Prezentowany robot jest czwartą generacją tego projektu, jeśli jesteście zainteresowani poprzednimi wersjami, to na stronie autora - http://regishsu.blogspot.tw/p/blog-page_20.html - obejrzeć można poprzednie wersje.
Jeśli nie macie możliwości lub umiejętności potrzebnych do montażu tego robota, to podobne rozwiązania występują też w gotowej, komercyjnej formie: http://www.sunfounder.com/index.php?c=showcs&id=99&model=Crawling%20Quadruped%20Robot.
Krok 1: Elementy elektroniczne
Potrzebne będzie szereg elementów i modułów:
1x Arduino Pro Mini
1x Przetwornica DC-DC (12-5v/3A)
1x Moduł Bluetooth HC-06 (opcjonalnie)
12x Serwomotorów SG90 (3 stopnie swobody dla 4 nóg)
1x Bateria litowa 3000 mAh
1x Gniazdo zasilacza 12 V
1x Opornik 680 Ω ¼ W 5%
1x Niebieska dioda LED 3mm
1x Przełącznik
1x Płytka prototypowa o wymiarach 5cm x 7 cm
Żeńskie i męskie gniazda i piny do połączenia elementów
Kabelek do wykonania połączeń na PCB
Zasadniczo elementy te nie są drogie i można je łatwo nabyć. Projekt wyniósł autora około 2000 dolarów tajwańskich (około 230 PLN).
Krok 2: Wykonanie płyty głównej robota
W celu ułatwienia sobie montażu zajrzeć można do schematu (plik PDF poniżej). Płytka z elementami powinna być możliwie mała. Pokazana powyżej płyta główna robot jest najnowszą i najmniejszą jej wersją. Oto kilka wskazówek autora, co do montażu tego elementu:
1. Upewnij się, że wyjście z przetwornicy ma 5 V przed jej montażem.
2. Serwomotory potrzebują dużego prądu, pobierają niecałe 3 A w maksimum. Należy się upewnić, że ścieżki masy i ich zasilania są odpowiednio grube
3. Sprawdzaj wszystkie połączenia i inne fragmenty PCB z pomocą multimetru, szczególnie po lutowaniu, aby ustrzec się zwarć itp.
4. Wykorzystaj goldpiny i złącza, zamiast lutować moduły (Arduino, przetwornica etc) bezpośrednio w PCB.
5. Dioda LED jest zapalona, gdy robot jest wyłączony i gaśnie po włączeniu. To proste zabezpieczenie, pozwalające sprawdzić stan baterii przed włączeniem systemu.
6. Jeśli dioda LED pali się po podłączeniu baterii, to znaczy że zasilanie jest w porządku i można uruchamiać robota.
Schemat układu znajduje się w pliku PDF - Link
Krok 3: Testowanie płyty głównej robota
Procedura testowania:
1. Nie podłączaj jeszcze przetwornicy i Arduino do płyty głównej.
2. Podłącz baterię 12 V do gniazdka na PCB
3. Sprawdź stan diody - powinna być zapalona.
4. Naciśnij przycisk power - dioda powinna zgasnąć.
5. Sprawdź czy wszystkie piny +5 V i GND są poprawnie połączone.
6. Wyłącz system przyciskiem power - dioda powinna się ponownie zapalić
7. Umieść moduły Arduino i przetwornicy na swoich miejscach.
8. Włącz system przyciskiem power. Dioda LED zgaśnie, ale powinny uruchomić się diody na module Arduino Pro Mini.
Jeśli tak się stanie można do układu podłączyć serwonapędy pierwszej z nóg (Leg1) i załadować program servo_test. Powinien on przesunąć serwonapęd od 0° do 180°.
Kod źródłowy servo_test:
Code: c
Log in, to see the code
Krok 4: Część mechaniczna - pliki STL elementów do druku 3D
Na tym etapie rozpoczynamy budowę mechanicznej części robota. Można wydrukować je samodzielnie, jeśli ma się dostęp do drukarki 3D, lub zlecić wykonanie tego komuś znajomemu z takim sprzętem lub komercyjnej firmie. Elementy zaprojektowano w Sketchup Make.Pliki STL elementów znajdują się tym linkiem: http://www.thingiverse.com/thing:1009659
Lista częśći:
1x body_d.stl
1x body_u.stl
2x coxa_l.stl
2x coxa_r.stl
2x tibia_l.stl
2x tibia_r.stl
4x femur_1.stl
8x s_hold.stl
Krok 5: Drukowanie elementów 3D
Autor wydrukował elementy wykorzystując gęstość druku ustawioną na 35% aby otrzymać mocniejsze elementy. Należy sprawdzić ustawienia drukarki przed rozpoczęciem druku, gdyż sama procedura jest bardzo czasochłonna. Wydrukowanie pokazanych tutaj elementów zajęło około 7..8 godzin. Cierpliwości!
