Джаспър, хексапод Arduino: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Дата на проекта: ноември 2018 г

ОБЗОР (JASPER)

Шест крака, три серво на крак, 18 серво система за движение, контролирана от Arduino Mega. Сервоустройства, свързани чрез Arduino Mega сензорен щит V2. Комуникация с Hexapod чрез Bluetooth BT12 модул, разговор с приложение по поръчка за Android. Система, захранвана от 2 x 18650, 3400mAh и 2 x 2400mA батерия, всяка от които се държи с велкро под тялото на шестоногата. Предоставя се превключвател за захранване както за серво, така и за системи за управление, както и зелена светодиодна индикаторна лампа за включване на главата на шестоногата. Командите се повтарят на 16x2 LCD дисплей. Видео емисията, светлинният пръстен и избягването на ултразвукови препятствия са разположени в главата.

ЗАБЕЛЕЖКА: За целите на здравословното състояние силно препоръчвам използването на качествени сервомотори, започнах със MG995 серво, 20 от тях, 11 от които или изгорели, загубили способността си да центрират, или просто спрели да работят.

www.youtube.com/embed/ejzGMVskKec

Стъпка 1: ОБОРУДВАНЕ

1. 20 x DS3218 серво

2. 1x основен комплект Hexapod

3. 1x Arduino Mega R3

4. 1x Arduino Mega сензорен щит v2

5. 1 x 2 гнездо 18650 държач за батерия

6. 2 x двуполюсен превключвател на захранването

7. Зелена LED светлина и 220kohm резистор

8. 2 x 6v 2800mAh батерии с фиксиране на велкро

9. 2 x 18650 x 3400mAh батерии

10. 1x сонарен модул HC-SR04

11. 1x Bluetooth модул BT12

12. 1 x Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT дъска за разработка

13. 1 x Arducam мини модулен щит за камера с OV2640 2 -мегапикселов обектив

14. 1 x Pixie Neon 16 LCD светлинен пръстен

15. 1 x 16 -литров LCD дисплей с приложен адаптер IIC.

16. 1 x 5v щепсел за захранване за Arduino Mega

17. 1 x 5v микро USB щепсел за модул NodeMcu.

18. 1 x DC към DC Buck конверторен модул

19. 1 x 70 мм x 120 мм x 39 мм квадратна черна пластмасова кутия (тяло)

20. 1 x 70 mm x 50 mm x 70 mm черна пластмасова кутия (глава)

21. 4 x 40 мм от месингови стойки от М3 плюс 4 гумени опори за опора

22. Различни джъмперни кабели от мъжки към мъжки, спойка, м3 винтове и болтове и горещо лепило

Движение на краката с помощта на специална логика. Движение на камерата чрез две независими сервосистеми, отказващи, надолу, наляво, надясно и центрирано движение. Камерата се управлява чрез WIFI връзка, показва се в изглед WebView в приложение за Android.

Стъпка 2: SERVOS

Всеки от тях има максимум 180 градуса до

минимум 0 градуса движение.

Всяко серво, идентифицирано с три комбинации от числа, LegCFT; където C е тялото (COXA), F е бедрото (FEMUR), а T е лакътя (TIBIA), така че 410 ще се отнася до четвъртия крак и Tibia servo, подобно 411 ще се отнася до четвъртия крак и Tibia servo. Последователността на номериране ще бъде от 100 до 611. Всеки серво крак трябва да има крак на базата на гума, за да омекоти удара и да осигури по-добро сцепление.

Крак 1: 100, 110, 111 отпред

Крак 2: 200, 210, 211 крак 2-крак1

Крак 3: 300, 310, 311 крак 4-крак3

Крак 4: 400, 410, 411 крак 6-крак5

Крак 5: 500, 510, 511 Гърб

Крак 6: 600, 610, 611

Позицията по подразбиране за всички коаксиални сервоустройства е 90 градуса.

Позицията по подразбиране за бедрените сервоустройства е 90 градуса, 45 градуса е позицията за почивка.

Позицията по подразбиране за Tibia Servos за всички крака е 90 градуса, краката 1, 3 и 5 използват 175 градуса като позиция за почивка, а краката 2, 4 и 6 използват 5 градуса.

Врат 1: 700 Ограничен до 75 до 105 градуса за движение нагоре и надолу

Врат 2: 800 Ограничен до 45 до 135 градуса за движение наляво и надясно

Движението на сервото е ограничено до три „записвания“преди 10-милисекундно закъснение, преди да бъдат издадени допълнителни команди за „запис“. Това помага да се намали натоварването на батериите.

