Arduino Nano 18 DOF Hexapod ที่ควบคุมด้วย PS2 ราคาไม่แพง: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

หุ่นยนต์ Hexapod อย่างง่ายโดยใช้ตัวควบคุมเซอร์โว Arduino + SSC32 และควบคุมแบบไร้สายโดยใช้จอยสติ๊ก PS2 ตัวควบคุมเซอร์โวของ Lynxmotion มีคุณสมบัติมากมายที่สามารถให้การเคลื่อนไหวที่สวยงามสำหรับการเลียนแบบแมงมุม

แนวคิดคือการสร้างหุ่นยนต์ hexapod ที่ประกอบง่ายและราคาไม่แพงด้วยคุณสมบัติมากมายและการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น

ส่วนประกอบที่ฉันเลือกจะเล็กพอที่จะใส่ในตัวเครื่องหลักและเบาเพียงพอสำหรับเซอร์โว MG90S ที่สามารถยก…

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุสิ้นเปลือง

ทั้งหมด ingridians อิเล็กทรอนิกส์คือ:

1. Arduino Nano (จำนวน = 1) หรือคุณสามารถใช้ Arduino ตัวอื่นได้ แต่นี่เป็นชุดหนึ่งสำหรับฉัน
2. ตัวควบคุมเซอร์โว SSC 32 ช่อง (จำนวน = 1) หรือโคลน SSC-32 ที่เป็นมิตรต่องบประมาณ
3. MG90S Tower Pro เซอร์โวเกียร์โลหะ (จำนวน = 18)
4. สายจัมเปอร์ดูปองท์หญิงกับหญิง (จำนวน = ตามต้องการ)
5. สวิตช์ปุ่มกดแบบล็อคตัวเอง (จำนวน = 1)
6. 5v 8A -12A UBEC (จำนวน = 1)
7. 5v 3A FPV ไมโคร UBEC (จำนวน = 1)
8. PS2 2.4Ghz Wireless Controller (จำนวน = 1) เป็นเพียงคอนโทรลเลอร์ไร้สาย PS2 ธรรมดา + สายต่อ
9. 2S lipo แบตเตอรี่ 2500mah 25c (จำนวน = 1) โดยปกติสำหรับ RC เฮลิคอปเตอร์แบตเตอรี่เช่น Syma X8C X8W X8G พร้อมบอร์ดป้องกันแรงดันไฟฟ้า
10. ขั้วต่อแบตเตอรี่ (จำนวน = 1 คู่) มักจะชอบขั้วต่อ JST
11. แบตเตอรี่ AAA (จำนวน = 2) สำหรับคอนโทรลเลอร์ PS2 Transmitter
12. ออดที่ใช้งานอยู่ (จำนวน = 1) สำหรับข้อเสนอแนะการควบคุม

ingridians ที่ไม่ใช่อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดคือ:

1. เฟรม hexapod ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (จำนวน = 6 coxa, 6 femur, 6 tibia, 1 body bottom, 1 body top, 1 top cover, 1 board bracket)
2. สกรู M2 6 มม. (จำนวน = อย่างน้อย 45) สำหรับฮอร์นเซอร์โวและอื่นๆ
3. สกรู M2 10 มม. (จำนวน = อย่างน้อย 4) สำหรับฝาครอบด้านบน
4. เคเบิ้ลไทร์ขนาดเล็ก (ตามต้องการ)

เครื่องมือที่คุณต้องการ:

1. แอพยูทิลิตี้เซอร์โวซีเควนเซอร์ SCC-32
2. Arduino IDE
3. ชุดหัวแร้ง
4. ไขควง

ประมาณการค่าใช้จ่ายทั้งหมดคือ $150

ขั้นตอนที่ 2: ตัวยึดสำหรับการติดตั้งทางอิเล็กทรอนิกส์

ตัวยึดใช้สำหรับติดตั้งง่าย และทำให้โมดูลทั้งหมดกลายเป็นยูนิตเดียว นี่เป็นเพียงตัวยึดแบบธรรมดาสำหรับบอร์ดทั้งหมด คุณสามารถใช้สกรูหรือเทปกาวสองหน้าสำหรับติดบอร์ดทั้งหมด

