"Miles" le robot araignée quadrupède : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Basé sur Arduino Nano, Miles est un robot araignée qui utilise ses 4 pattes pour marcher et manœuvrer. Il utilise 8 servomoteurs SG90 / MG90 comme actionneurs pour les jambes, se compose d'un PCB personnalisé conçu pour alimenter et contrôler les servos et l'Arduino Nano. PCB a des emplacements dédiés pour le module IMU, le module Bluetooth et même un réseau de capteurs IR pour faire le robot autonome. Le corps est fabriqué à partir de feuilles acryliques de 3 mm découpées au laser et peut également être imprimé en 3D. C'est un excellent projet pour les passionnés d'explorer la cinématique inverse en robotique.

Le code et les bibliothèques, les fichiers Gerber et les fichiers STL/step pour le projet seront disponibles sur demande. Miles est également disponible sous forme de kit, DM pour plus de détails.

Ce projet s'inspire de mePed (www.meped.io) et utilise un code amélioré qui s'en inspire.

Fournitures

Composants nécessaires:

Les facultatifs sont marqués comme ~

• Circuit imprimé milles (1)
• Pièces de carrosserie mécaniques Miles
• Servomoteurs SG90/MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• LM7805 Régulateur de tension (6)
• Interrupteur à glissière (1)
• Bouchon électrolytique 0.33uF (2)
• Bouchon électrolytique 0.1uF (1)
• Connecteur Pheonix 3,08 mm 2 broches (1)
• Connecteur Relimate 2 broches (1)~
• Connecteur Relimate 10 broches (1) ~
• Connecteur Relimate 4 pouces (1)~
• Broches d'en-tête mâles pour connecteurs servo

Étape 1: Conception du schéma et des PCB

Je conçois mes PCB dans le logiciel Altium (pour télécharger cliquez ici). 12 servos SG90/MG90 peuvent consommer jusqu'à 4-5 ampères s'ils fonctionnent tous simultanément, donc la conception nécessite des capacités de sortie de courant plus élevées. J'ai utilisé le régulateur de tension 7805 pour alimenter les servos, mais il peut produire un courant maximal de 1 A. Pour résoudre ce problème, 6 circuits intégrés LM7805 sont connectés en parallèle pour augmenter la sortie de courant.

Les schémas et Gerber peuvent être trouvés ici.

Les caractéristiques de cette conception incluent:

• MPU6050/9250 est utilisé pour la mesure d'angle
• Sortie de courant jusqu'à 6 ampères
• Alimentation Servo isolée
• Sortie du capteur à ultrasons HCsr04
• Des périphériques pour Bluetooth et I2C sont également fournis.
• Toutes les broches analogiques sont fournies sur un Relimate pour connecteur de capteurs et actionneurs
• 12 sorties servo
• LED d'indication d'alimentation

Spécifications du PCB:

• La taille du PCB est de 77 x 94 mm
• 2 couches FR4
• 1,6 mm

Étape 2: Souder les composants et télécharger le code

Soudez les composants dans l'ordre croissant des hauteurs des composants, en commençant par les composants CMS en premier.

Il n'y a qu'une seule résistance SMD dans cette conception. Ajoutez des broches d'en-tête femelles pour Arduino et LM7805 afin qu'il puisse être remplacé si nécessaire. Soudez les broches d'en-tête mâles pour les connecteurs servo et autres composants en place.

La conception a 5V séparé pour les servos et Arduino. Vérifiez les courts-circuits avec la terre sur tous les rails d'alimentation individuels, c'est-à-dire la sortie Arduino 5 V, la sortie Servo VCC et l'entrée phoenix 12 V.

Une fois que le PCB est vérifié pour les courts-circuits, Arduino est prêt à être programmé. Le code de test est disponible sur mon github (Cliquez ici). Téléchargez le code de test et assemblez le robot entier.

Étape 3: Assemblage du corps découpé au laser:

Il y a un total de 26 pièces dans la conception qui peuvent être imprimées en 3D ou découpées au laser à partir de feuilles acryliques de 2 mm. J'ai utilisé des feuilles acryliques rouges et bleues de 2 mm pour donner au robot un look Spiderman.

Le corps se compose de plusieurs maillons qui peuvent être fixés à l'aide de boulons à écrou M2 et M3. Les servos sont fixés avec des boulons à écrou M2. Assurez-vous d'ajouter les batteries et le PCB à l'intérieur du corps principal avant de fixer la plaque supérieure du boîtier.

Les fichiers nécessaires peuvent être trouvés sur mon github (Cliquez ici)

Étape 4: Tout câbler et tester le robot:

Terminez maintenant en connectant les Servos dans l'ordre ci-dessous:

(D2) Servo de pivot avant gauche

(D3) Servo de levage avant gauche

(D4) Servo de pivot arrière gauche

(D5) Servo de levage arrière gauche

(D6) Servo de pivot arrière droit

(D7) Servo de levage arrière droit

(D8) Servo de pivot avant droit

(D9) Servo de levage avant droit

Démarrez le robot à l'aide de l'interrupteur à glissière !

Étape 5: améliorations futures:

Cinématique inverse:

Le code actuel utilise une approche positionnelle où nous fournissons les angles auxquels le servo doit se déplacer pour atteindre un certain mouvement. La cinématique inverse donnera au robot une approche plus sophistiquée de la marche.

Contrôle de l'application Bluetooth:

Le connecteur UART sur le PCB permet à l'utilisateur de connecter un module Bluetooth tel que HC-05 pour contrôler sans fil le robot à l'aide d'un smartphone.