Стъпка 3: КОМАНДИ

A = Стоп - Стойте в позиция по подразбиране.

B = напред - ходене_напред

C = обратно - ходене_назад

D = надясно - завой_надясно

E = наляво - turn_left

F = ляво странично движение - crab_left

G = дясно странично движение - crab_right

H = Задно прегъване (крака 1 и 2 в максимум, 3 и 4 крака в неутрално положение, крака 5 и 6 в минимално положение)

I = Преден крак (крака 1 и 2 в минимално положение, 3 и 4 крака в неутрално положение, крака 5 и 6 в максимално положение)

J = камерата е сгъната - в центъра (Врат 1 и Врат 2 в средна позиция, позиция по подразбиране)

K = камера вляво - pan_left (Врат 1, средна позиция, Врат 2 серво минимална позиция)

L = камера вдясно - pan_right (Врат 1, средна позиция, максимална позиция на серво на врата 2)

M = камера нагоре - pan_up (Врат 1 максимална позиция, врата 2 серво средно положение)

N = камерата надолу - pan_down (врата 1 минимална позиция, врата 2 серво средно положение)

O = Почивка (Hexapod) седи на опори.

P = Изправен нагоре - Hexapod се изправя до позицията по подразбиране.

Q = Изгасени светлини

R = Зелена светлина на Pixie Neon светлинен пръстен.

S = Червена светлина на Pixie Neon светлинен пръстен.

T = Синя светлина на Pixie Neon светлинен пръстен.

U = Бяла светлина на пръстен Pixie Neon light.

V = Размахване на предните крака.

W = Звук на клаксона.

X = Преместете главата отляво надясно.

Y = Пускане на мелодия.

Стъпка 4: ДВИЖЕНИЕ

Коаксиалното серво положение е надлъжно спрямо оста на тялото, така че право напред е 0 градуса, а директно отзад е 180 градуса. Този Coax и всички други сервоустройства обаче ще бъдат ограничени до 45 до 135 градуса.

Движението на крака напред, назад, наляво и надясно ще започне с повдигане на крака с помощта на сервомоторите на бедрената кост и пищяла, след което ще последва движението на серво тялото и накрая спускането на същия крак отново с помощта на сервомоторите на бедрената кост и пищяла.

Напред и назад

За да се движите напред или назад краката работят по двойки, 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6. Просто движение напред се състои от крака 1 и 2, движещи се от текущото им положение до възможно най -напред, след това крака 3 и 4, и накрая 5 и 6 крака повтарят същото действие. След това всичките шест коаксиални сервомотора се придвижват от това удължено напред положение обратно в първоначалната си изходна позиция. Обратното на този процес се използва за придвижване назад. Като част от процеса на движение напред ултразвуковият апарат HC_SR04 ще провери за предстоящи препятствия и ако бъде открит, завъртете Hexapod наляво или надясно на случаен принцип.

Ляво и дясно

За да се движите наляво или надясно, двойките крака работят заедно, но в противоположни посоки. Така например, за да завъртите десния крак 1 се движи от текущата позиция обратно в позиция 135 градуса, докато крак 2 се движи напред до позиция 45 градуса. Това се повтаря за двойки крака 3 и 4 и 5 и 6 крака. По това време коаксиалните сервомотори преместват първоначалната си позиция обратно в новата си позиция, като по този начин завъртат тялото в посока на движение, т.е. надясно. Този процес продължава, докато не завърши необходимото завъртане наляво. Обратното на този процес се използва за завиване наляво, така че крак 1 се премества от текущото си положение напред в позиция 45 градуса, докато крак 2 се движи назад до позиция 135 градуса.

Станете и си починете

И двата процеса не използват коаксиалното серво на нито един от краката, така че за да се изправи сърбежът на Тибия, за всички крака, се премества от текущото му положение до максималните си 45 градуса, докато за почивка същите тези сервомостове на бедрената кост се придвижват до най -ниското си ниво позиция, 175 или 5 градуса. Същото движение се отнася и за сервомоторите на Tibia, които се движат до максимума си от 45 градуса, за стоене, и техния минимум, т.е. 175 или 5 градуса за почивка.