หลังจากทั้งหมดกลายเป็นหนึ่งหน่วยคุณสามารถแนบเข้ากับตัวเครื่องด้านล่างที่พิมพ์ 3 มิติโดยใช้สกรู M2 6 มม

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพสายเคเบิล

สำหรับการเชื่อมต่อแบบพินต่อพิน คุณสามารถใช้จัมเปอร์สายเคเบิล Dupont ขนาด 10-20 ซม. สีเพศหญิงถึงตัวเมียสีก็เพียงพอแล้ว และสำหรับการจ่ายพลังงานควรใช้ AWG ซิลิโคนขนาดเล็ก

อื่น ๆ ว่านี่คือสิ่งที่จิตวิญญาณควรทราบ …

1. แบตเตอรี่: สำหรับเฮกซะพอดนี้ฉันใช้ 2S lipo 2500mah กับ 25C หมายความว่า 25Amp ปล่อยประจุอย่างต่อเนื่อง ด้วยการใช้เซอร์โวเฉลี่ย 4-5 แอมป์และการใช้บอร์ดตรรกะทั้งหมด 1-2 แอมป์ด้วยแบตเตอรี่ประเภทนี้เพียงพอสำหรับตรรกะและไดรเวอร์เซอร์โวทั้งหมด
2. แหล่งพลังงานเดี่ยว การกระจายสองแบบ: แนวคิดคือแยกพลังงานของบอร์ดลอจิกออกจากพลังงานเซอร์โวเพื่อป้องกันการหยุดจ่ายไฟบนลอจิกบอร์ด ฉันจึงใช้ 2 BEC เพื่อแยกพลังงานจากแหล่งพลังงานเดียว ด้วย 5v 8A - 12A สูงสุด BEC สำหรับกำลังเซอร์โวและ 5v 3A BEC สำหรับบอร์ดลอจิก
3. 3, 3v PS2 พลังงานจอยสติ๊กไร้สาย: ให้ความสนใจ ตัวรับสัญญาณระยะไกลนี้ใช้ 3, 3v ไม่ใช่ 5v ดังนั้นใช้พินไฟ 3, 3v จาก Arduino Nano เพื่อจ่ายไฟ
4. สวิตช์เปิด/ปิด: ใช้สวิตช์ล็อคตัวเองเพื่อเปิดหรือปิด

5. การกำหนดค่า SSC-32 Pin:

   • VS1=VS2 พิน: พินทั้งสองควรปิด หมายความว่าทั้ง 32 CH ใช้แหล่งพลังงานเดียวอีเธอร์จากซ็อกเก็ตไฟ VS1 หรือซ็อกเก็ตไฟ VS2
   • VL=VS พิน: พินนี้ควรเปิด หมายความว่าซ็อกเก็ตไฟของบอร์ดลอจิก SCC-32 แยกจากกำลังเซอร์โว (VS1/VS2)
   • TX RX pin: พินทั้งสองนี้ควรเป็น OPEN พินนี้มีอยู่ใน DB9 เวอร์ชัน SSC-32 และ Clone เวอร์ชัน SSC-32 เท่านั้น เมื่อเปิดหมายความว่าเราไม่ได้ใช้พอร์ต DB9 เพื่อสื่อสารระหว่าง SSC-32 และ Arduino แต่ใช้พิน TX RX และ GND
   • Baudrate pin: พินนี้เป็นไดเทอร์มีนอัตราความเร็ว SSC-32 TTL ฉันใช้ 115200 ดังนั้นพินทั้งสองจึงปิด และถ้าคุณต้องการเปลี่ยนเป็นอัตราอื่นอย่าลืมเปลี่ยนในรหัสด้วย

