Manipulator dore bëjeni vetë në shtëpi. Manipuluesi i robotëve industrialë: Unë mund të bëj gjithçka dhe mund të bëj gjithçka. Materialet dhe mjetet

Bashkiake organizatë e financuar nga shteti

arsimim shtesë"Stacioni teknikë të rinj»

qyteti i Kamensk Shakhtinsky

Faza komunale e konkursit rajonal

"Dizajnerët e rinj të Donit për mijëvjeçarin e tretë"

Seksioni "Robotika"

« Krahu i manipuluesit Arduino"

mësues i arsimit shtesë

MBU DO "SYUT"

Hyrje 3

Hulumtimi dhe analiza 4

Fazat e prodhimit të njësive dhe montimi i manipulatorit 6

Materialet dhe mjetet 6
Përbërësit mekanikë të manipulatorit 7
Mbushje elektronike manipulues 9

Përfundimi 11

Burimet e informacionit 12

Shtojca 13

Prezantimi

Një manipulues robotik është një makinë tre-dimensionale që ka tre dimensione që korrespondojnë me hapësirën e një qenieje të gjallë. Në një kuptim të gjerë, një manipulues mund të përkufizohet si sistemi teknik, të aftë për të zëvendësuar një person ose për ta ndihmuar atë në performancë detyra të ndryshme.

Aktualisht, zhvillimi i robotikës nuk po përparon, por po ecën përpara, përpara kohe. Vetëm në 10 vitet e para të shekullit të 21-të, më shumë se 1 milion robotë u shpikën dhe u zbatuan. Por gjëja më interesante është se zhvillimet në këtë fushë mund të kryhen jo vetëm nga ekipe të korporatave të mëdha, grupe shkencëtarësh dhe inxhinierësh profesionistë, por edhe nga nxënës të zakonshëm shkollash në mbarë botën.

Janë zhvilluar disa komplekse për të studiuar robotikën në shkollë. Më të famshmit prej tyre janë:

Robotis Bioloid;

LEGO Mindstorms;

Arduino.

Konstruktorët Arduino janë me interes të madh për ndërtuesit e robotëve. Pllakat Arduino janë një konstruktor radioje, shumë i thjeshtë, por mjaft funksional për programim shumë të shpejtë në gjuhën Viring (në fakt C++) dhe zbatim. ide teknike.

Por siç tregon praktika, gjithnjë e më shumë rëndësi praktike Janë punimet e profesionistëve të rinj të brezit të ri që po blihen.

Mësimi i programimit të fëmijëve do të jetë gjithmonë i rëndësishëm, pasi zhvillimi i shpejtë i robotikës shoqërohet, para së gjithash, me zhvillimin teknologjitë e informacionit dhe mjetet e komunikimit.

Qëllimi i projektit është të krijojë një radio-konstruktor edukativ të bazuar në një krah manipulues, për t'u mësuar fëmijëve programimin në mjedisin Arduino në një mënyrë lozonjare. Të ofrojë një mundësi që sa më shumë fëmijë të njihen me aktivitetet e projektimit në robotikë.

Objektivat e projektit:

zhvillojnë dhe ndërtojnë një krah mësimor - një manipulues me kosto minimale fonde që nuk janë inferiore ndaj analogëve të huaj;

përdorni servo si mekanizma manipulues;

kontrolloni mekanizmat e manipuluesit duke përdorur kompletin e radios Arduino UNO R 3;

zhvilloni një program në mjedisin programues Arduino për kontrollin proporcional të servove.

Për të arritur qëllimin dhe objektivat e përcaktuara të projektit tonë, është e nevojshme të studiohen llojet e manipuluesve ekzistues, literatura teknike për këtë temë dhe platforma e harduerit dhe kompjuterit Arduino.

Hulumtimi dhe analiza

Studimi.

