Tower Climb Helping Robot V1 - Control de dos patas, RF, BT con aplicación: 22 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Por jegatheesan.soundarapandian Siga más por el autor:

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Cuando alguna vez veo lagartijas en las paredes, planeo hacer un robot como este. Es una idea a largo plazo, busco muchos artículos de electro-adhesivos y compruebo de alguna manera y falló su capacidad de sujeción. Solo por ahora planeo hacerlo usando un electroimán para subir a la torre. Durante la visita a la torre del molino de viento, si encontraron algunas herramientas pequeñas que nunca subieron a la cima, querían volver a bajar y tomarlas de nuevo. Entonces, ¿por qué no podemos hacer que un robot de ayuda camine en la torre y llegue a la cima con herramientas? Al buscar en la web encontramos algunos robots con ruedas. pero quiere que se mueva una superficie amplia. Así que planeo un robot con piernas caminando. Al principio planeo caminar como un lagarto, pero también ocupa más espacio. En el plan actual camina en línea recta o incluso en una barra de metal de 2 cm. Así que incluso en el marco del molino de viento también se sube fácilmente.

Utilizo el módulo de RF en este proyecto para controlar una larga distancia. Pero si quiero desarrollar un transmisor de RF con circuito básico, es más trabajo y no personalización. Así que hago una estación base con transmisor de RF y módulo bluetooth. Entonces, la aplicación de Android controla el robot a larga distancia a través de la estación base bluetooth.

Nota después de completar el proyecto: -

Plano básico del robot funcionando correctamente sin piezas impresas en 3D. Pero agregar piezas de impresión en 3D hace que el robot se caiga debido a que la potencia del imán no es suficiente para sostener el peso y que el servo del elevador no puede levantar el peso.

Paso 1: Materiales necesarios

Materiales necesarios

Para Robot

1. Arduino Mini Pro 5v. - 1No.
2. Receptor de RF - 1 No.
3. Módulo Buck ajustable Mini MP1584 DC-DC 3A. - 1 No.
4. XY-016 2A DC-DC Step Up 5V / 9V / 12V / 28V Módulo de alimentación con micro USB. - 1 No.
5. Batería 18650 - 2 núms.
6. Servo MG90S - 4 núms.
7. Electroimán de solenoide de elevación DC 12V KK-P20 / 15 2.5KG - 2 nos
8. Piezas impresas en 3D (incluso sin impresión 3D también lo hacemos)
9. Pines de cabecera macho y hembra
10. Cable delgado (lo obtuve del cable USB, es duro y muy delgado)
11. PCB simple.

Para la estación base

1. Arduino Nano - 1 No.
2. Transmisor de RF - 1 No.
3. Módulo Bluetooth HC05 - 1No.
4. Pines de encabezado macho y hembra

5. PCB simple.

Para ensamblar el robot y la estación base, necesitamos tornillos y tuercas de 2 mm y 3 mm, contenedor para la estación base.

Paso 2: planificar e imprimir en 3D

Es una construcción simple incluso sin impresión 3D, también hacemos el robot con barra de pop y pistola de pegamento caliente. Si tiene 2 unidades de giro e inclinación, agregue los electroimanes que son el plan.

Hago el pan y la inclinación en forma de bola, esa es la única diferencia. Si lo desea, use el conjunto de giro e inclinación.

Paso 3: archivos de impresión 3D

Nota:-

Después de recibir las piezas, solo encontré su peso alto, por lo que tuve problemas para sostener y levantar. Así que no use este modelo directamente si puede, úselo como base y modifique el imán y el levantamiento con dos servos en cada lado y pruebe. Lo voy a comprobar en segunda versión.

Paso 4: plan de circuito

Dos circuitos quieren construir uno para la estación base y otro para el robot. El circuito del robot tiene un circuito de control y un circuito de alimentación de 2 partes.

