Arduino Robot ARM 4
Överview
I den här instruktionen kommer vi att introducera dig genom det roliga projektet med Arduino Robot Arm 4DOF Mechanical Claw Kit. Detta DIY Arduino UNO-baserade Bluetooth-robotkit är baserat på Arduino Uno utvecklingskort. Detta mycket enkla och lättbyggda kit är det perfekta Arduino-projektet för nybörjare och är en fantastisk lärplattform för att komma in i Robotics and Engineering.
Robotarmen levereras platt för montering och kräver mycket minimal lödning för att få den igång. Integrerar 4 SG90 servon som tillåter 4 grader av rörelse och kan plocka upp lätta föremål med klon. Armkontroll kan utföras av de 4 potentiometrarna. Låt oss börja!
Komma igång: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit
Vad är Arduino?
Arduino är en öppen källkodsplattform baserad på lättanvänd hårdvara och programvara. Arduino-kort kan läsa ingångar - ljus på en sensor, ett finger på en knapp eller ett Twitter-meddelande - och förvandla det till en utgång - aktivera en motor, tända en lysdiod, publicera något online. Du kan berätta för tavlan vad du ska göra genom att skicka en uppsättning instruktioner till mikrokontrollern på tavlan. För att göra det använder du Arduino-programmeringsspråket (baserat på Wiring) och Arduino Software (IDE), baserat på Processing.
Vad är IDUINO UNO?
iDuino Uno finns på ATmega328. Den har 14 digitala in-/utgångsstift (varav 6 kan användas som PWM-utgångar), 6 analoga ingångar, en 16 MHz keramisk resonator, en USB-anslutning, ett strömuttag, en ICSP-header och en återställningsknapp. Den innehåller allt som behövs för att stödja mikrokontrollern; Anslut den helt enkelt till en dator med en USB-kabel eller strömförsörj den med en AC-till-DC-adapter eller batteri för att komma igång.
Installation av programvara
I det här avsnittet kommer vi att introducera dig utvecklingsplattformen där du översätter kreativt sinne till koder och låter det flyga.
Arduino programvara/IDE
Öppna Windows-baserad app genom att dubbelklicka på den och följ instruktionerna för att slutföra (Kom ihåg att installera drivrutinen för allt för Arduino). Lätt!
Figur 1 Installation av drivrutiner
Ansluter ditt UNO-kort till din dator
Ansluter UNO och din PC med en blå USB-kabel, och om den är korrekt ansluten kommer du att se den gröna strömlampan lysa och en annan orange lysdiod blinkar.
Figur 2 Kontrollera din speciella COM och anteckna den numret
Hitta ditt seriella COM-nummer och anteckna det.
Vi måste ta reda på vilken kanal COM för närvarande kommunicerar mellan PC och UNO. Följer sökvägen: Kontrollpanel | Hårdvara och ljud | Enheter och skrivare | Enhetshanteraren | Hamnar (COM & LPT) | Arduino UNO (COMx)
Notera COM-numret eftersom vi behöver detta senare. Eftersom COM-porten kan variera från tid till annan är detta steg mycket viktigt. I det här fallet för demonstrationsändamål använder vi COM 4.
Spela med din första "Hello World" LED example
Först, låt oss berätta för IDE var man hittar vår Arduino-port och vilket kort du använder för närvarande: Följande instruktion (Figur 3 och 4) visar detaljerna:
Konfiguration av portar
Styrelsens konfiguration
Det är dags att spela med ditt första enkla example. Följer vägen förbi File | Examples | 01. Grunder | Blinka. Ett nytt kodfönster skulle dyka upp, tryck på pilsymbolen för att ladda upp. Du kommer att märka att den orange lysdioden blinkar nästan varje sekund.
Installation av hårdvara
|
|
|
I rackpaketet, från vänster till höger:
|
Kretslödning
Detta Robot Arm Kit kräver mycket minimal lödning för att få allt att fungera och fungera. Robot Arm Extension Board används för att ansluta gränssnittet mellan styrenheten, i detta projekt, de fyra potentiometrarna och Iduino UNO Board.
Försiktighet: Var försiktig när du använder varm lödkolv.
Figur 3 Grundläggande illustration av Robot ARM-kort
Förbereda:
- En robotarmsförlängningsbräda
- Ett 12V svart strömuttag
- 52P stifthuvud
- Ett blått gränssnitt för extern strömförsörjning
- Ett svart Bluetooth-gränssnitt
Löd sedan stift till servon och strömuttag.