Приклекнете напред и приклекнете назад

Тук отново процесите са огледални образи един на друг. За клекнали напред крака 1 и 2 са в най -ниското си положение, докато краката 5 и 6 са в най -високото си положение. И в двата случая крака 4 и 5 заемат неутрална позиция, която е в съответствие с комплектите крака 1 и 2 и 5 и 6. За приклекналите назад крака 1 и 2 са в най -високата си позиция, докато краката 5 и 6 са в най -ниската си позиция.

Стъпка 5: ГЛАВА КАМЕРА/СОНАР

Главата ще се състои от квадратна пластмасова кутия 38 мм х 38 мм х 38 мм с подвижен капак. Кутията/главата ще има ограничено вертикално и хоризонтално движение. Движението ще бъде постигнато чрез използване на два сервомотора, един прикрепен към тялото на робота и втори, прикрепен към първия корпус на серво, а ръката му е прикрепена към главата. 7.4v, захранван от две батерии 18650, ще захранва Arduino V3 NodeMcu Lua WIFI ESP8266 12E IOT платка за разработка DEVKIT, прикрепена към щит за камера с мини модул Arducam с OV2640 2 -мегапикселов обектив. Тази подредба ще позволи на робота да открива препятствия и да предава видео на живо чрез вградения Wi-Fi. Сонарът, използващ HC-SR04 и евентуална информация за управление на светлината, ще се връща към Arduino Mega.

Моите благодарности на Dmainmun за неговата статия Arducam Instructables, която беше много полезна при първоначалното ми разбиране за това как Arducam може да се използва за видеопоток.

Батерия

Беше решено да се използват два комплекта батерии, един за компонентите на главата и Arduino Mega платка, и втори пакет за захранване на всички серво. Първият пакет се състоеше от 2 х 18650 3400mAh батерии, захранващи 7.4v. Вторият пакет се състоеше от 2 x 6V 2800mAh батерии, свързани паралелно, като по този начин даваше захранване от 6.4V, но увеличен капацитет от 5600mAh, прикрепен към долната страна на Hexapod с помощта на велкро ленти.

Стъпка 6: ДВИЖЕНИЕ НА КРАКАТА

Ръцете могат да работят по двойки или поединично. Всяка ръка се състои от телесна става, наречена коаксиална с движение от 45 до 135 градуса, бедрена става, наречена бедрена кост, с движение от 45 до 135 градуса, и накрая лакътна става, наречена тибия, или краен ефект, с движение от 45 до 135 градуса. Софтуер по поръчка е написан, за да осигури движението на краката.

Видове движение на крака:

За Coax 45 градуса са обърнати назад от главата, 90 градуса са неутрални, а 135 градуса са обърнати напред.

За бедрената кост 45 градуса е най -високата позиция от земята, 90 градуса е неутрална позиция, а 135 градуса е най -ниската позиция от земята.

За пищяла 45 градуса е най -отдалечената позиция от тялото, 90 градуса е неутрална позиция, а 135 градуса е най -близката позиция до тялото.

Да приемем, че всички сервоустройства са в неутрално положение, 90 градуса.

Напред: крак 1 и 2, бедрената кост се повдига до 135 градуса, коаксията се движи до 45 градуса, пищяла се премества на 45 градуса най -отдалечен от тялото, бедрената кост се спуска до 45 градуса. Това се повтаря за двойки крака 3 и 4, и двойка крака 5 и 6. Всички 6 коаксиални сервомотора се движат от 45 градуса назад до 90 градуса, неутрално положение, всички 6 сервомотора на бедрената кост се движат от 45 градуса до 90 градуса, неутрално положение. И накрая, всички сервоприводи на Тибия се движат нагоре от 45 градуса до 90 градуса, неутрално положение.

Обратно: Започвайки с крака 5 и 6, след това 3 и 4 и накрая крака 1 и 2, в противен случай движението е същото за коаксиалния, бедрената и пищялната.

Вляво: Крака 1, 3 и 5 се движат в обратна посока, докато крака 2, 4 и 6 се движат в посока напред. Движението напред и назад отговаря на стандартното движение напред и назад. За да завършите завоя, всичките шест коаксиални сервомотора се преместете на 45 градуса, което завърта тялото.

Вдясно: Крака 2, 4 и 6 се движат в обратна посока, докато крака 1, 3 и 5 се движат в посока напред. Движението напред и назад отговаря на стандартното движение напред и назад. Коаксиалното движение е подобно на горното, но в обратна посока.

