เพิ่มตัวเข้ารหัสให้กับเซอร์โวหมุนต่อเนื่อง 360 องศาของ Feetech Micro FS90R: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

เป็นเรื่องยากมากหรือแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แบบมีล้ออย่างแม่นยำโดยใช้การควบคุมมอเตอร์แบบวงเปิด แอปพลิเคชั่นจำนวนมากต้องการการตั้งค่าท่าทางหรือระยะการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ล้ออย่างถูกต้อง มอเตอร์เซอร์โวขนาดเล็กแบบหมุนต่อเนื่องขนาดเล็กเป็นโซลูชันต้นทุนต่ำที่ยอดเยี่ยมในการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ขนาดเล็ก แต่ขาดการควบคุมป้อนกลับของเซอร์โวมอเตอร์ขนาดใหญ่

เซอร์โวแบบหมุนต่อเนื่องของ Feetech Micro 360 องศา (FS90R) นั้นยอดเยี่ยมสำหรับโครงการหุ่นยนต์ แต่บางครั้งคุณต้องการการควบคุมป้อนกลับของเซอร์โวขนาดใหญ่

การแปลงเซอร์โวตัวเล็ก ๆ เหล่านี้เพื่อใช้การควบคุมป้อนกลับตำแหน่งลูปปิดนั้นทำได้ง่ายมากเมื่อคุณเพิ่มเซ็นเซอร์เข้ารหัสอนาล็อกของ Tamiya และอัลกอริธึมตอบรับลูปปิดอย่างง่ายให้กับคอนโทรลเลอร์ Arduino หรือ Raspbery Pi

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่ที่จำเป็น

• FeeTech 9g การหมุนอย่างต่อเนื่อง Micro Servo พร้อมฮอร์นเซอร์โวแบบกลม ผู้ขาย: RobotShop หมายเลขชิ้นส่วน: RB-Fit-02 จำนวน: 1 หน่วยต้นทุน: $4.99 ยอดรวม: $4.99
• Arduino NG w/ ATmega8 หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ที่คล้ายกัน
• Encoder คู่สำหรับ Tamiya Twin Motor Gearbox ผู้ขาย: RobotShop Part #:RB-Rbo-122 จำนวน: 1
• Avery 8160 1" x 2-5/8" Address labels Vendor: Office Depot จำนวน: 1 แผ่น รวม: $13.99 แพ็ค (25 แผ่น)
• กราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสจาก github
• ที่ชาร์จโทรศัพท์แบบพกพา 5V พร้อมสายชาร์จ Micro USB เป็น USB-A ผู้ขาย: Best Buy Tzumi - PocketJuice Solo 4000 mAh Portable Charger Model:4021BB Part #: 6304825

ตัวเลือก Raspberry Pi

1. Raspberry Pi 3 - Model B ผู้จำหน่าย: Adafruit SKU:PRODUCT ID: 3055
2. หรือ Raspberry Pi Zero W Basic Pack - รวมผู้ขาย Pi Zero W: Adafruit Part #:PRODUCT ID: 3409Qty: 1

หากคุณกำลังใช้ Raspbery Pi หรือ Pi Zero W จำเป็นต้องมี Pi HAT เพิ่มเติมอีกสองตัว:

1. Pimoroni Automation pHAT สำหรับ Raspberry Pi Zero ผู้ขาย: Adafruit Part #:PRODUCT ID: 3352Qty: 1
2. SparkFun Pi Servo HAT ผู้ขาย: SparkFun Part #: DEV-14328Qty: 1
3. GPIO Stacking Header - พิน 2x20 ยาวพิเศษผู้ขาย: Adafruit Part #:PRODUCT ID: 2223Qty: 2

ขั้นตอนที่ 2: เครื่องมือที่จำเป็น

• ไขควงขนาดเล็ก Philips
• ปืนกาว & แท่งกาว หรือ ซุปเปอร์กลู
• คีมจมูกเข็ม
• ต้องใช้หัวแร้งและหัวแร้งสำหรับรุ่น Raspberry Pi (อุปกรณ์เสริม)

ขั้นตอนที่ 3: พิมพ์กราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสลงบนกระดาษฉลากที่อยู่

1. เปิด Encoder_disk.pdf และพิมพ์ลงบนกระดาษฉลากที่อยู่ Avery 8160
2. ใช้กรรไกรตัดกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสตามเส้นประจากกระดาษฉลาก และตัดรูตรงกลางออกโดยใช้เส้นประเป็นแนวทาง

