Robot Arduino ARM 4

 Sopraview 

In queste istruzioni, ti presenteremo il divertente progetto del kit di artigli meccanici Arduino Robot Arm 4DOF. Questo kit robot Bluetooth basato su Arduino UNO fai-da-te è basato sulla scheda di sviluppo Arduino Uno. Questo kit molto semplice e facile da costruire è il progetto Arduino perfetto per principianti ed è un'ottima piattaforma di apprendimento per entrare nella robotica e nell'ingegneria.

Il braccio del robot viene fornito in confezione piatta per l'assemblaggio e richiede una saldatura minima per renderlo operativo. Integra 4 servi SG90 che consentono 4 gradi di movimento e possono raccogliere oggetti leggeri con l'artiglio. Il controllo del braccio può essere eseguito dai 4 potenziometri. Iniziamo!

Per iniziare: Arduino Robot Arm 4dof Mechanical Claw Kit

Che cos'è Arduino?

Arduino è una piattaforma elettronica open source basata su hardware e software di facile utilizzo. Le schede Arduino possono leggere gli input - luce su un sensore, un dito su un pulsante o un messaggio di Twitter - e trasformarli in un'uscita - attivando un motore, accendendo un LED, pubblicando qualcosa online. Puoi dire alla tua scheda cosa fare inviando una serie di istruzioni al microcontrollore sulla scheda. Per fare ciò si utilizza il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e il software Arduino (IDE), basato su Processing.

Cos'è IDUINO UNO?

L'iDuino Uno è sull'ATmega328. Dispone di 14 pin di ingresso / uscita digitali (di cui 6 possono essere utilizzati come uscite PWM), 6 ingressi analogici, un risuonatore ceramico da 16 MHz, una connessione USB, un jack di alimentazione, un'intestazione ICSP e un pulsante di reset. Contiene tutto il necessario per supportare il microcontrollore; è sufficiente collegarlo a un computer con un cavo USB o alimentarlo con un adattatore CA / CC o una batteria per iniziare.

Installazione del software

In questa sezione, ti presenteremo la piattaforma di sviluppo in cui traduci la mente creativa in codici e la lasci volare.

Software Arduino / IDE

Apri l'app basata su Windows facendo doppio clic su di essa e segui le istruzioni per completare (ricorda di installare tutto il driver per Arduino). Facile!

Figura 1 Installazione dei driver

Collegamento della scheda UNO al computer

Collegando UNO e il tuo PC tramite un cavo USB blu, e se collegato correttamente vedrai il LED di alimentazione verde accendersi e un altro LED arancione lampeggiante.

Figura 2 Controlla il tuo COM speciale e annota il numero

Trova il tuo numero di serie COM e annotalo.

Dobbiamo capire quale canale COM sta attualmente comunicando tra PC e UNO. Seguendo il percorso: Pannello di controllo | Hardware e suoni | Dispositivi e stampanti | Gestione dispositivi | Porte (COM e LPT) | Arduino UNO (COMx)

Annotare il numero COM poiché lo richiederemo in seguito. Poiché la porta COM può variare di volta in volta, questo passaggio è fondamentale. In questo caso, a scopo dimostrativo, utilizziamo COM 4.

Gioca con il tuo primo LED "Hello World" example

Per prima cosa, diciamo a IDE dove trovare la nostra porta Arduino e quale scheda stai attualmente utilizzando: Le seguenti istruzioni (Figure 3 e 4) mostrano i dettagli:

Configurazione delle porte

Configurazione della scheda

È ora di giocare con te il primo semplice example. Seguendo il percorso di File | Examples | 01. Nozioni di base | Battito di ciglia. Verrà visualizzata una nuova finestra del codice, premere il simbolo della freccia per caricare. Noterai che il LED arancione lampeggia quasi ogni secondo.