Почивка: Всички коаксиални и бедрени сервомашини в неутрално положение, всички сервоусилватели на Тибия в най -ниско положение 45 градуса, ефективно приклекнали както предните, средните и задните крака.

Приклекнете отзад, застанете отпред: Крака 1 и 2 в най -високо положение, крака 3 и 4 в неутрално положение, а крака 5 и 6 в най -ниско положение.

Застанете отзад, приклекнете отпред: Крака 1 и в най -ниско положение, крака 3 и 4 в неутрално положение, а крака 5 и 6 в най -високо положение.

Рак вляво: Краката 1 и 5 се повдигат и изпъват навън наляво, като в същото време краката 2 и 6 се повдигат и свиват под тялото. С всичките четири крака на земята всички тибии се връщат в неутралната си позиция. Накрая крака 3 и 4 повтарят същия процес.

Рак вдясно: Краката 2 и 6 се повдигат и изпъват навън надясно, като в същото време краката 1 и 5 се повдигат и свиват под тялото. С всичките четири крака на земята всички тибии се връщат в неутралната си позиция. Накрая крака 3 и 4 повтарят същия процес.

Движение на лявата глава: врата 1 серво 45 градуса. И двата сервомотора се връщат в 90 неутрална позиция.

Движение на дясната глава: врата 1 серво 135 градуса

Движение на главата нагоре: шия 2 серво 45 градуса

Движение на главата надолу: шия 2 серво 135 градуса

Движение на главата на Pan: врата 2 се движи от 45 до 135 градуса

УСЛУГИ

След първоначалното тестване сервомоторите MG995 и MG996 бяха заменени. Всичките 20 сервомотора бяха заменени с DS32228 20 кг серво, които осигуриха много подобрено центриране и увеличена товароносимост.

Важно е да проверите старателно всяко серво, като използвате подходяща програма за тестване. Модифицирах простата примерна програма „почистване“, за да тествам конкретно за 0, 90 и 180 позиции, тази тестова процедура се изпълняваше минимум 5 минути за всяко серво и след това се повтаряше ден по -късно.

ЗАБЕЛЕЖКА: Използването на стандартна платка Arduino Uno, захранвана от USB кабел, може да не осигури достатъчно напрежение за работа на определени серво. Открих, че 4.85v, което сервото получи от Uno, предизвика неравномерно поведение със сервомоторите DS3218, увеличавайки това напрежение до 5.05v, излекува този проблем. Така че реших да пусна сервомоторите на 6v. В крайна сметка открих, че напрежение от 6.4v е необходимо, тъй като 6v причинява нестабилно поведение на сервомоторите.

Стъпка 7: СТРОИТЕЛСТВО

КРАКА

Започна с поставянето на части от комплекта Hexapod. Всички серво кръгови клаксони изискват увеличаване на отвора за матиране в двата края на бедрената кост и всички отвори за коаксиална връзка. Всеки серво рог беше прикрепен към съответните коаксиални и бедрени кости с четири винта и пети винт през центъра на серво главата. Всички серво корпуси са прикрепени с помощта на четири болта и гайки. Коаксиалното серво монтиране, за всеки от шестте крака, имаше лагер, прикрепен към дъното на монтажа, използвайки един болт и гайка. Всеки коаксиален серво монтаж беше прикрепен, с помощта на четири болта и гайки, към неговия серво монтаж на бедрената кост, като този монтаж беше завъртян на 90 градуса. Главата на сервомотора на бедрената кост е прикрепена към единия край на рамото на бедрената кост, а другият край на бедрената кост е прикрепен към серво главата на пищяла. Шестте сервомотора на Тибия бяха прикрепени към горната част на шестте крака с четири болта и гайки. Всеки краен ефект на крака беше покрит с мека гумена обувка, за да осигури допълнително сцепление. Установено е, че доставеният серво рог е твърде голям, за да се фиксира в коаксиалните, бедрените и пищялните връзки, така че всички централни отвори са увеличени до 9 мм. Моите благодарности на „Toglefritz“за неговите Capers II, инструктирани по отношение на конструктивните елементи на комплекта Hexapod. Аз обаче се отклоних от конструкцията в една област, а именно прикрепването на серво рогата към двата края на бедрената кост. Реших да разширя централния отвор на бедрената кост, за да позволя на центъра на серво рога да премине през него, като по този начин придава допълнителна здравина на серво рога, тъй като е по -близо до серво и тези две съединения изпитват максимален въртящ момент. Всеки серво рог е прикрепен към бедрената кост с помощта на два самонарезни винта M2.2, като краищата на тези винтове се отстраняват и се изрязват. Всички болтове М3 бяха прикрепени здраво.

