Robô Arduino ARM 4

 Sobreview 

Nesta instrução, iremos apresentá-lo por meio do divertido projeto do kit de garras mecânicas Arduino Robot Arm 4DOF. Este kit de robô Bluetooth DIY Arduino UNO é baseado na placa de desenvolvimento Arduino Uno. Este kit muito simples e fácil de construir é o projeto Arduino perfeito para iniciantes e é uma ótima plataforma de aprendizado para entrar em robótica e engenharia.

O braço do robô vem em embalagem plana para montagem e requer um mínimo de solda para colocá-lo em funcionamento. Integra 4 servos SG90 que permite 4 graus de movimento e pode pegar itens leves com a garra. O controle do braço pode ser realizado por 4 potenciômetros. Vamos começar!

Introdução: Kit de garras mecânicas do Arduino Robot Arm 4dof

O que é Arduino?

Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de usar. As placas Arduino podem ler entradas - luz em um sensor, um dedo em um botão ou uma mensagem do Twitter - e transformá-la em uma saída - ativando um motor, ligando um LED, publicando algo online. Você pode dizer à sua placa o que fazer enviando um conjunto de instruções para o microcontrolador da placa. Para fazer isso, você usa a linguagem de programação Arduino (baseada em Wiring) e o Arduino Software (IDE), baseado em Processing.

O que é IDUINO UNO?

O iDuino Uno está no ATmega328. Possui 14 pinos de entrada / saída digital (dos quais 6 podem ser usados ​​como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um ressonador de cerâmica de 16 MHz, uma conexão USB, um conector de força, um conector ICSP e um botão de reinicialização. Ele contém tudo o que é necessário para dar suporte ao microcontrolador; simplesmente conecte-o a um computador com um cabo USB ou ligue-o com um adaptador AC-DC ou bateria para começar.

Instalação de software

Nesta seção, apresentaremos a plataforma de desenvolvimento onde você traduz a mente criativa em códigos e a deixa voar.

Software Arduino / IDE

Abra o aplicativo baseado em Windows clicando duas vezes nele e siga as instruções para concluir (lembre-se de instalar tudo o driver para Arduino). Fácil!

Figura 1 Instalação de drivers

Conectando sua placa UNO com seu computador

Conectando o UNO e seu PC por um cabo USB azul, se conectado corretamente, você verá o LED verde de alimentação acender e outro LED laranja piscar.

Figura 2 Verifique seu COM especial e anote o número

Encontre o seu número Serial COM e anote-o.

Precisamos descobrir qual canal COM está se comunicando atualmente entre o PC e o UNO. Seguindo o caminho: Painel de controle | Hardware e som | Dispositivos e impressoras | Gerenciador de dispositivos | Portas (COM e LPT) | Arduino UNO (COMx)

Anote o número COM, pois isso será necessário mais tarde. Como a porta COM pode variar de tempos em tempos, esta etapa é vital. Neste caso, para fins de demonstração, estamos utilizando o COM 4.

Brinque com o seu primeiro ex de LED “Hello World”ample

Em primeiro lugar, vamos dizer ao IDE onde encontrar nossa porta Arduino e qual placa você está usando atualmente: A seguinte instrução (Figura 3 e 4) mostra os detalhes:

Configuração de Portas

Configuração do Conselho

É hora de brincar com você primeiro ex simplesample. Seguindo o caminho por File | Examples | 01. Noções básicas | Piscar. Uma nova janela de código aparecerá, pressione o símbolo de seta para fazer o upload. Você notará que o LED laranja está piscando quase a cada segundo.

Instalação de hardware

4 x Servo SG90 com pacote de servo (parafuso e porcas incluídos) 4 x racks de base com tampa de proteção (fácil de remover) e pacote de parafusos Placa de extensão do braço do robô com tomada de alimentação separada (consulte a solução de alimentação) Cabo USB Diretoria Iduino UNO
No pacote de rack, da esquerda para a direita:  M3 * 30 mm M3 * 10 mm M3 * 8 mm M3 * 6 mm Desvio de toque Porca M3

Soldagem de circuito

Este kit de braço de robô requer um mínimo de solda para fazer tudo funcionar e funcionar. A Robot Arm Extension Board é utilizada para conectar a interface entre o controlador, neste projeto, os quatro potenciômetros e a Placa Iduino UNO.

Cuidado: Tenha cuidado ao usar ferro de solda quente.

Figura 3 Ilustração básica da placa Robot ARM

Preparar:

1. Uma placa de extensão de braço de robô
2. Uma tomada Black Power 12V
3. 52P Pin cabeçalhos
4. Uma interface de fonte de alimentação externa azul
5. Interface One Black Bluetooth

Em seguida, solde os pinos para os servos e o conector de alimentação.

