Cum se face un braț robot fără fir folosind Arduino

Acest circuit de braț robotizat care poate fi, de asemenea, implementat ca o macara robotică, funcționează folosind 6 servo-motoare și poate fi controlat printr-un telecomandă cu microcontroler , folosind o legătură de comunicație bazată pe Arduino de 2,4 GHz.

Caracteristici principale

Când construiți ceva la fel de sofisticat ca un braț robotizat, acesta trebuie să arate modern și trebuie să includă multe caracteristici avansate și nu doar o simplă funcție asemănătoare unei jucării.

Proiectarea completă propusă este relativ ușor de construit, dar este atribuită unor funcții avansate de manevră, care ar putea fi controlate cu precizie prin comenzi wireless sau controlate de la distanță. Designul este chiar compatibil pentru uz industrial, dacă motoarele sunt actualizate corespunzător.

Principalele caracteristici ale acestei macarale mecanice precum brațul robot sunt:

• „Braț” reglabil continuu pe o axă verticală de 180 de grade.
• „Cot” reglabil continuu pe o axă verticală de 180 de grade.
• „Prindere degetul” reglabilă continuu sau prindere pe o axă verticală de 90 de grade.
• „Braț” reglabil continuu pe un plan orizontal de 180 de grade.
• Întregul sistem robotizat sau brațul macaralei este mobil și manevrabil ca un mașină controlată de la distanță .

Simulare de lucru dur

Câteva dintre caracteristicile explicate mai sus pot fi vizualizate și înțelese cu ajutorul următoarei simulări GIF:

Pozițiile mecanismului motor

Următoarea figură ne oferă o imagine clară cu privire la diferitele poziții ale motorului și mecanismele de transmisie asociate care trebuie instalate pentru implementarea proiectului:

În acest design ne asigurăm să păstrăm lucrurile cât mai simple posibil, astfel încât chiar și un profan să poată înțelege mecanismele implicate ale motorului / angrenajului. și nimic nu rămâne ascuns în spatele mecanismelor complexe.

Funcționarea sau funcția fiecărui motor poate fi înțeleasă cu ajutorul următoarelor puncte:

1. Motorul nr. 1 controlează „ciupirea degetelor” sau sistemul de prindere al robotului. Elementul mobil este articulat direct cu arborele motorului pentru mișcări.
2. Motorul 2 controlează mecanismul cotului sistemului. Este configurat cu un sistem de angrenaje simplu la margine pentru a implementa mișcarea de ridicare.
3. Motorul nr. 3 este responsabil pentru ridicarea verticală a întregului sistem de brațe robotizate, prin urmare acest motor trebuie să fie mai puternic decât cele două de mai sus. Acest motor este, de asemenea, integrat folosind mecanismul de angrenaje pentru realizarea acțiunilor necesare.
4. Motorul # 4 controlează întregul mecanism al macaralei pe un plan orizontal complet de 360 ​​de grade, astfel încât brațul să poată ridica sau ridica orice obiect din interior în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic gama radială.
5. Motorul # 5 și 6 acționează ca roțile pentru platforma care transportă întregul sistem. Aceste motoare pot fi controlate prin deplasarea sistemului dintr-un loc în altul fără efort și facilitează, de asemenea, mișcarea est / vest, nord / sud a sistemului pur și simplu prin ajustarea vitezelor motoarelor stânga / dreapta. Acest lucru se face pur și simplu prin reducerea sau oprirea unuia dintre cele două motoare, de exemplu pentru a iniția un viraj lateral dreapta, motorul lateral drept poate fi oprit sau oprit până când virajul este executat complet sau până la unghiul dorit. În mod similar, pentru inițierea unei viraje la stânga, faceți același lucru cu motorul din stânga.

Roata din spate nu are niciun motor asociat, este articulată pentru a se deplasa liber pe axa sa centrală și pentru a urma manevrele roții din față.

Circuitul receptorului wireless

Deoarece întregul sistem este proiectat să funcționeze cu o telecomandă, un receptor wireless trebuie configurat cu motoarele explicate mai sus. Și acest lucru se poate face folosind următorul circuit bazat pe Arduino.

După cum puteți vedea, există 6 servo-motoare atașate cu ieșirile Arduino și fiecare dintre acestea este controlat prin semnalele controlate de la distanță captate de senzorul atașat NRF24L01.

Semnalele sunt procesate de acest senzor și alimentate către Arduino, care furnizează procesarea motorului relevant pentru operațiunile de control al vitezei prevăzute.

Semnalele sunt trimise dintr-un circuit al emițătorului cu potențiometre. Reglajele de pe acest potențiometru controlează nivelurile de viteză pe motoarele corespunzătoare atașate cu circuitul receptorului explicat mai sus.

Acum să vedem cum arată circuitul emițătorului:

Modul emițător

Designul transmițătorului poate fi văzut cu 6 potențiometre atașate cu placa Arduino și, de asemenea, cu un alt dispozitiv de comunicație de 2,4 GHz.

Fiecare dintre oale este programat pentru controlul unui motor corespunzător asociat circuitului receptorului. Prin urmare, atunci când utilizatorul rotește arborele unui potențiometru selectat al emițătorului, motorul corespunzător al brațului robot începe să se miște și să implementeze acțiunile în funcție de poziția sa specifică pe sistem.

Controlul supraîncărcării motorului

S-ar putea să vă întrebați cum își limitează motoarele mișcarea lor în intervalele lor mobile, deoarece sistemul nu are niciun aranjament limitativ pentru a împiedica supraîncărcarea motorului odată ce mișcările mecanismului respectiv ajung la punctul lor de finalizare?

Adică, de exemplu, ce se întâmplă dacă motorul nu este oprit chiar și după ce „mânerul” a ținut obiectul strâns?

Cea mai ușoară soluție la aceasta este adăugarea individuală module de control curent cu fiecare dintre motoare, astfel încât, în astfel de situații, motorul să rămână pornit și blocat fără ardere sau supraîncărcare.

Datorită unui control activ de curent, motoarele nu trec printr-o suprasarcină sau condiții de supracurent și continuă să funcționeze într-un interval de siguranță specificat.

Codul complet al programului poate fi găsit în acest articol