ТЯЛО

Тялото се състои от две плочи, всяка с по шест дупки, всяка дупка се използва за закрепване на коаксиалния серво рог. Две 6V 2800mAh батерии бяха прикрепени към долната страна на долната плоча с помощта на велкро. Бяха прикрепени четири стойки M3, простиращи се точно отдолу на държача на батерията, всяка с мека гумена обувка, плъзгаща се на дъното, което осигурява стабилна основа, върху която може да почива Hexapod. В горната част на долната плоча има Arduino Mega и нейният сензорен щит, прикрепен с помощта на четири 5 мм стойки. В горната част на долната плоча бяха прикрепени 4 x M3 стойки с височина 6 см, те заобикаляха Arduino Mega и осигуряват опора за горната плоча. На горната плоча имаше прикрепена кутия 120 мм х 70 мм х 30 мм, в която ще се помести първото от шийните сервоустройства и LCD екран. Вторият 2 гнездо, 2 x 18650 държач за батерия беше прикрепен към долната страна на горната плоча отзад на Arduino Mega платката, обърната към предната част на Hexapod.

Горната плоча има шест серво рога, всеки от които е прикрепен с четири винта M2.2. В горната част на плочата е инсталирана кутия 70 мм х 120 мм х 30 мм, в която са монтирани 2 гнезда за батерия 18650, двуполюсен превключвател, зелен светодиод и IC2 16 х 2 LCD дисплей. В допълнение, първото шийно серво също е инсталирано, захранването и вторият серво кабел за данни преминават през отвор за захранване на второто серво и Arduino V3 NodeMcu модул. Друг кабел за данни преминава през горната кутия и захранва ултразвуковия модул HC-SR04, отново разположен в главата. Втори кабел за данни и захранване също преминава към главата, за да захранва пикси светодиодния пръстен.

Двата серво кабела за данни и кабелът за данни HC-SR04 се подават през горната плоча, докато Bluetooth модулът е прикрепен към долната страна на плочата с помощта на неонова подложка и горещо лепило. Управлението на кабелите на останалите 18 серво кабела за данни трябва да се осъществи преди всеки опит за фиксиране на горната плоча към долната плоча с помощта на 4 x M3 винта, които се вписват в стойките 4 x M3, които са прикрепени към долната плоча. Като част от процеса на закрепване на горната долна плоча, всичките шест коаксиални сервомотора също трябва да бъдат поставени в правилното си положение, като лагерният монтаж се намира в отвора на долната плоча, а серво главата се монтира в клаксона на горната плоча. След като бъдат монтирани, върховете на шестте коаксиални сервоустройства са закрепени с 6 винта M3. Поради позицията на серво рогата за шестте коаксиални сервомотора, 4 x M3 стойките трябва да бъдат намалени на височина с 2 мм, така че коаксиалните серво лагери да седят правилно в долната плоча.

ГЛАВА

Главата се състои от два сервопривода на 90 градуса един към друг, единият е поставен в кутията, прикрепена към горната плоча, а вторият е прикрепен към първия чрез серво рога, използвайки U-образна секция от месингова плоча. Вторият серво рог е прикрепен към L -образна месингова скоба, която сама е прикрепена към кутия 70 мм х 70 мм х 50 мм с два болта и гайки. Кутията оформя главата, вътре в която е инсталирана камерата Ardcam, HC-SR04 ултразвуков модул, и модулът Arduino V3 NodeMcu, и светодиод за захранване. И двата ултразвукови модула предават и приемат сензорни глави изпъкват през предната част на кутията, както и обективът на камерата. Около обектива от външната страна на кутията е 16 LCD Nero pixie пръстен. Индикаторът за захранване на NodeMcu се вижда през отвор в задната плоча на главата, захранващ кабел, кабел за данни на ултразвуков модул и пикси неонови захранващи кабели за данни влизат през отвор между задната плоча и плочата на главата.

