Hexapod-робот, керований з ПК

Після перегляду великої кількості статей і відео про роботів-павуків захотілося самому створити подібне. Було вирішено все зробити «з нуля», тобто створити корпус робота, спаяти плату і запрограмувати.

Корпус робота було вирішено зробити з оргскла, даний матеріал легкий в обробці і досить міцний. Форма кінцівок і тіла робота створена самостійно існуючим аналогам. Вибачаюся за недостатня кількість розмірів на кресленнях, малював для себе.

image

Всі частини були вирізані з оргскла товщиною 3 мм з допомогою лобзика. Щоб все виглядало симпатичніше, всі частини були обтягнуті карбоновою плівкою. Далі потрібно було вибрати сервомашинки. Було прийнято рішення в розробці застосовувати сервомашинки MG90S.



Це найдешевші сервомашинки з металевими шестернями. На момент покупки вони стояли 200 рублів за штуку. В результаті збірки корпусу і сервомашинок вийшло ось це.



Всю систему було вирішено побудувати на двох мікроконтролерах AVR ATmega 32, вибір обґрунтований тим, що у мене були ці камені, а використання відразу двох пояснюється тим, що одному було б важко впоратися з усіма завданнями, які повинен виконувати робот. А саме:

— рух в будь-якому напрямку, а також поворот навколо своєї осі в будь-якому напрямку;
— утримання горизонту на похилій поверхні;
— неможливість зіткнення зі статичними об'єктами під час руху.

Таким чином один мікроконтролер отримує команди від користувача по радіо каналу, отримує та обробляє інформацію від датчиків (далекомір, акселерометр), відправляє команди на другий мікроконтроллер і відправляє дані, запитувані користувачем персонального комп'ютера. Другий мікроконтролер отримує команди від першого мікроконтролера і управляє рухом сервоприводів за допомогою широтно-імпульсної модуляції. У підсумку ідею можна відобразити в структурній схемі.



Як далекоміра використовувався популярний ультразвуковий датчик відстані HC-SR04



Як акселерометра використовувався датчик MMA7361 — це малопотребляющий, ємнісний микроэлектромеханический датчик прискорення в низькопрофільному корпусі, відрізняється однополярним низькочастотним фільтром, схеми температурної компенсації і самотестування, детектором нульового прискорення для визначення лінійного вільного падіння і можливістю вибору одного з двох рівнів прискорення. Рівень напруги нульового прискорення і чутливість мають заводську настройку і не вимагають додаткових зовнішніх компонентів. MMA7361 має режим сну.



Ці датчики недорогі і зручні у використанні будинку.

Залишалося визначитися, як зв'язати ПК і робота. Було вирішено використовувати радіо. В результаті був куплений комплект радіомодемів 3DRobotics.



Отже, зібравши все необхідне залізо, необхідно було створити плату. При розробці принципової схеми необхідно було враховувати харчування всіх вузлів системи. Харчування сервоприводів повинно бути відокремлене від харчування решти схеми для того, щоб уникнути впливу завад на роботу мікроконтролерів і датчиків.

За проведеними розрахунками було з'ясовано, що при активній роботі всіх сервоприводів максимальний струм у схемі становить три ампера. Для більшої надійності, було вирішено розділити харчування сервоприводів на дві частини. Також за розрахунками стало ясно, що при активній роботі мікроконтролерів і датчиків їх споживання складе не більше одного ампера. Таким чином, максимальний струм у схемі буде становити півтора ампера.

У розпорядженні була батарея 7.4 вольта. У схемі треба було передбачити два стабілізатора напруги 7.4 в 5 вольт зі струмом навантаження три ампера для живлення сервоприводів і один стабілізатор напруги 7.4 в 5 вольт зі струмом навантаження один ампер для харчування іншої схеми. Для вирішення даної задачі були використані китайські стабілізатори KIS-3R33S, так як вони теж вже були у мене.



Далі була розроблена плата.



Зроблена лазерно-утюжным методом, витравлена в хлорному залозі і залужена сплавом Розі



Далі все було акуратно напаяно.
У процесі складання було вирішено додати ще й камеру. У результаті вийшло ось це.



Далі були написані програми для мікроконтролерів і простенька програма для ПК. Інтерфейс програми для ПК виглядає наступним чином, за допомогою цієї програми здійснюється управління роботом і налагодження його рухів.



Утримання горизонту ще не готовий, тому в програмі відображаються лише кути нахилу. Також в програмі ще не прикручена трансляція відео, відео можна подивитися тільки з допомогою стандартної програми, що йшла в комплекті з камерою.

Ну ось на цьому поки все, робот ходить і зупиняється перед перешкодами, на відео робот йде не зовсім прямо, тому що його ноги прослизають, їх необхідно забезпечити ніж те зачепленим.




Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.