Manipulator industrial - i projektuar për të kryer funksionet e motorit dhe kontrollit në procesi i prodhimit, d.m.th. pajisje automatike, i përbërë nga një manipulues dhe një pajisje kontrolli e riprogramueshme që gjeneron veprime kontrolli që specifikojnë lëvizjet e kërkuara organet ekzekutive manipulues. Përdoret për të lëvizur artikujt e prodhimit dhe për të kryer operacione të ndryshme teknologjike.

RRETH
konstruktori në lulëzim - manipuluesi është i pajisur me një krah robotik që ngjesh dhe zhbllokohet. Me ndihmën e tij mund të luani shah duke e kontrolluar nga distanca. Ju gjithashtu mund të përdorni një dorë robotike për të shpërndarë karta biznesi. Lëvizjet përfshijnë: kyçin e dorës 120°, bërrylin 300°, rrotullimin bazë 270°, rrotullimin bazë 180°. Lodra është shumë e mirë dhe e dobishme, por kostoja e saj është rreth 17,200 rubla.

Falë projektit “uArm”, çdokush mund të montojë mini-robotin e tij desktop. "uArm" është një manipulues me 4 boshte, një version në miniaturë i robotit industrial "ABB PalletPack IRB460". kosto totale pjesët e nevojshme - 12959 rubla. Projekti uArm kërkon të paktën aftësi bazë programimi dhe përvojë në ndërtimin e Legos. Mini roboti mund të programohet për shumë funksione: nga luajtja në instrument muzikor, përpara se të ngarkoni ndonjë program kompleks. Aktualisht, aplikacionet janë duke u zhvilluar për iOS dhe Android, të cilat do t'ju lejojnë të kontrolloni "uArm" nga një smartphone.

Manipuluesit e "uArm".

Shumica e manipuluesve ekzistues përfshijnë vendosjen e motorëve direkt në nyje. Kjo është më e thjeshtë në dizajn, por rezulton se motorët duhet të ngrenë jo vetëm ngarkesën, por edhe motorët e tjerë.

Analiza.

Ne morëm si bazë manipuluesin e paraqitur në faqen e internetit Kickstarter, i cili quhej "uArm". Avantazhi i këtij dizajni është se platforma për vendosjen e kapëses është gjithmonë e vendosur paralelisht sipërfaqe pune. Motorët e rëndë janë të vendosur në bazë, forcat transmetohen përmes shufrave. Si rezultat, manipuluesi ka tre servo (tre shkallë lirie), të cilat e lejojnë atë të lëvizë mjetin përgjatë të tre akseve me 90 gradë.

Ata vendosën të instalojnë kushineta në pjesët lëvizëse të manipuluesit. Ky dizajn i manipuluesit ka shumë përparësi ndaj shumë modeleve që janë aktualisht në shitje: Në total, manipuluesi përdor 11 kushineta: 10 copë për një bosht 3 mm dhe një për një bosht 30 mm.

Karakteristikat e krahut të manipuluesit:

Lartësia: 300 mm.

Zona e punës(me krahun e zgjatur plotësisht): 140 mm deri në 300 mm rreth bazës

Kapaciteti maksimal i ngarkesës në gjatësinë e krahut: 200 g

Konsumi aktual, jo më shumë: 1A

Lehtë për t'u montuar. Shumë vëmendje iu kushtua për t'u siguruar që ekzistonte një sekuencë e tillë e montimit të manipuluesit, në të cilin do të ishte jashtëzakonisht i përshtatshëm të vidhosni të gjitha pjesët. Kjo ishte veçanërisht e vështirë për njësitë e fuqishme të servo drive në bazë.

Kontrolli realizohet duke përdorur rezistorë të ndryshueshëm, kontroll proporcional. Ju mund të dizajnoni një kontroll të tipit pantograf, si ai i shkencëtarëve bërthamorë dhe heroit në robotin e madh nga filmi "Avatar", ai mund të kontrollohet edhe me një maus, dhe duke përdorur shembuj kodesh mund të krijoni algoritmet tuaja të lëvizjes.

Hapja e projektit. Çdokush mund të bëjë veglat e veta (kupa thithëse ose kapëse lapsi) dhe të ngarkojë programin (skicën) e nevojshme për të përfunduar detyrën në kontrollues.

