Tower Climb Helping Robot V1 - Contrôle à deux pattes, RF, BT avec application : 22 étapes (avec photos)

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

Par jegatheesan.soundarapandianSuivez plus par l'auteur:

À propos de: Je veux faire quelque chose de mieux avec mes moins de ressources. En savoir plus sur jegatheesan.soundarapandian » Projets Tinkercad »

Chaque fois que je verrai des lézards sur les murs, je prévois de créer un robot comme celui-ci. C'est une idée à long terme, je recherche beaucoup d'articles pour les électro-adhésifs et vérifie d'une manière ou d'une autre sa capacité de tenue. Pour l'instant, je prévois de le faire en utilisant un électro-aimant pour monter dans la tour. Lors de la visite de la tour du moulin à vent, si de petits outils n'ont jamais été montés au sommet, ils veulent à nouveau descendre et les reprendre. Alors pourquoi ne pouvons-nous pas créer un robot aidant pour marcher dans la tour et atteindre le sommet avec des outils. Lorsque la recherche sur le Web a trouvé des robots à roues. mais il veut qu'une grande surface se déplace. Je prévois donc un robot avec des jambes qui marchent. Au début, je prévois de marcher comme un lézard, mais cela prend aussi plus de place. Dans le plan actuel il marche en ligne droite voire dans une barre métallique de 2 cm. Ainsi, même dans l'éolienne à cadre, il grimpe facilement.

J'utilise le module RF dans ce projet pour contrôler une longue distance. Mais si je veux développer un émetteur RF avec un circuit de base, c'est plus de travail et non de personnalisation. Je fais donc une station de base avec émetteur RF et module bluetooth. Ainsi, l'application Android contrôle le robot à longue distance via la station de base Bluetooth.

Remarque après avoir terminé le projet: -

Plan de base du robot fonctionnant correctement sans pièces d'impression 3D. Mais l'ajout de pièces d'impression 3D fait tomber le robot en raison de la puissance de l'aimant qui n'est pas suffisante pour supporter le poids et également du servo de levage incapable de soulever le poids.

Étape 1: Matériel requis

Matériaux nécessaires

Pour Robot

1. Arduino Mini Pro 5v. - 1Non.
2. Récepteur RF - 1 Non.
3. Mini module Buck réglable DC-DC 3A MP1584. - 1 Non.
4. XY-016 2A DC-DC Step Up Module d'alimentation 5V/9V/12V/28V avec Micro USB. - 1 Non.
5. 18650 Batterie - 2 Nos.
6. Servo MG90S - 4 Nos.
7. Électroaimant de solénoïde de levage DC 12V KK-P20/15 2.5KG - 2 nos
8. Pièces imprimées en 3D (même sans impression 3D, nous la fabriquons également)
9. Broches d'en-tête mâles et femelles
10. Fil fin (je l'ai obtenu à partir d'un câble USB, il est dur et très fin)
11. PCB ordinaire.

Pour la station de base

1. Arduino Nano - 1 Non.
2. Émetteur RF - 1 Non.
3. Module Bluetooth HC05 - 1No.
4. Broches d'en-tête mâles et femelles

5. PCB ordinaire.

Pour assembler le robot et la station de base, nous avons besoin de vis et d'écrous de 2 mm et 3 mm, d'un conteneur pour la station de base.

Étape 2: Planifier et imprimer en 3D

C'est une construction simple, même sans impression 3D, nous fabriquons également le robot avec un bâtonnet pop et un pistolet à colle chaude. Si vous avez 2 nos d'assemblage pan and tilt alors ajoutez les électro-aimants c'est le plan.

Je fais le pan et le tilt en forme de boule c'est la seule différence. Si vous le voulez simple, utilisez l'ensemble panoramique et inclinaison.

Étape 3: Fichiers d'impression 3D

Noter:-

Après avoir reçu les pièces seulement, j'ai trouvé son poids élevé, donc problème de maintien et de levage. N'utilisez donc pas ce modèle directement si vous le pouvez, utilisez-le comme base et modifiez l'aimant et le levage avec deux servos de chaque côté et testez. Je vais le vérifier dans la deuxième version.