Var medveten om att stiften för servogränssnitt är vända uppåt, för Iduino-gränssnittet nedåt.
Löd sedan de fyra potentiometrarna
Bygelkåpan används för genvägar för robotarmsförlängningskort och Iduino UNO-kort, vilket innebär att du inte behöver driva Iduino UNO-kortet separat.
Sätt i bygellocket eftersom vi använder en extern strömkälla, 12V batteribox.
Sätt sedan fyra silverlock på de nakna potentiometrarna. Nu har du slutfört löddelen!
Programvarufelsökning
Uppladdning av Arduino UNO-kod
Roboten kommer att prestera på hur den är programmerad. Att förstå och absorbera vad som finns inuti Iduino UNO-kortet, dvs programmeringskoden är en kritisk del av inlärningsprocessen. I det här avsnittet är vårt slutmål att se till att servon och potentiometrar fungerar väl.
Om detta är ditt första Arduino-projekt, följ instruktionerna noggrant. Först laddar du ner de relaterade koderna från vår webplats.
- Dubbelklicka på ikonen för att öppna programmet och öppna file i vägen: File | Öppen
- Öppna me_arm3.0 Arduino file
Programvarufelsökning
Klicka på uppladdningsknappen med högerpil i verktygsfältet för att ladda upp din file till UNO
Klar med uppladdningsstatus, om inte, kontrollera styrelsen och portarna i 3.2 för att se till att du ansluter din UNO korrekt
Servo-felsökning
Låt oss sedan testa våra servon för att se om de fungerar smidigt. Servon ska rotera mjukt när du spelar runt med motsvarande potentiometrar. Om inte, se till att du har laddat upp din kod korrekt med "Done upload"-skylten som beskrivs ovan och sätt in servokortet ordentligt på UNO-kortet med var och en av stiften rätt uppställda. Viktigast av allt, koppla in den pålitliga strömförsörjningen korrekt där strömförsörjningsinstruktionerna kommer att illustreras i nästa del. Läs den noggrant annars kan du bränna ut din Arduino-kärnmikrokontroller.
Servo har tre stift:
- Signal
- GND
- VCC
Rotationsvinkeln regleras av PWM (pulsbreddsmodulering) signalens arbetscykel. Frekvensen för PWM är vanligtvis i intervallet från 30 till 60 Hz – detta är så kallad uppdateringsfrekvens. Om denna uppdateringsfrekvens är för liten minskar servos noggrannhet eftersom den börjar förlora sin position med jämna mellanrum om frekvensen är för hög, då kan servo börja prata. Det är viktigt att välja optimal hastighet, att servomotorn kan låsa sin position.
Se till att varje servo fungerar bra eftersom de är svåra att ta bort.
Anslut servogränssnittet till UNO-servotacket en i taget, från kortplats 4 till kortplats 1 som styrs av motsvarande potentiometer
Anslut 9-12v 2A strömförsörjningen till Arduinos strömuttag med bygelkåpa (servokortet) på
Strömförsörjning
Kraft spelar en viktig roll för att köra Robot Arm-systemet eftersom brist på strömförsörjning kan leda till att servostyrningsväxeln skakar och att programmet skulle fungera onormalt. Två oberoende strömförsörjningar kommer att krävas, en för att driva Uno-utvecklingskortet och en annan för att driva potentiometerns servokontroller. I det här avsnittet presenterar vi flera strömförsörjningsalternativ för din bekvämlighet:
- (Rekommenderas) Använd en 5V 2A strömadapter och anslut till 2.1 mm DC-uttaget på potentiometerkortet.
- (Alternativt) Använd en 5V 2A strömförsörjning och avsluta i det blå kopplingsblocket på potentiometerkortet.
- (Rekommenderas) Använd en 9v till 12v strömadapter för Arduino UNO-utvecklingskortet via 2.1 mm DC-uttaget på Uno-kortet.
- (Alternativt) Använd en USB A till B (skrivarkabel) som medföljer för att ge en stadig 5V strömingång till Uno-kortet från en UB-laddare, PC eller bärbar dator.
NOTERA: När du gör ändringar i koden på Uno-kortet, se till att ta bort Robot Arm Servo Controller-kortet från Uno-utvecklingskortet och koppla bort Uno-kortets strömförsörjning. Annars kan det orsaka irreparabel skada på din robot och PC eftersom det kan driva en stor ström genom din USB-port.
Systemfelsökning
Rackmontering
I det här avsnittet guidar vi dig genom robotarmsbasen och rackinstallationen.