Esteja ciente de que os pinos para a interface servo estão voltados para cima e para a interface Iduino para baixo.

Em seguida, solde os quatro potenciômetros

A capa do jumper é usada para atalho Robot Arm Extension Board e Iduino UNO Board, o que significa que você não precisa alimentar a placa Iduino UNO separadamente.
Insira a capa do jumper, pois estamos usando uma fonte de alimentação externa, caixa de bateria de 12V.

Em seguida, coloque quatro tampas de prata nos potenciômetros nus. Agora você completou a parte de soldagem!

Depuração de software

Upload de código do Arduino UNO

O Robô executará da forma como foi programado. Entender e absorver o que está dentro da placa Iduino UNO, ou seja, o código de programação é uma parte crítica do processo de aprendizagem. Nesta seção, nosso objetivo final é garantir que os servos e potenciômetros estejam funcionando bem.

Se este for seu primeiro projeto Arduino, siga as instruções cuidadosamente. Em primeiro lugar, baixe os códigos relacionados de nosso website.

• Clique duas vezes no ícone para abrir o programa e abrir o file no caminho: File | Abrir

• Abra o me_arm3.0 Arduino file

Depuração de software

Clique no botão de upload com a seta para a direita na barra de ferramentas para fazer o upload do seu file para UNO

Feito o upload do status, se não, verifique a Placa e as Portas no 3.2 seção para se certificar de que você está conectando seu UNO corretamente

Depuração de servo

Então, vamos testar nossos servos para ver se estão funcionando perfeitamente. Os servos devem girar suavemente conforme você joga com os potenciômetros correspondentes. Caso contrário, certifique-se de ter carregado seu código corretamente com o sinal “Upload concluído” descrito acima e insira a placa servo firmemente na placa UNO com cada um dos pinos corretamente alinhados. Mais importante ainda, conecte a fonte de alimentação confiável corretamente, onde as instruções da fonte de alimentação serão ilustradas na próxima parte. Leia-o com atenção, caso contrário, você pode queimar seu microcontrolador central do Arduino.

O servo tem três pinos:

• Sinal
• Terra
• VCC

O ângulo de rotação é regulado pelo ciclo de trabalho do sinal PWM (modulação por largura de pulso). A frequência de PWM geralmente está na faixa de 30 a 60 Hz - isso é chamado de taxa de atualização. Se esta taxa de atualização for muito pequena, então a precisão do servo reduz, pois ele começa a perder sua posição periodicamente se a taxa for muito alta, então o servo pode começar a vibrar. É importante selecionar a taxa ideal, que o servo motor pode travar sua posição.

Certifique-se de que cada servo funciona bem, pois são difíceis de remover.

Conecte a interface do servo ao slot do servo UNO um por um, do slot 4 ao slot 1, que são controlados pelo potenciômetro correspondente

Conecte a fonte de alimentação 9-12v 2A no conector de alimentação do Arduino com capa de jumper (a placa Servo) ligada

Fonte de energia

A energia desempenha um papel vital no funcionamento do sistema do braço do robô, pois a deficiência do fornecimento de energia pode levar a tremulação da engrenagem de direção do servo e o programa funcionaria de forma anormal. Duas fontes de alimentação independentes serão necessárias, uma para acionar a placa de desenvolvimento do Uno e outra para acionar os servo controladores do potenciômetro. Nesta seção, apresentamos várias alternativas de fonte de alimentação para sua conveniência:

1. (Recomendado) Use um adaptador de energia 5V 2A e conecte-o ao soquete DC de 2.1 mm na placa do potenciômetro.
2. (Alternativamente) Use uma fonte de alimentação de 5 V 2A e termine no bloco de terminais azul na placa do potenciômetro.
3. (Recomendado) Use um adaptador de energia de 9v a 12v para a placa de desenvolvimento Arduino UNO por meio do soquete DC de 2.1 mm na placa Uno.
4. (Alternativamente) Use um USB A a B (cabo da impressora) fornecido para fornecer uma entrada de energia constante de 5 V na placa Uno de um carregador UB, PC ou laptop.

OBSERVAÇÃO: Ao fazer modificações no código na placa Uno, certifique-se de remover a placa do servo controlador Robot Arm da placa de desenvolvimento Uno e desconectar a fonte de alimentação da placa Uno. Caso contrário, isso pode causar danos irreparáveis ​​ao seu robô e PC, pois pode conduzir uma grande corrente através da sua porta USB.

Depuração do sistema

Montagem em rack

Nesta seção, iremos orientá-lo através da Base do braço do robô e da instalação do rack.