Paso 5: Plan de la estación base de RF

El circuito de la estación base es un circuito simple con Arduino nano, módulo bluetooth HC05 y transmisor de RF, todo esto se alimenta con una batería de estaño de 9V. Conecte el Arduino tx y RX a HC05 RX y Tx y luego encienda el HC 05 desde arduino 5V y gnd. Para el transmisor de RF según la biblioteca de radio, use D12 para el transmisor y conecte la energía de la batería, porque según el aumento en la distancia de transmisión de energía también aumenta, el voltaje de entrada máximo para el transmisor de RF es de 12V.

Paso 6: Construcción de la estación base de RF

Como todos mis proyectos, hago un escudo para arduino nano. Este es el circuito base que desea hacer un contenedor después de que toda la prueba esté bien y el robot camine sobre la pared.

Paso 7: Plano del circuito del robot

La tarea desafiante en el circuito del robot construido es que todo el circuito quiera mantenerse dentro de dos cajas rectangulares en el brazo de la raíz, su dimensión interna es de 2 cm x 1,3 cm x 6,1 cm. Así que primero organice el circuito y encuentre la manera de hacer una conexión. Según mi plan, divido el circuito en dos circuitos, circuito de control y circuito de alimentación.

Paso 8: Circuito de control del robot

Para el circuito de control solo usamos arduino pro mini. Si se utiliza un cabezal macho y hembra sobre la tabla, la altura es cercana a los 2 cm. Entonces, con solo el conector macho sobre el pro mini, sueldo directamente los cables sobre el cabezal macho. Siempre reutilizo el microcontrolador, por eso no sueldo directamente en la placa. Saque 10 cables de la placa según el plan

1. Vin y Gnd de la batería.
2. Receptor de 5V, Gnd y D11 a RF.
3. D2, D3, D4, D5 a servomotores.
4. D8 y D9 para controlar el electroimán usando uln2803 IC.

Los cables de cada grupo terminan con un conector macho o hembra según la junta del lado opuesto. Por ejemplo, use un cabezal macho para el servo porque el servo viene con un conector hembra. Pegue en caliente la unión de los cables para evitar que se rompa la soldadura durante el trabajo. Utilizo cables de USB (cable de datos) que son muy delgados y duros.

Paso 9: circuito de potencia del robot

Este robot quiere 3 tipos de potencias de 7,4 v para arduino, 5,5 v para servo y 12 v para electroimán. Utilizo 2 baterías Samsung 18650, 3.7 X 2 = 7.4V, una placa reductora de CC a CC para regular el polvo a 5.5V y una placa elevadora de CC a CC para obtener 12V para reducir la conexión lateral dada según el diagrama.

El pin de datos de Arduino tiene un máximo de 5 V, por lo que para el electroimán de control queremos un circuito de relé o transistor, todo lo que necesita algo de espacio. Así que utilizo el IC de matriz de transistores Darlington ULN 2803, que ocupa menos espacio. La tierra está conectada al pin no 9 y el suministro de 24 v está conectado al pin 10. Yo conecto el D8 y D9 del arduino al pin 2 y al pin3. Desde pin 17 y 16 conexión a tierra a electroimán y 24 v directo a electroimán.

Al igual que el circuito de control, el circuito de alimentación también tiene un cabezal macho y hembra según el circuito de control.

Paso 10: Pinout del circuito

El pin fuera del circuito de control y el circuito de alimentación se muestran en la figura. Ahora simplemente conectamos los encabezados después de arreglarlo en el robot. Se necesita algo de tiempo para que se reciba la impresión en 3D, así que actualmente pruebo el robot con una configuración simple.

Paso 11: Verifique los circuitos

Utilizo Arduino uno para cargar el programa en mini. Muchos detalles disponibles en la red para hacerlo, hago un escudo para ello. Luego, como en el plan base, pego los servos y el imán con pegamento caliente, pero el problema es que el imán no se pega al servo. Pero capaz de probar todos los servos e imanes. Espere a que lleguen las partes 3D.

