Flex Bot: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Използвайте тази инструкция, за да направите шаси на робот с 4 колела, което се контролира от ВАШИТЕ мускули!

Стъпка 1: Историята

Ние сме двама юноши от Ървингтънската гимназия, приемащи принципи на инженерството, клас PLTW. Нашият учител, г -жа Berbawy, ни даде възможност да изберем SIDE проект, който да бъде изложен в Maker Faire Bay Area. В крайна сметка намерихме уебсайт, наречен "Backyard Brains" (https://backyardbrains.com), който ни помогна да развием идеята за използване на мускулна гъвкавост за движение на двигател. Нашият учител ни достави микроконтролера Arduino, EMG мускулен сензор, оборудване vex, джъмперни проводници и батерии. След това приложихме предишните си умения за програмиране и роботика (научени чрез конкурентна роботика и стаж), за да проектираме шаси, което контролираме с помощта на мускулите си! Този проект, както видяхме след онлайн проучване, всъщност не беше направен от никой преди, което означава, че трябваше да създадем всичко от нулата! Това включваше много тестове, модификации и повторни тестове, но да видим как финалната ни работа в крайна сметка си заслужава.

Стъпка 2: Основно описание

Нашият проект е по същество шаси с 4 колела, 4 моторни робота, което се управлява с помощта на микроконтролер Arduino. Към Arduino е прикрепен EMG мускулен сензор, който предава данни за мускулното напрежение към аналогов порт на Arduino. Няколко цифрови щифта и заземяващите/5 -волтови щифтове на Arduino са свързани към макет в горната част на шасито, като захранват 4 двигателя и им изпращат сигнали за данни.

Като цяло, когато човек се огъне, отклонението в напрежението, записано от EMG сензора, сигнализира цифров порт за изпращане на данни към извода за данни на контролера на двигателя, който завършва с включване на двигателя. Освен това имаме два бутона, свързани към аналоговите щифтове на нашия Arduino. Когато бутоните са натиснати, токът се изпраща към аналоговите щифтове и когато тези аналогови щифтове регистрират текущия вход, двигателите се завъртат в различни посоки, за да позволят на шасито да върви напред, назад, наляво или надясно.

По -долу са основните неща, които трябва да закупите за този проект:

- ЕМГ сензор

- VEX 393 МОТОРИ

- VEX МОТОРНИ КОНТРОЛЕРИ

- КОМПЛЕКТ ХАРАКТЕРИСТИКА VEX

- VEX КОЛЕЛА

- ЧЕРНА КАРТА И ЖИЛА

- ARDUINO UNO

- 9 ВОЛТОВИ АКУМУЛАТОРА (ще ви трябват много, тъй като тези батерии се изтощават за около 30 минути поради голямото количество използвани 4 VEX мотора в момента):

Стъпка 3: Стъпка 1: Дискът

За да създадете това шаси, можете да използвате всеки хардуер/двигатели, въпреки че се препоръчват хардуер VEX, VEX версия 4 Motors и VEX контролери на двигателя. Докато изграждате това шаси, трябва да вземете предвид пространството, необходимо за поставяне на макет, микроконтролер Arduino, батерии и превключватели върху горната част на шасито. Освен това използваните двигатели трябва да имат възможност за ШИМ. За целите на този проект това по същество означава, че двигателят трябва да има положителен извод, отрицателен извод и извод за данни.

Освен горната информация, това шаси може да бъде напълно персонализирано според вашите желания, стига да има задвижване на четирите колела!

Ето някои допълнителни неща, които трябва да имате предвид при изграждането на шасито (всички тези неща могат да се видят и на приложените снимки на шасито!):

1) всяка ос трябва да се поддържа в две точки, за да се избегне огъване

2) Колелото не трябва да докосва директно отстрани на шасито (трябва да има малка празнина, която може да бъде постигната чрез използване на дистанционни елементи) това намалява триенето, което забавя скоростта на колелото при завъртане

3) Използвайте главини на оста от другата страна на колелото (обърнати от шасито), за да закрепите колелото към шасито

Стъпка 4: Стъпка 2: Схема

* Обърнете внимание, че за създаването на веригата за този проект, СИЛНО препоръчваме да използвате плътна/предварително огъната жица, тъй като тя е много по-чиста/по-лесна за разбиране, докато проверявате веригата за грешки, което най-вероятно ще се случи. За пример за използване на плътна жица, моля, вижте уводните снимки на този проект. *

Този проект използва макет по следните причини:

- за подаване на напрежение на няколко управлявани двигателя

- да изпраща сигнали за данни към контролерите на двигателя на двигателя

- за получаване на сигнали за данни от бутоните

- за осигуряване на напрежение към датчика за ЕМГ

- за получаване на сигнали за данни от EMG сензора

Моля, вижте приложената снимка на схемата на TinkerCAD за справка.

Ето няколко стъпки, за да разберете как TinkerCADcircuitry съответства на действителната схема, която направихме/използвахме:

Жълтите проводници представляват проводници "данни", които по същество изпращат сигналите към контролера на двигателя, подтиквайки двигателя да се завърти.

Черните проводници представляват отрицателния или "заземен" проводник. Една важна забележка е, че всички двигатели/ компоненти трябва да бъдат свързани към отрицателен заземен проводник, за да се управляват от Arduino.

Червените проводници представляват положителния проводник. Положителните и отрицателните проводници трябва да бъдат във веригата, за да работи.

Стъпка 5: Стъпка 3: Кодирането

Това е най -трудната за разбиране част от проекта. Нашата програма изисква използването на Arduino IDE, която може да бъде изтеглена от уебсайта на Arduino. Онлайн редакторът на Arduino може да се използва вместо изтеглената IDE, ако е за предпочитане.

ARDUINO IDE

След като тази IDE бъде изтеглена/готова за използване и програмата, която направихме, бъде изтеглена в IDE, тогава всичко, което трябва да направите, е да качите кода в Arduino и софтуерният аспект на този проект е свършен!

Забележка - ZIP файлът за кода на този проект е приложен по -долу.

По същество нашата програма чете стойностите на напрежението с непрекъсната скорост и ако стойностите на напрежението са извън определен диапазон (което показва гъвкавост), тогава сигнал за данни се изпраща до контролера на двигателя на двигателя, подтиквайки двигателя да се завърти. Освен това, ако се натисне някой или и двата бутона, тогава отделните двигатели се завъртат в различни посоки, което позволява на робота да се движи напред, назад и да се завърти в двете посоки.

Стъпка 6: Стъпка 4: Празнувайте

След като направите предишните три стъпки (изграждане на шасито и веригата, както и изтегляне на кода), сте готови! Всичко, което трябва да направите сега, е да прикрепите 9 -волтовите батерии към релсите (2 9 -волтови батерии), 9 -волтовата батерия към микроконтролера Arduino и сте готови. Поставете мускулния сензор на бицепса си, включете Arduino и FLEX! Не забравяйте, че натискането на бутоните ще ви позволи да преместите шасито наляво, надясно и обратно!

Прикачено е видео, за да видите този проект в действие!