ขั้นตอนที่ 4: อัปโหลดโค้ดไปยัง Arduino Nano

เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ของคุณกับ Arduino nano… ก่อนที่คุณจะอัปโหลดรหัส ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ติดตั้ง PS2X_lib และ SoftwareSerial นี้จากไฟล์แนบของฉันไปยังโฟลเดอร์ไลบรารี Arduino

หลังจากที่คุณมีไลบรารีทั้งหมดที่จำเป็นแล้ว คุณสามารถเปิด MG90S_Phoenix.ino และอัปโหลด…

PS: รหัสนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเซอร์โว MG90S บนเฟรมของฉันเท่านั้น… ถ้าคุณเปลี่ยนเฟรมโดยใช้ตัวอื่น คุณต้องกำหนดค่าใหม่อีกครั้ง…

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบเฟรม (Tibia)

สำหรับกระดูกหน้าแข้ง สกรูทั้งหมดมาจากด้านหลังไม่ใช่ด้านหน้า… ทำเช่นเดียวกันกับกระดูกหน้าแข้งที่เหลือ…

PS: ไม่จำเป็นต้องติดเซอร์โวฮอร์น เว้นแต่สำหรับตัวยึดชั่วคราวเท่านั้น.. เซอร์โวฮอร์นจะติดหลังจากเซอร์โวทั้งหมดเชื่อมต่อกับบอร์ด SSC 32 @ ขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบเฟรม (โคนขา)

ใส่พูลก่อนแล้วจึงสแน็ปหัวเกียร์เซอร์โวไปที่ตัวยึดเซอร์โวฮอร์น… ทำเช่นเดียวกันกับโคนขาที่เหลือ…

PS: ไม่จำเป็นต้องติดเซอร์โวฮอร์น เว้นแต่สำหรับตัวยึดชั่วคราวเท่านั้น.. เซอร์โวฮอร์นจะติดหลังจากเซอร์โวทั้งหมดเชื่อมต่อกับบอร์ด SSC 32 @ ขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบเฟรม (Coxa)

ใส่ coxa servo ทั้งหมดที่มีตำแหน่งหัวเกียร์เหมือนรูปด้านบน… สกรู coxa ทั้งหมดมาจากด้านหลังเหมือนกับกระดูกหน้าแข้ง…

PS: ไม่จำเป็นต้องติดเซอร์โวฮอร์น เว้นแต่สำหรับตัวยึดชั่วคราวเท่านั้น.. เซอร์โวฮอร์นจะติดหลังจากเซอร์โวทั้งหมดเชื่อมต่อกับบอร์ด SSC 32 @ ขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 8: ต่อสายเซอร์โว

หลังจากเซอร์โวเข้าที่แล้ว ให้ต่อสายเคเบิลทั้งหมดตามแผนภาพด้านบน

• RRT = กระดูกหน้าแข้งหลังขวา
• RRF = กระดูกต้นขาด้านหลังขวา
• RRC = Coxa ด้านหลังขวา
• RMT = กระดูกหน้าแข้งกลางขวา
• RMF = กระดูกโคนขาขวาตรงกลาง
• RMC = ขวากลาง Coxa
• RFT = หน้าแข้งขวา
• RFF = กระดูกโคนขาขวา
• RFC = Coxa หน้าขวา
• LRT = กระดูกหน้าแข้งหลังซ้าย
• LRF = กระดูกต้นขาด้านหลังซ้าย
• LRC = Coxa ด้านหลังซ้าย
• LMT = กระดูกหน้าแข้งกลางซ้าย
• LMF = กระดูกโคนขาซ้ายตรงกลาง
• LMC = Coxa กลางซ้าย
• LFT = หน้าแข้งซ้าย
• LFF = กระดูกต้นขาด้านซ้าย
• LFC = Coxa หน้าซ้าย