Installazione hardware

4 x Servo SG90 con pacchetto servo (vite e dadi inclusi) 4 x Base rack con coperchio di protezione (facile da rimuovere) e confezione di viti Scheda di estensione del braccio del robot con jack di alimentazione separato (vedere la soluzione di alimentazione) Cavo USB Consiglio di amministrazione di Iduino UNO
Nella confezione del rack, da sinistra a destra:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Toccando obliquità Dado M3

Saldatura a circuito

Questo kit braccio robotico richiede una saldatura minima per far funzionare e funzionare tutto. La scheda di estensione del braccio del robot viene utilizzata per collegare l'interfaccia tra il controller, in questo progetto, i quattro potenziometri e la scheda Iduino UNO.

Attenzione: Si prega di fare attenzione quando si utilizza il saldatore a caldo.

Figura 3 Illustrazione di base della scheda Robot ARM

Preparare:

1. Una scheda di estensione del braccio del robot
2. Un jack di alimentazione nero da 12V
3. 52P Pin intestazioni
4. Un'interfaccia di alimentazione esterna blu
5. Un'interfaccia Bluetooth nera

Quindi saldare i pin per i servi e il jack di alimentazione.

Tieni presente che i pin per l'interfaccia servo sono rivolti verso l'alto, per l'interfaccia Iduino verso il basso.

Quindi saldare i quattro potenziometri

Il cappuccio del ponticello viene utilizzato per la scorciatoia Robot Arm Extension Board e Iduino UNO Board, il che significa che non è necessario alimentare separatamente la scheda Iduino UNO.
Inserire nel cappuccio del ponticello poiché stiamo utilizzando un alimentatore esterno, Box batteria 12V.

Quindi metti quattro coperchi d'argento sui potenziometri nudi. Ora hai completato la parte di saldatura!

Debug del software

Caricamento del codice UNO di Arduino

Il Robot si comporterà come è programmato. Comprendere e assorbire cosa c'è all'interno della scheda Iduino UNO, ovvero il codice di programmazione è una parte fondamentale del processo di apprendimento. In questa sezione, il nostro obiettivo finale è assicurarci che i servi e i potenziometri funzionino bene.

Se questo è il tuo primo progetto Arduino, segui attentamente le istruzioni. Per prima cosa scarica i relativi codici dal nostro websito.

• Fare doppio clic sull'icona per aprire il programma e aprire il file nel percorso: File | Aprire

• Apri me_arm3.0 Arduino file

Debug del software

Fare clic sul pulsante di caricamento con la freccia a destra sulla barra degli strumenti per caricare il tuo file all'UNO

Completato il caricamento dello stato, in caso contrario, controlla la scheda e le porte nel file 3.2 per assicurarti di connettere correttamente il tuo UNO

Debug dei servi

Quindi proviamo i nostri servocomandi per vedere se funzionano senza intoppi. I servi dovrebbero ruotare senza problemi mentre giochi con i potenziometri corrispondenti. In caso contrario, assicurati di aver caricato correttamente il tuo codice con il segno "Done upload" descritto sopra e inserisci saldamente la scheda servo sulla scheda UNO con ciascuno dei pin allineati correttamente. Soprattutto, collegare correttamente l'alimentatore affidabile dove le istruzioni dell'alimentatore verranno illustrate nella parte successiva. Leggilo attentamente altrimenti potresti bruciare il tuo microcontrollore Arduino core.

Il servo ha tre pin:

• Segnale
• Terra
• VCC

L'angolo di rotazione è regolato dal duty cycle del segnale PWM (modulazione di larghezza di impulso). La frequenza del PWM di solito è compresa tra 30 e 60 Hz - questa è la cosiddetta frequenza di aggiornamento. Se questa frequenza di aggiornamento è troppo piccola, la precisione del servo si riduce poiché inizia a perdere periodicamente la sua posizione se la velocità è troppo alta, quindi il servo può iniziare a vibrare. È importante selezionare la velocità ottimale, in modo che il servomotore possa bloccare la sua posizione.

Assicurati che ogni servo funzioni bene in quanto sono difficili da rimuovere.