ЕЛЕКТРОНИКА

Следващите диаграми на Fritzing показват електрониката на тялото и главата. Линиите VCC и GRD не са показани за 20 -те серво, за да се подпомогне яснотата на диаграмата. Bluetooth модулът, чрез приложението за Android, контролира движението на Hexapod, включително сървърите на врата му. Модулът Arduino NodeMcu, базиран на WIFI, контролира модула на камерата Arducam. Всички сервоустройства са свързани към щита на сензора Arduino чрез един блок, съдържащ VCC, GRD и сигнални линии. За свързване на Bluetooth BT12, HC-SR04 и IC2 LCD се използват стандартни 20-сантиметрови кабели DuPont.

КАЛИБРИРАНЕ НА КРАКИТЕ

Това е една от най -трудните области на подготовка преди работа по движението на Hexapod. Първоначалната идея е да настроите всички крака на следното, коаксиални сервосистеми на 90 градуса, сервоустройства на бедрената кост на 90 градуса и тибийни сервосистеми на 90 с физическо положение на крака на 105 градуса за крака 2, 4 и 6 и 75 градуса за крака 1, 3 и 5. Хексаподът беше поставен върху равна повърхност, опираща се на четирите опори под корпуса на батерията. Краката са разположени на еднакво разстояние точки между всеки крак и на еднакво разстояние от тялото. Всички тези позиции са маркирани на равната повърхност. По време на конструирането на краката беше открита средната точка на всяко серво, това трябва да е позицията на сервомоторите 90 градуса. Тази позиция по подразбиране от 90 градуса се използва с всички серво.

Коаксиалните сервомотори 2 и 5 са успоредни една на друга, това важи за сервомоторите 1 и 6 и 3 и 4. Всички бедрени и коаксиални сервоустройства са фиксирани заедно на 90 градуса един към друг по време на строителната фаза. Всички сервоустройства на бедрената кост имат рамото на бедрената кост, прикрепено към тях под ъгъл от 90 градуса. Всички сервоприводи на Тибия са прикрепени към Тибията под 90 градуса. 2, 4 и 6 серводници на пищяла са прикрепени към рамото на бедрената кост на 105 градуса, докато сърбежите на тибията 1, 3 и 5 са прикрепени към рамото на бедрената кост на 75 градуса.

Важно е да се отбележи, че докато тествате, всички сервомотори трябва да се наблюдават за температура, горещо серво означава, че серво работи твърде усилено и може да се повреди, повечето сервоустройства ще бъдат топли на допир.

Първоначалното калибриране е да преместите хексапода от неговото положение на покой, след включването му, в изправено положение, което е едновременно стабилно, стабилно, равно и най -важното, нито едно от сервомоторите не е прегрято. За да се поддържа стабилна позиция, е необходимо да се пише на всяко серво със закъснение по -малко от 20 милисекунди, използвани са 10 милисекунди. Всички сервомотори могат да се движат само от 0 до 180 градуса и от 180 градуса обратно до 0, така че за всички сервомотори на бедрената кост 0 и 180 градуса са вертикални и 90 градуса са хоризонтални.

Преди да прикачите всяко серво, към всяко от предварително дефинираните сервоустройства беше изпратено инициализиращо записване, което му дава текущия ъгъл на почивка, т.е. текущото положение, в което се намира сервото, докато почивате. Това беше 90 градуса за всички коаксиални сервомотори, 55 градуса за бедрени и пищялови сервомотори 1, 3 и 5 и 125 градуса за бедрени и тибийни серво 2, 4 и 6.

Важно е да се отбележи, че батериите винаги трябва да бъдат напълно заредени в началото на калибриращата сесия.

Хексаподът винаги започва от покой, като цялото тяло се поддържа от четирите крака. От тази позиция всички сервоустройства на бедрената кост и пищяла се циклират от началните си позиции до изправеното си положение, при което всички сервоустройства са на 90 градуса. За завършване на изправено положение се издава командата „стойка“. Тази команда изисква всички крака да се повдигат и спускат отново в два комплекта от три движения на краката, крака 1, 5 и 4 и 2, 6 и 3.

Стъпка 8: СОФТУЕР

Софтуерът се състои от три части, първата част е кодът на Arduino, който работи на Arduino Mega, втора част е кодът на Arduino, работещ на модула NodeMcu в главата. Комуникацията се осъществява чрез модула Bluetooth BT12, който получава команди от таблета с Android, а именно Samsung Tab 2, който работи с изградено по поръчка приложение за Android Studio. Това приложение изпраща команди до Hexapod. Същото приложение също получава видео емисия на живо от модула NodeMcu чрез вградения си WIFI.

