbeltklikk på

"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".

Trykk deretter på opplastingsknappen.

Last ned programmet fra her: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, kreditt til microbotlab.com

• Åpne appen og trykk OK for å fortsette

• Plugg inn Arduino USB før du starter Mecon-programvaren for automatisk portdeteksjon eller bruk "Skann etter porter"-knappen for å oppdatere tilgjengelige porter. Velg USB-porten.

• I dette tilfellet for å demonstrere, bruker vi COM6.

Dette COM-nummeret kan variere fra sak til sak. Vennligst sjekk Device Manager for riktig COM-portnummer.

• Kontroller robotarmen ved å skyve servoen 1/2/3/4 stenger

Nå er det på tide å ha det gøy! Slå på strømmen og se hvordan din DIY Arduino Robot Arm går! Etter endelig montering og aktivering kan robotarmen kreve justeringer og feilsøking. Roboten vil prestere på hvordan den er programmert. Å finne ut hva koden gjør er en del av læringsprosessen. Åpne Arduino IDE på nytt, og vi forsikrer at du vil lære mye når du får en dyp forståelse av koden.

Koble sensorkortet fra Arduino UNO-kortet og koble fra 18650-strømforsyningen for å endre koden din. Ellers kan det forårsake uopprettelig skade på roboten og PC-en din, da den kan drive en stor strøm gjennom USB-porten.

Dette settet er bare et utgangspunkt og kan utvides til å inkludere andre sensorer og moduler. Du er begrenset av fantasien din.

TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual – Last ned [optimalisert]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual – Last ned

Referanser

• Brukerhåndbok