Collegare l'interfaccia servo allo slot servo UNO uno per uno, dallo slot 4 allo slot 1 che sono controllati dal potenziometro corrispondente

Collega l'alimentatore 9-12v 2A al jack di alimentazione Arduino con il cappuccio del ponticello (la scheda Servo)

Alimentazione elettrica

La potenza gioca un ruolo fondamentale nel funzionamento del sistema Robot Arm poiché la mancanza di alimentazione può portare a jitter del servosterzo e il programma potrebbe funzionare in modo anomalo. Saranno necessari due alimentatori indipendenti, uno per pilotare la scheda di sviluppo Uno e un altro per pilotare i servocontrollori del potenziometro. In questa sezione, ti presentiamo diverse alternative di alimentazione per tua comodità:

1. (Consigliato) Utilizzare un adattatore di alimentazione da 5 V 2 A e inserirlo nella presa CC da 2.1 mm sulla scheda del potenziometro.
2. (In alternativa) Utilizzare un alimentatore da 5 V 2 A e terminare nella morsettiera blu sulla scheda del potenziometro.
3. (Consigliato) Utilizzare un alimentatore da 9 V a 12 V per la scheda di sviluppo Arduino UNO tramite la presa CC da 2.1 mm sulla scheda Uno.
4. (In alternativa) Utilizzare un cavo USB da A a B (cavo stampante) fornito per fornire un ingresso di alimentazione costante a 5 V nella scheda Uno da un caricatore UB, PC o laptop.

NOTA: Quando si apportano modifiche al codice sulla scheda Uno, assicurarsi di rimuovere la scheda del servocomando del braccio robotico dalla scheda di sviluppo Uno e scollegare l'alimentazione della scheda Uno. In caso contrario, potrebbe causare danni irreparabili al robot e al PC poiché potrebbe guidare una grande corrente attraverso la porta USB.

Debug del sistema

Montaggio su rack

In questa sezione ti guideremo attraverso l'installazione della base del braccio del robot e del rack.

• Staccare la carta protettiva dalla base del rack

Prepara gli oggetti:

• Base
• 4 dadi M3
• 4 viti M3 * 30 mm

• Assemblare le parti come mostrato a sinistra

Prepara gli oggetti:

• 4 dadi M3
• 4 x M3 * 10 mm
• viti

• Fissare le viti e i dadi come mostrato a sinistra, che vengono utilizzati per fissare la nostra scheda Iduino UNO

Quindi prepara gli articoli:

• 2x viti M3 * 8mm
• Porta servo nero
• Cremagliera servo nera

• Tirare il filo del cavo attraverso il foro della staffa del servo come richiesto per il collegamento alla scheda Iduino UNO nei seguenti passaggi

Quindi inserire il supporto della staffa del servo sulla parte superiore del supporto del servo. Ora puoi vedere che il servo è fissato e inserito tra il supporto e la staffa.

 

• Dovrebbe sembrare come questo

• Quindi fissarlo come mostrato a sinistra

• Dovrebbe sembrare come questo

Quindi prepara gli oggetti per costruire l'avambraccio del robot

1. 2 viti M3 * 8 mm
2. Una staffa per servo
3. Un servo SG90
4. Una base del braccio principale nera

• Fissare il servo con la staffa e la base nello stesso modo indicato nell'ultimo servo

• Prepara gli oggetti:

1. 1 x M2.5 vite autofilettante
2. Un Servo Horn

• Fissare il clacson sull'acrilico del braccio principale nero con la vite autofilettante M2.5

• Inserire il braccio principale sul servo e ruotarlo in senso orario finché non smette di ruotare poiché è programmato per ruotare in senso antiorario.