Étape 4: Plan du circuit

Deux circuits veulent construire un pour la station de base et un autre pour le robot. Le circuit du robot comprend un circuit d'alimentation et un circuit de commande en 2 parties.

Étape 5: Plan de la station de base RF

Le circuit de la station de base est un circuit simple avec Arduino nano, le module bluetooth HC05 et l'émetteur RF, tous alimentés à l'aide d'une batterie en étain 9V. Connectez l'Arduino tx et RX à HC05 RX et Tx puis alimentation de HC 05 à partir d'arduino 5V et gnd. Pour l'émetteur RF selon la bibliothèque radio, utilisez D12 pour l'émetteur et connectez l'alimentation de la batterie, car selon l'augmentation de la distance de transmission de puissance, la tension d'entrée maximale pour l'émetteur RF est de 12 V.

Étape 6: Construction de la station de base RF

Comme tous mes projets font un shield pour arduino nano. C'est le circuit de base qui veut faire un conteneur une fois que tout le test est ok et que le robot marche sur le mur.

Étape 7: Plan du circuit du robot

La tâche difficile dans le circuit du robot construit est que tout le circuit doit être conservé à l'intérieur de deux boîtes rectangulaires dans le bras radiculaire, sa dimension interne 2 cm X 1,3 cm X 6,1 cm. Donc d'abord organiser le circuit et trouver le moyen d'établir une connexion. Selon mon plan, je divise le circuit en deux circuits circuit de commande et circuit d'alimentation.

Étape 8: Circuit de commande du robot

Pour le circuit de contrôle, nous n'utilisons que l'arduino pro mini. Si un en-tête mâle et femelle est utilisé sur la planche, la hauteur est proche de 2 cm. Donc, avec uniquement un connecteur mâle sur pro mini, je soude directement les fils sur l'en-tête mâle. Je réutilise toujours le micro contrôleur, c'est pourquoi je ne soude pas directement sur la carte. Retirez 10 fils de la carte selon le plan

1. Vin et Gnd de la batterie.
2. 5V, Gnd et D11 vers récepteur RF.
3. D2, D3, D4, D5 aux servomoteurs.
4. D8 et D9 pour contrôler l'électro-aimant à l'aide d'uln2803 IC.

Les fils de chaque groupe se terminent par un connecteur mâle ou femelle selon le joint du côté opposé. Exemple d'utilisation d'une embase mâle pour le servo car le servo est livré avec un connecteur femelle. Collez à chaud le joint des fils pour éviter la soudure cassée pendant le travail. J'utilise du fil de câbles USB (câble de données) ce fil est très fin et dur.

Étape 9: Circuit d'alimentation du robot

Ce robot veut 3 types de puissances 7.4 v pour arduino, 5.5 v pour servo et 12v pour electro aimant. J'utilise 2 batteries samsung 18650, il 3,7 X 2 = 7,4 V une carte abaisseur cc à cc pour réguler la poudre à 5,5 V et une carte amplificateur cc à cc pour obtenir 12 V afin de réduire la connexion latérale donnée selon le schéma.

La broche de données Arduino a un maximum de 5 V, donc pour l'électro-aimant de contrôle, nous voulons un circuit de relais ou de transistor dont il a besoin d'un peu d'espace. J'utilise donc le circuit intégré à matrice de transistors Darlington ULN 2803, il occupe moins d'espace. Gnd est connecté à la broche n ° 9 et à l'alimentation 24 v connectée à la broche 10. Je connecte les D8 et D9 de l'arduino aux broches 2 et 3. De la broche 17 et 16 connexion à l'électro-aimant et 24 V directement à l'électro-aimant.

Comme le circuit de commande, le circuit d'alimentation a également un en-tête mâle et femelle selon le circuit de commande.

Étape 10: Brochage du circuit

La broche du circuit de commande et du circuit d'alimentation est illustrée sur la figure. Maintenant, nous connectons simplement les en-têtes après les avoir fixés dans le robot. La réception de l'impression 3D prend un certain temps, alors je teste actuellement le robot avec une configuration simple.