• Destaque o papel de proteção da base do rack

Prepare os itens:

• Base
• 4 x porcas M3
• 4 parafusos M3 * 30 mm

• Monte as peças conforme mostrado à esquerda

Prepare os itens:

• 4 x porcas M3
• 4 x M3 * 10 mm
• parafusos

• Aperte os parafusos e porcas conforme mostrado à esquerda, que são usados ​​para fixar nossa Placa Iduino UNO

Em seguida, prepare os itens:

• 2 parafusos M3 * 8 mm
• Porta-servo preto
• Rack de servo preto

• Puxe a rosca do cabo através do orifício do suporte do servo conforme necessário para conectar à Placa Iduino UNO nas etapas a seguir

Em seguida, insira o suporte do servo no topo do suporte do servo. Agora você pode ver que o Servo está preso e prensado entre o suporte e o suporte.

 

• Deve ficar assim

• Em seguida, prenda-o conforme mostrado à esquerda

• Deve ficar assim

Em seguida, prepare os itens para construir o antebraço do robô

1. 2 parafusos M3 * 8 mm
2. Um Suporte Servo
3. Um Servo SG90
4. Uma Base de Braço Principal Preta

• Fixe o Servo com Suporte e Base da mesma maneira que instruído no último Servo

• Prepare os itens:

1. 1 x parafuso de rosca M2.5
2. Um Servo Chifre

• Prenda a buzina no acrílico do braço principal preto com parafuso de rosca M2.5

• Insira o braço principal no servo e gire-o no sentido horário até que ele pare de girar, pois está programado para girar no sentido anti-horário.

• Puxe o braço principal e coloque-o de volta horizontalmente, esta etapa é para garantir que o servo se tornará anticlocokwise a partir deste ponto (0 grau) e não quebrar o braço quando a energia ligar para girar

• Reúna um parafuso auto-atarraxante do pacote do rack e prenda-o mostrado à esquerda

• Conecte duas juntas ativas por parafuso, lembre-se de não apertar demais os parafusos, pois eles precisam girar livremente

• Prepare os itens:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. Porcas M3
3. Duas ripas acrílicas pretas

• Coloque as duas ripas de acrílico no slot da asa correspondente

• Em primeiro lugar, insira a ripa nas ranhuras correspondentes e nas etapas seguintes ela será fixada com um parafuso e uma porca de cada lado

• Em seguida, insira a base do rack no slot correspondente entre duas ripas

• Deve ficar assim

• Prenda a ripa na base do braço principal com um par de parafusos e porcas.

Dica: segure a porca no slot e aparafuse o M3.

• Prenda a ripa em ambos os lados, conforme mostrado à esquerda

• Prenda o acrílico backbone entre o antebraço e o braço principal:

1.  2 x M3 * 10 mm
2. duas nozes

Dica: segure a porca no slot e aparafuse o M3.

• Corrija o outro lado também

• Em seguida, prepare o parafuso M3 * 6mm e um braço longo de acrílico

• Prenda-o no lado inferior direito

• Em seguida, use outro braço longo preto com três articulações ativas para conectar duas articulações do antebraço

• Prenda os parafusos na seqüência correta. Acrílico de espinha dorsal na parte inferior do antebraço no meio e o outro fica na parte superior

• Prepare os itens para construir o braço de suporte do lado direito:

1. Dois M3 * 8
2. Um espaçador circular preto
3. Um braço de suporte preto
4. Um conector de suporte de triângulo preto

• Fixe o primeiro parafuso conforme mostrado à esquerda. O espaçador circular fica no meio.

Não aperte demais os parafusos, pois há juntas ativas, pois eles precisam girar livremente sem esfregar os acrílicos adjacentes

• Fixe a outra extremidade com o braço de suporte preto.

• Deve ser assim. Agora, o antebraço ainda tem três pontas soltas pendentes que são eventualmente conectadas para prender a parte da garra.

• Prepare as peças do servo da garra:

1. Dois servo colchetes
2. 4 x parafusos M3 * 8 mm
3. Um servo
4. Dois acessórios de conector

• Coloque o suporte quadrado na parte inferior e puxe os cabos conforme necessário para conectar à placa de extensão do robô

• Deve ficar assim

• Coloque o suporte retângulo na parte superior do Servo e prenda o Servo com quatro parafusos M3 * 8mm

• Fixe as duas garras no suporte retângulo do servo com dois parafusos M3 * 6mm.

Lembre-se de colocar um espaçador circular preto no meio para reduzir o atrito.

• Em seguida, reúna:

1. 4 parafusos M3 * 8 mm
2. Um conector curto
3. Um espaçador circular

• Prenda-o no lado esquerdo da garra, conforme mostrado à esquerda.