- Ta bort skyddspapperet från rackbasen
Förbered föremålen:
- Bas
- 4 x M3 muttrar
- 4 x M3 * 30 mm skruvar
- Montera delarna enligt bilden till vänster
Förbered föremålen:
- 4 x M3 muttrar
- 4 x M3 *10 mm
- skruvar
- Fäst skruvarna och muttrarna som visas till vänster, som används för att fästa vår Iduino UNO-bräda
Förbered sedan föremålen:
- 2x M3 *8mm skruvar
- Svart Servohållare
- Svart servoställ
- Dra kabelgängan genom servofästet efter behov för att ansluta till Iduino UNO Board i följande steg
Sätt sedan in servohållaren på toppen av servohållaren. Nu kan du se att Servo är säkrad och inklämd mellan hållaren och fästet.
- Det ska se ut så här
- Fäst den sedan enligt bilden till vänster
- Det ska se ut så här
Förbered sedan föremål för att bygga Underarm of the Robot
- 2 x M3 *8mm skruvar
- Ett servofäste
- En Servo SG90
- En svart huvudarmsbas
- Fäst servon med fäste och bas på samma sätt som instruerades i den senaste servon
- Förbered föremålen:
- 1 x M2.5 gängskruv
- Ett servohorn
- Fäst hornet på den svarta huvudarmens akryl med M2.5 gängskruv
- Sätt in huvudarmen på servon och rotera den medurs tills den slutar rotera eftersom den är programmerad att rotera moturs.
- Dra ut huvudarmen och sätt tillbaka den horisontellt, detta steg är för att säkerställa att servo kommer att vrida sig mot klockslagkvis från just denna punkt (0 grader) och bryt inte armen när strömmen slås på för att rotera
- Plocka ihop en självgängande skruv från rackpaketet och fäst den som visas till vänster
- Anslut två aktiva leder med skruv, kom ihåg att inte dra åt skruvarna för hårt eftersom de måste rotera fritt
- Förbered föremålen:
- 2 x M3*10mm
- M3 muttrar
- Två svarta clapboard akryl
- Placera de två Clapboard Acrylic i motsvarande vingspår
- Först först in Clapboard i motsvarande spår och i följande steg kommer den att säkras med en skruv och mutter på varje sida
- Sätt sedan in rackbasen i motsvarande skåra mellan två klaffar
- Det ska se ut så här
- Fäst klaffen på huvudarmsbasen med ett par skruv och mutter.
Tips: Håll muttern i skåran och skruva sedan in M3.
- Fäst klaffbrädan på båda sidor som visas till vänster
- Fäst ryggradens akryl mellan underarmen och huvudarmen genom att:
- 2 x M3 * 10 mm
- två nötter
Tips: Håll muttern i skåran och skruva sedan in M3.
- Fixa den andra sidan också
- Förbered sedan M3*6mm skruv och en lång arm akryl
- Säkra den längst ner till höger
- Använd sedan en annan svart lång arm med tre aktiva leder för att koppla ihop två underarmsleder
- Fäst skruvarna i rätt ordning. Backbone akryl i nedre underarmen i mitten och den andra ligger på toppen
- Förbered föremålen för att bygga höger sidostödarm:
- Två M3 * 8
- En svart cirkulär distans
- En svart stödarm
- En svart triangelstödkontakt
- Fäst den första skruven enligt bilden till vänster. Den cirkulära distansen ligger däremellan.
Dra inte åt skruvarna för hårt eftersom det finns aktiva leder eftersom de måste rotera fritt utan att gnugga de intilliggande akrylerna
- Fäst den andra änden med svart stödarm.
- Det ska se ut så här. Nu har underarmen fortfarande tre fria dinglande ändar som så småningom kopplas ihop för att säkra klodelen.
- Förbered Claw servodelarna:
- Två fyrkantiga servofästen
- 4 x M3* 8mm skruvar
- En servo
- Två anslutningstillbehör
- Placera den fyrkantiga konsolen i botten och dra ut kablarna efter behov för att ansluta till Robot Extension Board
- Det ska se ut så här
- Placera rektangelfästet på toppen av servon och fäst servon med fyra M3*8mm skruvar
- Fäst de två klorna på det rektangulära servofästet med två M3*6mm skruvar.
Kom ihåg att sätta en svart cirkulär distans mellan för att minska friktionen.
- Samla sedan:
- 4 x M3 *8 mm skruvar
- En kort kontakt
- En cirkulär distans
- Fäst den på vänster sida av klon som visas till vänster.
