"Milhas" do robô aranha quadrúpede: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Baseado no Arduino Nano, Miles é um robô-aranha que usa suas 4 pernas para andar e manobrar. Ele usa 8 servo motores SG90 / MG90 como atuadores para as pernas, consiste em um PCB personalizado feito para alimentar e controlar os servos e o Arduino Nano. PCB tem slots dedicados para o módulo IMU, módulo Bluetooth e até mesmo matriz de sensor IR para fazer o robô Autônomo. O corpo é feito de folhas de acrílico de 3 mm cortadas a laser, também pode ser impresso em 3D. É um ótimo projeto para entusiastas explorarem a cinemática inversa em robótica.

O código e as bibliotecas, arquivos Gerber e arquivos STL / step para o projeto serão disponibilizados mediante solicitação. As milhas também estão disponíveis como um Kit, DM para obter detalhes.

Este projeto é inspirado no mePed (www.meped.io) e utiliza um código atualizado inspirado nele.

Suprimentos

Componentes necessários:

Opcionais são marcados como ~

• Milhas PCB (1)
• Miles partes mecânicas do corpo
• Servo motores SG90 / MG90 (12)
• Aduino Nano (1)
• Regulador de tensão LM7805 (6)
• Interruptor deslizante (1)
• Capa eletrolítica de 0,33uF (2)
• Tampão eletrolítico 0,1uF (1)
• Conector Pheonix de 3,08 mm 2 pinos (1)
• Conector Relimate de 2 pinos (1) ~
• Conector Relimate de 10 pinos (1) ~
• 4 no conector Relimate (1) ~
• Pinos de cabeçalho machos para conectores servo

Etapa 1: projetando o esquema e PCBs

Eu projeto meus PCBs no software Altium (para fazer o download clique aqui). 12 servos SG90 / MG90 podem consumir até 4-5 Amps se todos estiverem trabalhando simultaneamente, portanto, o projeto requer capacidades de saída de corrente mais altas. Eu usei o regulador de voltagem 7805 para alimentar os servos, mas ele pode produzir corrente máxima de 1 Amp. Para resolver este problema, 6 ICs LM7805 são conectados em paralelo para aumentar a saída de corrente.

Esquemas e Gerber podem ser encontrados aqui.

As características deste projeto incluem:

• MPU6050 / 9250 é usado para medição de ângulo
• Saída de corrente de até 6 Amp
• Fonte de alimentação servo isolada
• Saída do sensor ultrassônico HCsr04
• Periféricos para Bluetooth e I2C também são fornecidos.
• Todos os pinos analógicos são fornecidos em um Relimate para o conector de sensores e atuadores
• 12 saídas servo
• LED de indicação de energia

Especificações do PCB:

• O tamanho do PCB é 77 x 94 mm
• 2 camadas FR4
• 1,6 mm

Etapa 2: Soldar os componentes e enviar o código

Solde os componentes em ordem crescente de altura dos componentes, começando com os componentes SMD primeiro.

Há apenas um resistor SMD neste projeto. Adicione pinos de cabeçalho fêmeas para Arduino e LM7805 para que possam ser substituídos, se necessário. Soldar os pinos principais machos para servo-conectores e outros componentes no lugar.

O projeto tem 5V separados para servos e Arduino. Verifique se há curtos com aterramento em todos os barramentos de alimentação individuais, ou seja, saída Arduino 5V, saída Servo VCC e entrada fênix de 12V.

Depois que o PCB é verificado quanto a curtos, o Arduino está pronto para ser programado. O código de teste está disponível no meu github (clique aqui). Carregue o código de teste e monte o robô inteiro.

Etapa 3: Montagem do corpo do corte a laser:

Há um total de 26 peças no design que podem ser impressas em 3D ou cortadas a laser em folhas de acrílico de 2 mm. Usei folhas de acrílico vermelho e azul 2mm para dar ao robô uma aparência de Homem-Aranha.

O corpo consiste em vários elos que podem ser fixados com parafusos de porca M2 e M3. Os servos são fixados com parafusos M2. Certifique-se de adicionar as baterias e PCB dentro do corpo principal antes de fixar a placa superior do gabinete.

Os arquivos necessários podem ser encontrados em meu github (clique aqui)

Etapa 4: conectando tudo e testando o robô:

Agora termine conectando os Servos na ordem abaixo:

(D2) Servo Pivô Dianteiro Esquerdo

(D3) Servo de elevação frontal esquerdo

(D4) Servo Pivô Esquerdo Traseiro

(D5) Servo de elevação traseira esquerda

(D6) Servo Pivô Traseiro Direito

(D7) Servo de elevação traseira direita

(D8) Servo Pivô Dianteiro Direito

(D9) Servo de elevação frontal direita

Inicie o robô usando o interruptor deslizante!

Etapa 5: Melhorias futuras:

Cinemática Inversa:

O código atual utiliza uma abordagem posicional onde fornecemos os ângulos para os quais o servo deve se mover para atingir determinado movimento. A cinemática inversa dará ao robô uma abordagem mais sofisticada ao caminhar.

Controle de aplicativo Bluetooth:

O conector UART no PCB permite que o usuário conecte um módulo bluetooth como o HC-05 para controlar sem fio o robô usando um smartphone.