Étape 11: Vérifiez les circuits

J'utilise Arduino uno pour télécharger le programme sur mini. Beaucoup de détails disponibles en net pour le faire, je fais un bouclier pour cela. Ensuite, comme sur le plan de base, je colle à chaud les servos et l'aimant, mais le problème est que l'aimant ne colle pas avec le servo. Mais capable de tester tous les servos et aimants. Attendez que les pièces 3D arrivent.

Étape 12: Développer l'application Android

Ceci est ma 13e application dans MIT App Inventor. Mais c'est une application très très simple par rapport à mes autres projets, car en raison du fait que le robot veut marcher en hauteur, je ne veux pas que le robot marche en continu. Donc, si vous appuyez sur un bouton, il avance d'un pas. donc pour toutes les directions une flèche est fournie. L'application s'est connectée à la station de base à l'aide de la dent bleue et envoie le code ci-dessous pour chaque direction à arduino. Cette station de base envoie le code au robot en utilisant RF.

Les lettres sont transmises en appuyant sur une touche dans l'application

Bas - D

Gauche Bas - H

Gauche - L

Laissé - je

Haut - U

Tout en haut - J

Droite - R

Tout en bas - K

Étape 13: Application Android

Téléchargez et installez l'application Tower Climb sur votre mobile Android.

Cliquez sur l'icône et démarrez l'application.

Cliquez sur choisir Bluetooth et sélectionnez la station de base Bluetooth.

Une fois connecté, écran de contrôle avec 8 flèches dans les flèches visibles. Cliquez sur chaque flèche pour vous déplacer dans cette direction.

Pour le fichier Aia pour Arduino, utilisez le lien ci-dessous

Étape 14: programme Arduino

Il existe deux programmes arduino, l'un pour la station de base et l'autre pour le robot.

Pour la station de base

Programme Arduino de la station de base

Utilisez la bibliothèque radiohead pour envoyer les données via RF. J'utilise un événement en série pour recevoir le caractère d'Android via Bluetooth et une fois reçu le caractère envoyé au robot via Bluetooth. C'est un programme très simple

Pour le programme de robot

Programme de robots

Utilisez la bibliothèque radiohead et la bibliothèque servotimer2. N'utilisez pas la bibliothèque servo car les bibliothèques servo et radiohead utilisent le Timer1 de l'arduino, donc le programme ne compile pas. Utilisez le Servotimer2 pour résoudre ce problème. Mais dans la bibliothèque Servotimer2, le servo ne tourne pas de 0 à 180 degrés. J'ai donc finalement trouvé que la bibliothèque d'asservissement logiciel fonctionnait bien. La chose principale dans le programme arduino est au moins un aimant à chaque fois. Donc, si vous voulez marcher, relâchez d'abord un aimant, puis déplacez les servos, puis maintenez les deux aimants comme sage, déplacez-vous encore et encore.

Étape 15: Testez l'exécution sans pièce 3D

Vérifiez le fonctionnement du robot sans pièces 3D avec articulation manuelle. Toutes les fonctions fonctionnent correctement. Mais problème d'alimentation. Deux 18650 ne peuvent pas fournir une alimentation efficace pour les aimants et le servo. donc si les aimants tenant le servo clignotent. Je retire donc la batterie et alimente l'ordinateur SMPS 12V. Toutes les fonctions fonctionnent correctement. En raison d'un problème de transport, son retard pour obtenir les pièces imprimées en 3D.

Étape 16: Pièces 3D reçues

J'utilise tinkercad pour concevoir le modèle et l'imprimer en A3DXYZ, ils sont très bon marché et le meilleur fournisseur de services d'impression 3D en ligne. Il me manque une couverture pour le haut.

Étape 17: Assembler les pièces

Pour l'assemblage, nous avons besoin de vis livrées avec des servos et une vis et un écrou de 3 mm X 10 mm 11nos. explication image par image

1) Prenez d'abord la partie pied et les électro-aimants.

2) Insérez l'électro-aimant dans le support et prenez le fil sur le côté et amenez-le à l'intérieur de la boule à travers le trou latéral et vissez-le dans la base.

3) Dans le support de servo de rotation, insérez le servo et vissez les servos.

4, 5) Fixez le palonnier du servo dans la partie supérieure rotative à l'aide de vis.

6) Fixez le support de main au dessus rotatif.