ขั้นตอนที่ 4: แนบกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสเข้ากับ Round Servo Horn

1. ลอกกระดาษสำรองออกจากกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสจากขั้นตอนที่ 3
2. แนบกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสที่ด้านหลังของฮอร์นเซอร์โวแบบกลม และจัดตำแหน่งรูกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสให้อยู่กึ่งกลางรอบบอสเซอร์โวฮอร์นเซอร์โว
3. ปรับกราฟิกดิสก์ตัวเข้ารหัสให้เรียบเพื่อขจัดฟองอากาศหรือรอยยับ

ขั้นตอนที่ 5: แนบ Tamiya Analog Encoder เข้ากับไมโครเซอร์โวมอเตอร์

1. หยดกาวร้อนละลายหรือกาวซุปเปอร์ขนาดเล็กลงบนหัวแกนไมโครเซอร์โวมอเตอร์ ใช้กาวร้อนละลายเป็นตัวยึดชั่วคราว แต่ใช้ซุปเปอร์กาวสำหรับการติดถาวรขั้นสุดท้าย
2. ติดตัวเข้ารหัส Tamiya Analog เพื่อให้แน่ใจว่ารูในแผงวงจรตัวเข้ารหัส Tamiya Analog นั้นอยู่ตรงกลางรอบแกนไมโครเซอร์โวมอเตอร์โดยให้เซ็นเซอร์ชี้ขึ้น/ออกจากมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 6: ปรับเปลี่ยนสายเซนเซอร์ตัวเข้ารหัส

1. สายเคเบิลที่ให้มากับตัวเข้ารหัส Tamiya Analog จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้ทำงานกับการกำหนดค่าสัญญาณกราวด์-5V มาตรฐานบนพินอินพุตอนาล็อกของไมโครคอนโทรลเลอร์
2. สลับสายกราวด์และสาย 5V ที่ปลายด้านหนึ่งของสายเซ็นเซอร์อะนาล็อก เพื่อให้สาย 5V อยู่ตรงกลางของขั้วต่อพิน และสายกราวด์และสายสัญญาณอยู่ที่ตำแหน่งขอบของขั้วต่อพิน
3. ติดปลายสายที่ยังไม่ได้ดัดแปลงเข้ากับหมุดตัวเข้ารหัส Tamiya Analog
4. ต่อปลายสายเคเบิลที่ดัดแปลงเข้ากับพินอินพุตแบบอะนาล็อกของไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino เพื่อให้แน่ใจว่าสายกราวด์บนพิน Arduino เชื่อมต่อกับพินกราวด์ของตัวเข้ารหัส Tamiya Analog
5. ต่อสาย PWM ของไมโครเซอร์โวมอเตอร์เข้ากับพิน D9 PWM ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ของคุณ

ขั้นตอนที่ 7: แนบเซอร์โวฮอร์นแบบกลมเข้ากับไมโครเซอร์โวมอเตอร์

ติดตั้งฮอร์นเซอร์โวแบบกลมพร้อมดิสก์ตัวเข้ารหัสบนแกนไมโครเซอร์โวมอเตอร์ และติดโดยใช้สกรูยึดฮอร์นเซอร์โวที่ให้มา

ขั้นตอนที่ 8: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์

เวอร์ชั่น Arduino

1. เชื่อมต่อปลายสายที่ปรับเปลี่ยนของสายเซนเซอร์ตัวเข้ารหัสเข้ากับพอร์ต Analog 4 ของ Arduino โดยสังเกตการวางแนวพิน Ground-5V-Signal ที่ถูกต้อง
2. เชื่อมต่อขั้วต่อไมโครเซอร์โวมอเตอร์ PWM กับพิน D9 ของคอนโทรลเลอร์ Arduino
3. เชื่อมต่อ Arduino กับแหล่งจ่ายไฟ