Kom ihåg att lägga distansen emellan
- Förbered följande för att ansluta Claw och Triangle stödkontakt:
- Två M3*8mm skruvar
- En distans
- En stödarm
- Fäst stödarmen på triangelkontakten
- Sedan kan hela Claw-delen säkras med de tre fritt dinglande underarmsändarna.
Dra inte åt skruvarna för aktiva leder.
- Förbered gängskruven i servopaketet och servohornet.
- Fäst hornet med gängskruv som visas till vänster
- Dra klorna helt upp och sätt sedan in den korta armen vi skapade i det sista steget och skruva fast den ordentligt.
- Fäst Iduino UNO-kortet på basen
- Placera Robot Arm Extension Board på toppen av Iduino UNO-kortet.
Se till att stiften är ordentligt anslutna.
- Placera sedan robotarmsystemet på basservotäcket och fäst det på basservot med en gängskruv.
Nu är du klar med all installation!
Rackfelsökning
Nu är det dags att ansluta dina servon till din Arduino UNO.
|
Tjänare 1 |
Kloservo |
|
Tjänare 2 |
Huvudservo |
|
Tjänare 3 |
Underarmsservo |
|
Tjänare 4 |
Rotationsservo |
Ta dig tid och gör rätt ledningar enligt instruktionerna ovan.
Servo har tre stift:
- Signal
- GND
- VCC
Övergripande systemfelsökning
Innan vi slår på strömmen finns det flera saker som vi fortfarande måste kontrollera:
- Se till att varje led kan rotera smidigt annars skulle det driva en stor mängd ström i servo vilket leder till en "blockerad" situation och servon lätt kan brännas ut
- Justera potentiometern så att den passar det bekväma servoarbetsområdet. Servot kan arbeta i vinkeln: 0 ~ 180 grader utan några begränsningar, men för just detta projekt kan servo inte på grund av den mekaniska strukturen. Därför är det viktigt att ändra potentiometern till rätt läge. Annars, om någon av de fyra servo fastnar, skulle servo dränera en stor ström i vilket kan orsaka irreparabel skada på servon.
- Byt potentiometer mjukt och långsamt eftersom servon kräver tid att vrida sig
- Strömförsörjningsalternativ: ger konsekvent och stabil strömförsörjning för servondrift
Ha kul med din armrobot
Manuell styrning
För manuell styrning; med bygelkåpan isatt på Robot Arm Extension Board kan du styra din Robot Arm genom att justera de fyra potentiometrarna.
PC-kontrollgränssnitt
I det här avsnittet kan du styra din robotarm genom att ansluta USB-porten till Iduino UNO Board. Med seriell kommunikation via USB-kabel skickas kommandot från Upper Computer Software som endast är tillgängligt för Windows-användare för tillfället.
Kopiera först den nya kontrollkoden för övre datorprogramvara till ditt Arduino UNO-kort.
Dubbelklicka på
"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".
Tryck sedan på uppladdningsknappen.
Ladda ner programvaran från här: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, kredit till microbotlab.com
- Öppna appen och tryck på OK för att fortsätta
- Anslut Arduino USB innan du startar Mecon-programvaran för automatisk portdetektering eller använd knappen "Skanna efter portar" för att uppdatera tillgängliga portar. Välj USB-port.
- I det här fallet för att demonstrera använder vi COM6.
Detta COM-nummer kan variera från fall till fall. Kontrollera enhetshanteraren för korrekt COM-portnummer.
- Styr robotarmen genom att skjuta servo 1/2/3/4 stängerna
Nu är det dags att ha kul! Slå på strömmen och se hur din DIY Arduino Robot Arm går! Efter slutmontering och aktivering kan robotarmen kräva justeringar och felsökning. Roboten kommer att prestera på hur den är programmerad. Att ta reda på vad koden gör är en del av inlärningsprocessen. Öppna din Arduino IDE igen och vi försäkrar att du kommer att lära dig mycket när du har fått en djup förståelse av koden.
Koppla ur sensorkortet från Arduino UNO-kortet och koppla bort 18650-strömförsörjningen för att ändra din kod. Annars kan det orsaka irreparabel skada på din robot och PC eftersom det kan driva en stor ström genom din USB-port.
Detta kit är bara en utgångspunkt och kan utökas för att inkludera andra sensorer och moduler. Du är begränsad av din fantasi.
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual – Ladda ner [optimerad]
TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF Mechanical Claw Kit Manual – Ladda ner