Krok 6: Przygotowanie do montażu
Teraz musimy porozdzielać elementy wydrukowane na drukarce 3D i sprawdzić czy wszystko jest w porządku. Jeśli tak, to z pomocą papieru ściernego wygładzamy elementy tak aby dobrze wyglądały.
Krok 7: Montaż 'tułowia' robota
Baterię należy umieścić pomiędzy połówkami tułowia wydrukowanymi na drukarce 3D i skręcić z pomocą 4 śrubek (M3 x 25).
Krok 8: Montaż nóg robota
Teraz montujemy nogi. W każdej z nich osadzamy 3 serwomotory, montowane na 4 śrubki (M1,6 x 3) dodatkowo wzmocnione klejem.
Uwaga: Na tym etapie podłączamy wszystkie elementy poza kołyską serwa.
Należy się upewnić, że kierunek nogi odpowiada temu w projekcie. W razie wątpliwości należy porównać montowane elementy z pokazanymi tutaj.
Krok 9: Połączenie nóg z tułowiem
Teraz łączymy wszystkie nogi z tułowiem i sprawdzamy czy wszystkie elementy ruchome chodzą odpowiednio lekko. Jeśli tak, przechodzimy dalej.
Krok 10: Podłączenie serwomotorów do płyty głównej
Umieszczamy płytę główną w tułowiu robota, mocując ją odrobiną np. plasteliny. Następnie podłączmy do niej
poszczególne serwomotory, pilnując numeracji pinów i odpowiedniego podłączenia zasilania - czerwony do +, brązowy do masy. Jeśli nie podłączymy nóg w odpowiedniej kolejności, to robot nie będzie w stanie odpowiednio się poruszać...
Krok 11: Ustalenie wstępnej pozycji nóg
To bardzo ważna procedura, po kolei realizujemy następujące kroki:
1. Załąduj program "legs_init" do Arduino i go uruchom
2. Umieść nogi robota jak na powyższej ilustracji.
3. Dokręć wszystkie śrubki.
Kod źródłowy dla legs_init:
Code: c
Log in, to see the code
Krok 12: Uporządkuj kabelki
Gdy już ustalimy pozycję nóg musimy uporządkować okablowanie robota, nie chcemy żeby wyglądał źle, nie? Teraz całą część sprzętowa jest już gotowa!
Krok 13: Pokaz możliwości robota
Załadujmy do Arduino program "spider_open_v1" i [pozwólmy robotowi się poruszać. Wykona on następującą sekwencję ruchów:
1. Wstań, czekaj 2 sekundy
2. Zrób 5 krokó do przodu, czekaj 2 sekundy
3. Zrób 5 kroków do tyłu, czekaj 2 sekundy
4. Zakręć w prawi, czekaj 2 sekundy
5. Zakręć w lewo, czekaj 2 sekundy
6. Pomachaj 'dłonią', czekaj 2 sekundy
7. Potrząśnij 'dłonią', czekaj 2 sekundy
8. Usiądź, czekaj 2 sekundy
9. Powrót do kroku 1.
Poniżej znajduje się kod źródłowy programu spider_open_v1:
Code: c
Log in, to see the code
Krok 14: Zrób coś specjalnego!
Do robota dodać można więcej funkcji, na przykłąd zdalne sterowanie, pozwalające na dynamiczną zmianę prędkości poruszania. Autor na swoim blogu - http://regishsu.blogspot.tw/2015/09/robot-quadruped-robot-remoter.html opisuje jak to zrobić. Można też dodać np. sensory, pozwalające mu omijać przeszkody (http://regishsu.blogspot.tw/2015/08/robot-quadruped-robot-ir-fc-51-ir.html) i wiele innych funkcji - wszystko zależy od wyobraźni i zdolności technicznych.
Źródło: http://www.instructables.com/id/DIY-Spider-RobotQuad-robot-Quadruped/?ALLSTEPS
Cool? Ranking DIY
, na tyle ile mogłem nie zauważyłem tu żadnej translacji linii danych 5V<->3,3V. Widziałem też, że w różnych wersjach były różne moduły bluetooth.