ขั้นตอนที่ 9: ติดเซอร์โวฮอร์น

หลังจากต่อสายเซอร์โวทั้งหมดแล้ว ให้เปิดเครื่อง hexapod แล้วกด "Start" จากรีโมท PS2 และยึดเซอร์โวฮอร์นดังรูปด้านบน

ตั้งเซอร์โวฮอร์นให้เข้าที่ แต่อย่าขันสกรูในตอนแรก ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามุม Tibia, Femur และ Coxa ทั้งหมดถูกต้อง… กว่าที่คุณจะขันด้วยสกรูที่มีสกรู M2 ขนาด 6 มม. + 1 M2 ที่ติดอยู่บนแตรกับกระดูกโคกซ่าและโคกซ่า

ขั้นตอนที่ 10: จัดระเบียบสายเคเบิล

หลังจากที่เซอร์โวทำงานได้ดีและแน่นหนา คุณสามารถจัดระเบียบสายเคเบิลเซอร์โวได้

คุณสามารถม้วนเกลียวและม้วนขึ้นโดยใช้สายรัดหรือท่อหดด้วยความร้อน และคุณยังสามารถตัดสายเคเบิลได้ตามต้องการ… ขึ้นอยู่กับคุณ…

ขั้นตอนที่ 11: ปิดฝาครอบ

หลังจากทั้งหมดเรียบร้อย… คุณสามารถปิดได้โดยใช้ส่วนบน + ฝาครอบด้านบนโดยใช้สกรู 4 x M2 10 มม. … และคุณสามารถใช้ฝาครอบเป็นที่ใส่แบตเตอรี่สำหรับ lipo 2S 2500mah 25c 2S ของคุณ…

ขั้นตอนที่ 12: การปรับเทียบเซอร์โว

บางครั้งหลังจากเสียบปลั๊กและปล่อยฮอร์นเซอร์โวของคุณ ขา hexapod ดูเหมือนจะยังไม่อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง… นั่นเป็นเหตุผลที่คุณต้องสอบเทียบโดยใช้ SSC-32 Servo Sequencer Utility.exe

ใช้งานได้กับบอร์ด SSC-32 ทั้งหมด (ดั้งเดิมหรือโคลน) แต่ก่อนที่คุณจะสามารถใช้งานได้ โปรดทำตามขั้นตอนนี้:

1. ปิดพิน VL=VS ด้วยจัมเปอร์
2. ถอดสาย RX TX GND จาก SSC-32 ไปยัง Arduino nano
3. เชื่อมต่อสาย RX TX GND นี้กับคอมพิวเตอร์โดยใช้ตัวแปลง USB TTL
4. เพิ่มพลังให้หุ่นยนต์
5. เลือกพอร์ตและ baudrate ที่ถูกต้อง (115200)

หลังจากที่ตรวจพบบอร์ดของคุณแล้ว คุณสามารถคลิกปุ่มปรับเทียบและปรับเซอร์โวแต่ละตัวได้ตามต้องการ

ขั้นตอนที่ 13: สนุกกับหุ่นยนต์ของคุณ…

ท้ายที่สุดนี้เป็นเพียงเพื่อความสนุกสนาน….

สำหรับรายละเอียดการสาธิตวิธีใช้งานหุ่นยนต์นี้ คุณสามารถตรวจสอบวิดีโอขั้นตอนที่ 1 วิธีอื่นๆ นี่คือการควบคุมพื้นฐานของหุ่นยนต์

สนุกกับมัน…หรือคุณยังสามารถแบ่งปัน…

• PS: ชาร์จแบตเตอรี่ของคุณเมื่อถึงน้อยกว่า 30% หรือแรงดันไฟฟ้าร้อง 6, 2V… เพื่อป้องกันความเสียหายของแบตเตอรี่
• หากคุณดันแบตเตอรีของคุณมากเกินไป โดยปกติการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ของคุณจะบ้าคลั่งและอาจสร้างความเสียหายให้กับเซอร์โวหุ่นยนต์ของคุณ…