• Estrarre il braccio principale e rimetterlo orizzontalmente, questo passaggio è per garantire che il servo giri in senso anti-bloccokwise da questo punto stesso (0 gradi) e non rompere il braccio quando l'alimentazione si accende per ruotare

• Raccogliere una vite autofilettante dalla confezione del rack e fissarla come mostrato a sinistra

• Collegare due giunti attivi tramite vite, ricordarsi di non serrare eccessivamente le viti in quanto sono necessarie per ruotare liberamente

• Prepara gli oggetti:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. Dadi M3
3. Acrilico di due assi nero

• Posizionare i due Clapboard Acrilico nella fessura dell'ala corrispondente

• In primo luogo, inserire il Clapboard nelle rispettive fessure e nei passaggi successivi verrà fissato con una vite e un dado su ciascun lato

• Quindi inserire la base del rack nella fessura corrispondente tra due assicelle

• Dovrebbe sembrare come questo

• Fissare l'assicella sulla base del braccio principale con un paio di viti e dado.

Suggerimento: tieni il dado nella fessura e poi avvita l'M3.

• Fissare l'assicella su entrambi i lati come mostrato a sinistra

• Fissare l'acrilico della spina dorsale tra l'avambraccio e il braccio principale:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. due noci

Suggerimento: tieni il dado nella fessura e poi avvita l'M3.

• Correggi anche l'altro lato

• Quindi preparare una vite M3 * 6mm e un acrilico a braccio lungo

• Fissalo sul lato inferiore destro

• Quindi utilizzare un altro braccio lungo nero con tre articolazioni attive per collegare due articolazioni dell'avambraccio

• Si prega di fissare le viti nella giusta sequenza. Spina dorsale acrilica nella parte inferiore dell'avambraccio al centro e l'altra si trova sulla parte superiore

• Prepara gli oggetti per costruire il braccio di supporto sul lato destro:

1. Due M3 * 8
2. Un distanziatore circolare nero
3. Un braccio di supporto nero
4. Un connettore di supporto triangolo nero

• Fissare la prima vite come mostrato a sinistra. Il distanziatore circolare si trova nel mezzo.

Si prega di non serrare eccessivamente le viti in quanto vi sono giunti attivi in ​​quanto devono ruotare liberamente senza sfregare gli acrilici adiacenti

• Fissare l'altra estremità con il braccio di supporto nero.

• Dovrebbe sembrare come questo. Ora l'avambraccio ha ancora tre estremità libere penzolanti che alla fine sono collegate per fissare la parte dell'artiglio.

• Preparare le parti del servo Claw:

1. Due staffe quadrate per servo
2. 4 viti M3 * 8 mm
3. Un servo
4. Due accessori per connettori

• Posizionare la staffa quadrata nella parte inferiore ed estrarre i cavi come richiesto per il collegamento alla scheda di estensione del robot

• Dovrebbe sembrare come questo

• Posizionare la staffa rettangolare sulla parte superiore del servo e fissare il servo con quattro viti M3 * 8 mm

• Fissare i due artigli sulla staffa del servo rettangolare con due viti M3 * 6mm.

Ricorda di inserire un distanziatore circolare nero in mezzo per ridurre l'attrito.

• Quindi raccogli:

1. 4 viti M3 * 8 mm
2. Un connettore corto
3. Un distanziatore circolare

• Fissalo sul lato sinistro dell'artiglio come mostrato a sinistra.

Ricorda di mettere il distanziatore in mezzo

• Preparare quanto segue per collegare il connettore di supporto Claw e Triangle:

1. Due viti M3 * 8mm
2. Un distanziatore
3. Un braccio di supporto

• Fissare il braccio di supporto al connettore triangolare

• Quindi l'intera parte dell'artiglio può essere fissata con le tre estremità libere dell'avambraccio penzolanti.

Si prega di non stringere le viti per i giunti attivi.

• Preparare la vite autofilettante nel pacchetto Servo e il clacson del servo.

• Fissare il clacson con la vite autofilettante come mostrato a sinistra

• Apri ampiamente gli artigli, quindi inserisci il braccio corto che abbiamo creato nell'ultimo passaggio e avvitalo saldamente.

• Fissare la scheda Iduino UNO alla base

• Posizionare la scheda di estensione del braccio del robot sulla parte superiore della scheda Iduino UNO.

Assicurati che i pin siano collegati correttamente.

• Quindi posizionare il Robot Arm System sulla cremagliera del servo della base e fissarlo sul servo della base con una vite autofilettante.