Paso 12: Desarrolle la aplicación de Android

Esta es mi decimotercera aplicación en MIT App Inventor. Pero esta es una aplicación muy, muy simple en comparación con mis otros proyectos, porque debido a que el robot quiere caminar en alturas, no quiero que el robot camine pasos continuos. Entonces, si presiona un botón, se mueve un paso. así que para todas las direcciones se proporciona una marca de flecha. La aplicación se conectó a la estación base usando blue tooth y envía el siguiente código para cada dirección a arduino. Esa estación base envía el código al robot mediante RF.

Las letras se transmiten según la pulsación de una tecla en la aplicación.

Abajo - D

Izquierda Abajo - H

Izquierda - L

Izquierda arriba - yo

Arriba - U

Justo arriba - J

Derecha - R

Justo abajo - K

Paso 13: Aplicación de Android

Descargue e instale la aplicación Tower Climb en su móvil Android.

Haga clic en el icono e inicie la aplicación.

Haga clic en elegir bluetooth y seleccione la estación base bluetooth.

Cuando se conecta la pantalla de control con 8 flechas en flechas visibles. Haga clic en cada flecha para moverse en esa dirección.

Para el archivo Aia para Arduino, use el siguiente enlace

Paso 14: Programa Arduino

Hay dos programas arduino, uno para la estación base y otro para Robot.

Para la estación base

Programa Arduino de la estación base

Utilice la biblioteca de radiohead para enviar los datos a través de RF. Utilizo un evento en serie para recibir caracteres de Android a través de bluetooth y una vez que recibí el char enviar al robot a través de bluetooth. Es un programa muy simple

Para el programa de robots

Programa de robot

Utilice la biblioteca radiohead y la biblioteca servotimer2. No use la biblioteca de servos porque tanto la biblioteca de servos como la de radiohead usan el Timer1 del arduino, por lo que el programa no se compila. Utilice el Servotimer2 para solucionar este problema. Pero en el Servotimer2 Library el servo no gira de 0 a 180 grados. Así que finalmente encontré que la biblioteca de servos de software funcionaba bien. Lo principal en el programa arduino es al menos un imán encendido cada vez. Entonces, si quiere caminar, primero suelte un imán y luego mueva los servos y luego sostenga ambos imanes como un movimiento inteligente una y otra vez.

Paso 15: Ejecución de prueba sin pieza 3D

Compruebe el funcionamiento del robot sin piezas 3D con articulación manual. Todas las funciones funcionan correctamente. Pero problema en el suministro de energía. Dos 18650 no pueden proporcionar un suministro eficiente de imanes y servos. así que si los imanes que sostienen el servo parpadean. Así que quito la batería y le doy suministro desde la computadora SMPS 12V. Todas las funciones funcionan correctamente. Debido a problemas de transporte, se demora en obtener las piezas impresas en 3D.

Paso 16: Partes 3D recibidas

Utilizo tinkercad para diseñar el modelo e imprimirlo en A3DXYZ, son muy baratos y el mejor proveedor de servicios de impresión en 3D en línea. Echo de menos una portada para la parte superior.

Paso 17: Ensamble las piezas

Para ensamblar, necesitamos que los tornillos vengan con servos y un tornillo de 3 mm X 10 mm y una tuerca 11nos. Explicación de imagen por imagen

1) Primero tome la parte del pie y los electroimanes.

2) Inserte el electroimán en el soporte y tome el cable del lado y llévelo dentro de la bola a través del orificio lateral y atorníllelo en la base.

3) En el soporte del servo de rotación inserte el servo y atornille los servos.

4, 5) Fije la bocina del servo en la parte superior giratoria con tornillos.

6) Fije el soporte de mano a la parte superior giratoria.

7) Olvidé poner el orificio en la base del soporte para atornillar la base giratoria con el servo, así que coloque un orificio manual.