АНДРОИДЕН КОД

Кодът за Android по поръчка, разработен с помощта на Android Studio, осигурява платформата, на която се изпълнява приложението с два екрана. Приложението има два екрана, основният екран позволява на потребителя да изпраща команди към Hexapod и да преглежда видео емисията, идваща от главата на шестоъгълника. Вторият екран, достъпен чрез бутона WIFI, позволява на потребителя да се свърже първо с Bluetooth на хексапод и второ с горещата точка на WIFI, която се генерира от картата NodeMCU Arduino в главата на хексапод. Приложението изпраща команди от една буква, чрез сериен 9600 Baud, от таблета чрез вградения Bluetooth към Bluetooth BT12, прикрепен към шестоъгълника.

КОД НА ARDUINO

Разработването на код започна с разработването на тестова програма, предназначена да тества основните функции на Hexapod, неговата глава и тяло. Тъй като главата и нейната работа са напълно отделени от тялото, разработката на софтуер е тествана успоредно с кода на функцията на тялото. Кодът на операцията на главата до голяма степен се основава на предишна разработка с включване на серво движение. Кодът включваше работа на 16x2 LCD дисплей, HC-SR04 ултразвуков модул и 16 LED светлинен пръстен. Необходимо е допълнително разработване на код, за да се осигури WIFI достъп до видео емисията на живо от главата.

Кодът на функцията на тялото първоначално е разработен, за да осигури първоначално закрепване на серво и начална позиция, докато е в покой. От тази позиция Hexapod е програмиран да стои просто. След това разработката продължи с допълнителни движения на Hexapod и комбинирането на кодовите раздели на главата и тялото със серийните комуникации с приложението Android.

Тестовият серво код позволи развитието на движенията на краката и тялото, а именно:

1. InitLeg - Позволява за позиция на крака в покой, изправено положение на краката, начална позиция на крака за ходене наляво или надясно, начална позиция на крака за ходене напред или назад.

2. Wave - Позволява на предните крака да махат четири пъти, преди да се върнат в изправено положение.

3. TurnLeg- Позволява на Hexapod да завива наляво или надясно.

4. MoveLeg- Позволява на Hexapod да върви напред или назад.

5. CrouchLeg- Позволява на Hexapod или да приклекне напред надолу към предните си крака или назад към задните си крака.

Движението на краката се основава на двойки крака, работещи заедно, така че краката 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 работят като двойки. Движението се състои от две основни действия, обхват напред и издърпване, и натиск назад. За да вървите назад, тези две движения са обърнати, така че например ходенето напред, краката 1 и 2 се дърпат, докато краката 5 и 6 бутат, краката 3 и 4 осигуряват стабилност. Ходенето на раци е просто същите действия, но поставени на 90 градуса спрямо тялото, в този случай краката 3 и 4 също се движат по същия начин като другите крака. При ходене двойките крака се движат последователно, но докато краката за ходене на раци 1 и 5 работят като двойка, докато крак 3 работи на алтернативни крачки към крака 1 и 5.

Движение Функционалното описание следва за всяка от основните функции за движение, всяка от които се състои от елементи на движение, събрани заедно и действащи в определена последователност.

ПОЧИВАНЕ: Започвайки от изправено положение, всички сервомотори на бедрената кост се придвижват нагоре, за да спуснат тялото върху четирите опори. В същото време всички сървъри на Tibia се движат навътре.

СТОЯЩ: Изхождайки от положение на покой, всички сервомоторите на Тибия се придвижват навън, когато това приключи, всички сервомоторите на бедрената кост се преместват в позиция 90 градуса, накрая всички сервоприводи на Тибия се преместват едновременно в позиция 90 градуса.

ЗАВЪРТАНЕ НАЛЯВО: Крака 1, 3 и 5 се движат назад от главата с 45 градуса, в същото време крака 2, 4 и 6 се движат напред към главата. След като приключат, всички коаксиални сервомотори се преместват от текущото си положение обратно в стандартната позиция от 90 градуса, това движение ще бъде обратно на часовниковата стрелка спрямо тялото.

ЗАВЪРТАНЕ НАДЯСНО: Крака 1, 3 и 5 се движат напред към главата с 45 градуса, като в същото време краката 2, 4 и 6 се отдалечават назад от главата. След като приключите, всички коаксиални сервомотори се преместват от текущото си положение обратно в стандартната позиция от 90 градуса, това движение ще бъде по посока на часовниковата стрелка към тялото.