7) Oublié de mettre le trou dans la base du support pour visser la base rotative avec servo, donc mettez un trou manuel.

8) Mettez les servos de base à 90 degrés et vissez le joint rotatif avec le servo. Gardez le fil de l'aimant à l'opposé sur les deux jambes.

9) Joindre le bras servo dans le bras du robot.

10) L'écart du connecteur arrière des mains est très élevé, j'utilise donc un tube en plastique pour réduire l'écart. Fixez-y le servo et les mains. Insérez tous les câbles à l'intérieur du corps du corps rotatif et gardez les bornes uniquement dans le support de servo supérieur.

11) Joindre les deux bras à l'aide de la vis au centre.

12, 13) Placez le circuit d'alimentation d'un côté et le circuit de commande de l'autre et sortez les fils à travers les trous de la base. Couvrir les 4 sommets. En raison de ne pas recevoir le couvercle pour un dessus, j'utilise le fond de la canette de coke pour le couvrir maintenant une fois que je le reçois, remplacez-le.

13) Dans la base, nous prévoyons déjà un espace de 1 mm, remplissez-le avec un pistolet à colle chaude pour une meilleure adhérence.

14) Maintenant, le robot grimpeur est prêt.

Étape 18: Vérifiez la fonction

Allumez les deux jambes à 180 degrés et les aimants sont allumés. Lorsque je l'allume et que je le mets dans mon birol en acier, je le tiens fermement, je me sens très heureux. Mais quand je clique pour monter dans le mobile, il tombe. Je me sens très triste, vérifie et trouve toutes les fonctions ok, problème de maintien de la fonction d'alimentation détecté.

Étape 19: Problème de maintien et de levage

Maintenant, placez-le sur la surface plane et testez. La puissance de maintien et de levage doit augmenter. Je veux donc tenir la base et aider à soulever légèrement. Vous voulez mettre à niveau le servo et les aimants.

Étape 20: Exécuter avec des pièces 3D avec l'aide manuelle

Vérifiez le fonctionnement du robot avec mon aide. Vous voulez mettre à niveau

Étape 21: Basic With Out 3D Parts Walk in Vertical Bero

Étape 22: Conclusion

Je pense que c'est une bonne idée de se déplacer en ligne droite et de se déplacer dans n'importe quelle direction afin qu'il puisse facilement grimper sur les tours de type cadre également et prévoir de fournir une caméra dans la deuxième version, mais l'exigence de base n'est pas un remplissage complet.

Le plan de base fonctionnait correctement et s'énervait lorsqu'il ne fonctionnait pas avec les pièces d'impression 3D. La vérification croisée et trouvée selon le calcul du poids des pièces imprimées en 3D en ligne diffèrent totalement des pièces imprimées en 3D réelles. Prévoyez donc de faire la 2ème version avec servo995 et 4 aimants, 2 aimants sur chaque patte. Le modèle de base se déplace directement dans un petit cadre et pivote dans n'importe quelle direction. Je le mets à jour quotidiennement pendant que je termine le travail, donc j'explique tout le processus sans penser au résultat. Parcourez le projet et si vous avez d'autres idées que de changer le servo et d'augmenter la puissance de l'aimant et les numéros d'aimant, commentez-moi en attendant votre réponse.

Étapes Vous voulez prendre

1) Changez le servo de MG90s en servo MG995

2) Utilisez deux servos pour le bras des deux côtés

3) Changez l'aimant avec plus de puissance de maintien et deux aimants des deux côtés

4) Pour MG995, modifiez la conception 3D et réduisez la longueur du bras. Augmentez la taille de la boîte du support de circuit

Avant l'impression 3D, estimez le poids et tout ce poids dans chaque jambe avec une configuration et une vérification temporaires.

Cela prend une très longue journée pour terminer avec un résultat d'échec, mais pas comme un échec complet car il fonctionne sans pièces 3D comme prévu. Vous voulez mettre à niveau les moteurs et les aimants. Travailler pour la version2 avec le robot sans fil monte jusqu'à la portée de la longueur RF.

Merci d'avoir suivi mon projet

Beaucoup plus à apprécier……………N'oubliez pas de commenter et d'encourager mes amis.

Finaliste du concours Robots