8) Coloque los servos de la base a 90 grados y atornille la junta giratoria con el servo. Mantenga el alambre magnético saliendo en sentido opuesto en ambas patas.

9) Una el brazo del servo en el brazo del robot.

10) El espacio del conector de manos hacia atrás es muy alto, por lo que utilizo un tubo de plástico para reducir el espacio. Fije el servo y las manos en él. Inserte todos los cables dentro del cuerpo del cuerpo giratorio y mantenga los terminales solo en el soporte superior del servo.

11) Una los dos brazos usando el tornillo en el centro.

12, 13) Coloque el circuito de alimentación en un lado y el circuito de control en el otro lado y saque los cables a través de los orificios de la base. Cubre las 4 tapas. Debido a que no recibí la cubierta para una parte superior, uso la parte inferior de la lata de coque para cubrirla ahora, una vez que la reciba, reemplácela.

13) En la base ya proporcionamos un espacio de 1 mm, llénelo con pistola de pegamento caliente para agarre.

14) Ahora el robot trepador está listo.

Paso 18: verifique la función

Encendido Encienda ambas piernas en 180 grados y encienda los imanes. Cuando lo enciendo y lo pongo en mi birol de acero, lo sujeta con fuerza, me siento muy feliz. Pero cuando hago clic para subir en el móvil, se cae. Me siento muy triste, verifiqué y encontré todas las funciones bien, se detectó un problema al mantener la función de energía.

Paso 19: Problema al sostener y levantar

Ahora colóquelo en la superficie plana y pruebe. Es necesario aumentar tanto la fuerza de sujeción como la de elevación. Así que quiero sujetar la base y ayudar a levantarla ligeramente. Quiere actualizar el servo y los imanes.

Paso 20: Ejecutar con piezas 3D con ayuda manual

Comprueba el funcionamiento del robot con mi ayuda. Quiere actualizar

Paso 21: Caminata básica sin piezas 3D en Bero vertical

Paso 22: Conclusión

Siento que es una buena idea moverse en línea recta y moverse en cualquier dirección para que pueda trepar fácilmente también por las torres de tipo marco y planeo proporcionar una cámara en la segunda versión, pero el requisito básico no es el llenado completo.

El plan básico funcionó correctamente y se enojó cuando se descubrió que no funcionaba con piezas impresas en 3D. La verificación cruzada y según el cálculo del peso de las piezas impresas en 3D en línea difieren completamente de las piezas impresas en 3D reales. Así que planea hacer la segunda versión con servo995 y 4 imanes, 2 imanes en cada pata. El modelo básico se mueve en línea recta en un marco pequeño y gira en cualquier dirección. Lo actualizo diariamente mientras termino el trabajo, así que explico todo el proceso sin pensar en el resultado. Repase el proyecto y si tiene alguna idea más que cambiar el servo y aumentar la potencia del imán y los números del imán, simplemente coménteme esperando sus respuestas.

Pasos que quieres seguir

1) Cambie el servo de MG90s a MG995

2) Utilice dos servos para el brazo en ambos lados

3) Cambie el imán con más poder de sujeción y dos imanes en ambos lados

4) Para MG995 cambie el diseño 3d y reduzca la longitud del brazo. Aumente el tamaño de la caja del soporte del circuito

Antes de la impresión en 3D, calcule el peso y todo ese peso en cada pierna con configuración temporal y verificación.

Esto toma un día muy largo en completarse con un resultado de falla, pero no se dice como falla total porque se ejecuta sin partes en 3D como se esperaba. Quiere actualizar los motores y los imanes. Trabajando para la versión 2 con robot inalámbrico, suba hasta el alcance de la longitud de RF.

Gracias por seguir mi proyecto

Mucho más para disfrutar …………… No olvides comentar y animarme amigos.

Finalista en el Concurso de Robots