Ora hai terminato tutta l'installazione!

 

Debug del rack

Ora è il momento di collegare i tuoi servi al tuo Arduino UNO.

Servi 1	Artiglio servo
Servi 2	Servo principale
Servi 3	Servo dell'avambraccio
Servi 4	Servo di rotazione

Prenditi il ​​tuo tempo e fai il cablaggio corretto seguendo le istruzioni di cui sopra.

Il servo ha tre pin:

• Segnale
• Terra
• VCC

Debug generale del sistema

Prima di accendere l'alimentazione, ci sono diverse cose che dobbiamo ancora controllare:

1. Assicurati che ogni giunto possa ruotare senza intoppi altrimenti guiderebbe una grande quantità di corrente nel servo che porta a una situazione di "blocco" e i servi potrebbero essere facilmente bruciati
2. Regolare il potenziometro per adattarlo al comodo campo di lavoro del servo. Il servo può lavorare l'angolo: 0 ~ 180 gradi senza alcuna restrizione, ma per questo particolare progetto il servo non può a causa della struttura meccanica. Pertanto, è fondamentale modificare il potenziometro nella posizione corretta. Altrimenti, se uno qualsiasi dei quattro servo si blocca, il servo assorbirebbe una grande corrente che potrebbe causare danni irreparabili ai servi.
3. Cambia il potenziometro in modo fluido e lento poiché i servi richiedono tempo per girare
4. Opzioni di alimentazione: fornire un'alimentazione costante e stabile per le operazioni dei servi

Divertiti con il tuo robot da braccio

Controllo manuale

Per controllo manuale; con il cappuccio del ponticello inserito sulla scheda di estensione del braccio del robot, è possibile controllare il braccio del robot regolando i quattro potenziometri.

Interfaccia di controllo da PC

In questa sezione, puoi controllare il tuo braccio robotico collegando la porta USB alla scheda Iduino UNO. Con la comunicazione seriale tramite cavo USB, il comando viene inviato dal software del computer superiore che per il momento è disponibile solo per gli utenti Windows.

Innanzitutto, copia il nuovo codice di controllo del software del computer superiore sulla scheda UNO di Arduino.

Fare doppio clic su

"Upper_Computer_Softwa re_Control.ino".

Quindi premi il pulsante di caricamento.

Scarica l'applicazione software da Qui: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, credito a microbotlab.com

• Apri l'app e premi OK per continuare

• Collegare Arduino USB prima di avviare il software Mecon per il rilevamento automatico delle porte o utilizzare il pulsante "Cerca porte" per aggiornare le porte disponibili. Scegli la porta USB.

• In questo caso per dimostrare, stiamo usando COM6.

Questo numero COM può variare caso per caso. Controllare il Device Manager per il numero di porta COM corretto.

• Controllare il braccio del robot facendo scorrere le barre del servo 1/2/3/4

Adesso è il momento di divertirsi! Accendi l'alimentazione e guarda come va il tuo braccio robotico Arduino fai-da-te! Dopo l'assemblaggio finale e l'attivazione, il braccio del robot potrebbe richiedere regolazioni e debug. Il robot si esibirà in base a come è stato programmato. Capire cosa sta facendo il codice fa parte del processo di apprendimento. Riapri il tuo IDE Arduino e ti assicuriamo che imparerai molto una volta acquisita una profonda comprensione del codice.

Scollegare la scheda del sensore dalla scheda UNO di Arduino e scollegare l'alimentazione della scatola di alimentazione 18650 per modificare il codice. In caso contrario, potrebbe causare danni irreparabili al robot e al PC poiché potrebbe guidare una grande corrente attraverso la porta USB.

Questo kit è solo un punto di partenza e può essere ampliato per incorporare altri sensori e moduli. Sei limitato dalla tua immaginazione.

TA0262 Manuale del kit di artigli meccanici ARM 4 DOF Robot Arduino - Scarica [ottimizzato]
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Riferimenti

• Manuale d'uso