Lembre-se de colocar o espaçador entre

• Prepare o seguinte para conectar o conector de suporte de garra e triângulo:

1. Dois parafusos M3 * 8mm
2. Um espaçador
3. Um braço de suporte

• Prenda o braço de suporte no conector Triângulo

• Em seguida, toda a parte da garra pode ser presa com as três pontas livres do antebraço.

Não aperte os parafusos das juntas ativas.

• Prepare o parafuso de rosca no pacote do servo e na corneta do servo.

• Prenda a buzina com parafuso de rosca, conforme mostrado à esquerda

• Abra bem as garras e, em seguida, insira o braço curto que criamos na última etapa e aparafuse-o firmemente.

• Fixe a placa Iduino UNO na base

• Coloque a placa de extensão do braço do robô no topo da placa Iduino UNO.

Certifique-se de que os pinos estejam conectados corretamente.

• Em seguida, coloque o Robot Arm System no rack do servo da base e prenda-o no servo da base com um parafuso de rosca.

Agora você concluiu toda a instalação!

 

Depuração de rack

Agora é hora de conectar seus servos ao seu Arduino UNO.

servo 1	Servo de garra
servo 2	Servo principal
servo 3	Servo antebraço
servo 4	Servo de rotação

Leve o seu tempo e faça a fiação adequada seguindo as instruções acima.

O servo tem três pinos:

• Sinal
• Terra
• VCC

Depuração geral do sistema

Antes de ligarmos a energia, ainda há várias coisas que precisamos verificar:

1. Certifique-se de que cada junta pode girar suavemente, caso contrário, isso geraria uma grande quantidade de corrente no servo, o que levaria a uma situação de "bloqueio" e os servos poderiam ser facilmente queimados
2. Ajuste o potenciômetro de acordo com a faixa de trabalho do servo confortável. O servo pode trabalhar o ângulo: 0 ~ 180 graus sem qualquer restrição, mas para este projeto em particular o servo não pode devido à estrutura mecânica. Portanto, é fundamental alterar o potenciômetro para a posição adequada. Caso contrário, se qualquer um dos quatro servos ficar preso, o servo drenará uma grande corrente que pode causar danos irreparáveis ​​aos servos.
3. Mude o potenciômetro suave e lentamente, pois os servos precisam de tempo para girar
4. Opções de fonte de alimentação: fornecer fonte de alimentação consistente e estável para operações de servos

Divirta-se com seu robô de braço

Controle manualmente

Para controle manual; com a capa do jumper inserida na placa de extensão do braço do robô, você pode controlar o braço do robô ajustando os quatro potenciômetros.

Interface de controle do PC

Nesta seção, você pode controlar seu braço robótico conectando a porta USB à placa Iduino UNO. Com a comunicação serial via cabo USB, o comando é enviado do Upper Computer Software que está disponível apenas para usuários do Windows no momento.

Em primeiro lugar, copie o novo código de controle do software de computador superior para a placa Arduino UNO.

Clique duas vezes no

“Upper_Computer_Software re_Control.ino”.

Em seguida, clique no botão de upload.

Baixe o aplicativo de software em aqui: http://microbotlabs.com/ so ftware.html, crédito para microbotlab.com

• Abra o aplicativo e pressione OK para continuar

• Conecte o Arduino USB antes de iniciar o software Mecon para detecção automática de porta ou use o botão “Scan for Ports” para atualizar as portas disponíveis. Escolha a porta USB.

• Neste caso, para demonstrar, estamos usando COM6.

Este número COM pode variar caso a caso. Por favor, verifique o Device Manager para o número correto da porta COM.

• Controle o braço do robô deslizando o servo 1/2/3/4 barras

Agora é hora de se divertir! Ligue a energia e veja como funciona o seu braço de robô Arduino DIY! Após a montagem e ativação finais, o braço do robô pode exigir ajustes e depuração. O Robô terá o desempenho da forma como foi programado. Descobrir o que o código está fazendo faz parte do processo de aprendizagem. Reabra seu IDE Arduino e garantimos que você aprenderá muito assim que tiver um conhecimento profundo do código.

Desconecte a placa do sensor da placa Arduino UNO e desconecte a fonte da caixa de alimentação 18650 para modificar o seu código. Caso contrário, isso pode causar danos irreparáveis ​​ao seu robô e PC, pois pode conduzir uma grande corrente através da sua porta USB.

Este kit é apenas um ponto de partida e pode ser expandido para incorporar outros sensores e módulos. Você está limitado pela sua imaginação.

Manual do kit de garras mecânicas TA0262 Arduino Robot ARM 4 DOF - Baixar [otimizado]
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Referências

• Manual do usuário