КРЪЧАНЕ НАПРЕД: Крака 1 и 2 по -ниски с помощта на сервомоторите за бедрената кост и пищяла, докато краката 5 и 6 се повдигат с помощта на сервомоторите за бедрената кост и пищяла, краката 3 и 4 остават в стандартната позиция.

CROCCH НАЗАД: Крака 1 и 2 се повдигат с помощта на сервомоторите на бедрената и пищялната кост, докато краката 5 и 6 се спускат с помощта на сервомоторите на бедрената и тибията, краката 3 и 4 остават в стандартната позиция.

WAVING: Тази рутина използва само крака 1 и 2. Коаксиалните сервоприводи се движат в 50-градусова дъга, докато бедрената кост и пищяла също се движат в 50-градусова дъга. Крака 3 и 4 се движат напред към главата с 20 градуса, това осигурява по -стабилна платформа.

ПРЕДВАРИТЕЛНО ПЪТВАНЕ: Крака 1 и 6, 2 и 5 и 3 и 4 трябва да работят заедно. Така че, докато крак 1 дърпа тялото, крак 6 трябва да бута тялото, веднага щом това действие приключи, краката 2 и 5 трябва да изпълнят същото действие, докато всеки от тези цикли на действие се случва краката 3 и 4 трябва да изпълняват своите рутина напред.

Функциите на първоначалния изпитателен модул за крака позволяват дизайн за всяко от трите движения на крака. Изискват се три движения на крака, тъй като противоположните крака просто изпълняват обратните движения. Нов комбиниран модул за крака 1, 3 и 6 е разработен, тестван и копиран за втори обърнат модул за крака 2, 4 и 5. Тестването на движенията на краката на хексапод е постигнато чрез поставяне на хексапод върху повдигнат блок, което позволява на краката да се движат напълно, без да докосват земята. Измерванията са направени, докато краката се движат и е установено, че всички крака се движат хоризонтално на разстояние 80 мм, като в същото време остават на 10 мм от земята в най -ниската си точка по време на движение. Това означава, че Hexapod просто ще се люлее от едната страна по време на движение и че всички крака ще имат еднаква сила на дърпане по време на движение.

ОБРАТНО РАЗХОДЯНЕ:

РАКИТЕ, КОИТО РАЗХОДЯТ НАЛЯВО: Първоначалното движение започва с крака 1, 2, 5 и 6, всички въртящи се на 45 градуса към посоката на движение. Това поставя всички крака в съответствие с посоката на движение, крака 3 и 4 вече са в правилната ориентация. Бедрената кост и пищяла на всеки крак започват в позиция по подразбиране 90 градуса. Тази походка се състои от два комплекта от три крака, работещи на алтернативни крачки, крака 1, 5 и 4, и крака 3, 2 и 6. Всеки комплект от три крака работи чрез издърпване с предните крака, т.е. 1 и 5 и натискане с крак 4, това движение след това се обръща, така че крак 3 се дърпа, докато крака 2 и 6 натискат, никой от коаксиалните сервомотори не върши никаква работа по време на това движение. Всеки набор от три крака повдига неподвижния друг набор от крака, докато първият комплект се движи.

РАК, КОЙТО ПРАВИ:

ЗАБЕЛЕЖКА: Главата ще се завърти по посока на раковия ход наляво или надясно. Това позволява ултразвуково откриване на HC-SR04 да се използва по време на ходене.

НАСТРОЙКА НА КРАКАТА: За да може хексаподът да стои на ниво, е необходимо всички крака да стоят с еднаква височина. Поставянето на Hexapod на блокове и след това с помощта на стойката и процедурите за почивка беше възможно да се измери разстоянието от земята на всеки краен ефект. Добавих гумени ботуши към всеки краен ефект, за да добавя първо сцепление, но и да позволя малко регулиране на дължината на крака, с цел 5 мм или по -малко между всички крака. Настройването на всяко серво на 90 градуса беше лесно, но прикрепването на всеки серво рог към двата края на бедрената кост може и предизвика проблеми, тъй като много малките разлики в ъглите на въртене на вътрешните шипове на рогата причиняват разлики във височините на краката с 20 мм. Смяната на винтовете към различни фиксиращи отвори в серво роговете коригира тази 20 мм разлика във височината. Бях решен да поправя този проблем с помощта на този метод, вместо да се налага да компенсирам тези разлики във височината с помощта на софтуер.