รุ่น Raspberry Pi

1. ซ้อน Pimoroni Automation Phat ไปที่ส่วนหัว Raspberry Pi GPIO
2. วาง SparkFun Pi Servo HAT ไว้บน Pimoroni Automation Phat
3. เชื่อมต่อขาสัญญาณของเซ็นเซอร์ Analog Encoder กับการเชื่อมต่อ ADC 1 บน Pimoroni Automation Phat
4. ต่อกราวด์และพิน 5V ของคอนเน็กเตอร์เซ็นเซอร์ Analog Encoder กับกราวด์และการเชื่อมต่อ 5V ตามลำดับบน Pimoroni Automation Phat
5. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจัมเปอร์แยกแหล่งจ่ายไฟ SparkFun Pi Servo HAT อยู่ในโหมดเปิด (ดูคู่มือผู้ขาย) ก่อนเชื่อมต่อพลังงานแบตเตอรี่กับหมวก
6. เชื่อมต่อพลังงานแบตเตอรี่กับ Raspberry Pi และ SparkFun Pi Servo HAT

ขั้นตอนที่ 9: ดาวน์โหลดและเรียกใช้รหัสสาธิตตัวเข้ารหัสไมโครเซอร์โวมอเตอร์

เวอร์ชั่น Arduino

1. คัดลอก โคลนหรือดาวน์โหลดโค้ดสาธิต Arduino Encoder Encoder.ino, Encoder.h และ Encoder.cpp จาก github
2. เปิดรหัสสาธิตใน Arduino IDE และเลือกบอร์ดของคุณจากเมนูเครื่องมือ IDE
3. อัปโหลดรหัสไปยังบอร์ดของคุณ
4. เมื่อบอร์ด Arduino รีเซ็ตแล้ว โปรแกรมจะเริ่มโปรแกรมและทำงานตามลำดับการเคลื่อนไหวที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งแสดงวิธีควบคุมไมโครเซอร์โวมอเตอร์โดยใช้ตัวเข้ารหัส Tamiya Analog

รุ่น Raspberry Pi

1. คัดลอก โคลนหรือดาวน์โหลดรหัสสาธิต encoder.py Python Encoder จาก github ลงในการ์ด SD Raspberry Pi ของคุณ
2. เปิดโค้ดสาธิตใน Python 3 Idle IDE และเรียกใช้โค้ดจากเมนู IDE Run
3. เมื่อโปรแกรมเริ่มทำงาน โปรแกรมจะเริ่มต้นโปรแกรมและทำงานตามลำดับการเคลื่อนไหวที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งแสดงวิธีควบคุมไมโครเซอร์โวมอเตอร์โดยใช้ตัวเข้ารหัส Tamiya Analog ยกเลิกการใส่เครื่องหมายโค้ดโหมดโต้ตอบเพื่อป้อนคำสั่งตำแหน่งจากบรรทัดคำสั่ง Python shell

ขั้นตอนที่ 10: ลองใช้การสาธิตหุ่นยนต์ออนไลน์

1. คุณสามารถทดสอบหุ่นยนต์ตัวอย่างด้วยมอเตอร์ไมโครเซอร์โวที่ควบคุมด้วยตัวเข้ารหัสได้จากเว็บไซต์ droidguru.net ฟรี
2. ไปที่: droidguru.net ดูบทช่วยสอนก่อนหากคุณไม่ทราบวิธีการทำงาน (เมนูช่วยเหลือ) จอยสติ๊กควบคุมหุ่นยนต์และปุ่ม A จะยิงปืนอัดลม เว้นแต่ว่า BB's หรือแบตเตอรี่หมด (ดีที่สุดเมื่อดูบนแล็ปท็อป/คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป)

3. ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อเริ่มใช้หุ่นยนต์ตัวอย่าง

   • เข้าสู่ระบบในฐานะแขก
   • เลือกห้อง Wheels จากแผงห้องเข้าร่วม
   • เลือกหุ่นยนต์ Drone Patrol 1 จากแผงสมาชิกห้อง
   • หลังจากจับเวลาถอยหลังเสร็จสิ้น คุณสามารถควบคุมหุ่นยนต์ด้วยจอยสติ๊กหรือปุ่มเขย่าเบา ๆ
   • เลือกหุ่นยนต์ Drone Patrol 1 อีกครั้งจากแผงสมาชิกห้องเพื่อเริ่มเซสชันการควบคุมหุ่นยนต์ใหม่
4. จอยสติ๊กเสมือนควบคุมหุ่นยนต์และปุ่มลูกศรงานจอยสติ๊กควบคุมการเคลื่อนไหวของมอเตอร์เขย่าเบา ๆ / เวอร์เนีย / ส่วนเพิ่มโดยใช้ตัวเข้ารหัสแบบอะนาล็อกเพื่อจัดตำแหน่งปืนอัดลมกับเป้าหมายได้ดียิ่งขึ้น