Fazat e prodhimit të komponentëve dhe montimit të manipulatorit

Materialet dhe mjetet

Për të bërë krahun e manipuluesit është përdorur një panel i përbërë me trashësi 3mm dhe 5mm. Ky është një material që përbëhet nga dy fletë alumini, me trashësi 0,21 mm, të lidhura me një shtresë polimer termoplastike, ka ngurtësi të mirë, është i lehtë dhe i lehtë për t'u përpunuar. Fotografitë e shkarkuara të manipuluesit në internet u përpunuan nga programi kompjuterik Inkscape (redaktori i grafikës vektoriale). Vizatimet e krahut të manipuluesit u vizatuan në programin AutoCAD (një sistem tredimensional dizajnimi dhe vizatimi me ndihmën e kompjuterit).

Pjesë të gatshme për manipuluesin.

Pjesë të përfunduara të bazës së manipulatorit.

Përmbajtja mekanike e manipulatorit

Për bazën e manipuluesit u përdorën servo MG-995. Këto janë servo dixhitale me ingranazhe metalike dhe kushineta me top, ato ofrojnë një forcë prej 4.8 kg/cm, pozicionim të saktë dhe shpejtësi të pranueshme. Një servo drive peshon 55.0 gram me dimensione 40.7 x 19.7 x 42.9 mm, tension furnizimi nga 4.8 në 7.2 volt.

Servos MG-90S u përdorën për të kapur dhe rrotulluar dorën. Këto janë gjithashtu servo dixhitale me ingranazhe metalike dhe një kushinetë topash në boshtin e daljes, ato ofrojnë një forcë prej 1.8 kg/cm dhe kontroll të saktë të pozicionit. Një servo drive peshon 13.4 gram me dimensione 22.8 x 12.2 x 28.5 mm, tension furnizimi nga 4.8 në 6.0 volt.

Servo drive MG-995 Servo drive MG90S

Një kushinetë me përmasa 30x55x13 përdoret për të lehtësuar rrotullimin e bazës së krahut - një manipulues me ngarkesë.

Instalimi i kushinetave. Asambleja e pajisjes rrotulluese.

Baza e krahut - montimi i manipuluesit.

Pjesë për montimin e kapëses. Montimi i kapëses.

Mbushja elektronike e manipulatorit

Ka një projekt i hapur, i cili quhet Arduino. Baza e këtij projekti është një modul bazë i harduerit dhe një program në të cilin mund të shkruani kodin për kontrolluesin në një gjuhë të specializuar dhe që ju lejon të lidhni dhe programoni këtë modul.

Për të punuar me manipuluesin, ne përdorëm një tabelë Arduino UNO R 3 dhe një bord zgjerimi të pajtueshëm për lidhjen e servove. Ka një stabilizues 5 volt të instaluar për të fuqizuar servos, kontakte PLS për lidhjen e servove dhe një lidhës për lidhjen e rezistorëve të ndryshueshëm. Energjia furnizohet nga blloku 9V, 3A.

Pllaka e kontrolluesit Arduino UNO R 3.

Diagram skematik shtesat për bordin e kontrolluesit Arduino UNO R 3 është zhvilluar duke marrë parasysh detyrat e caktuara.

Diagrami skematik i tabelës së zgjerimit për kontrolluesin.

Pllaka e zgjerimit për kontrolluesin.

Ne lidhim bordin Arduino UNO R 3 duke përdorur një kabllo USB A-B me kompjuterin, vendosim cilësimet e nevojshme në mjedisin e programimit dhe krijojmë një program (skicë) për funksionimin e servove duke përdorur bibliotekat Arduino. Ne përpilojmë (kontrollojmë) skicën, pastaj e ngarkojmë atë në kontrollues. ME informacion i detajuar rreth punës në mjedisin Arduino mund të gjendet në faqen e internetit http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino për fillestarët. Mësime).

Dritarja e programit me një skicë.

konkluzioni

Ky model i manipuluesit dallohet për koston e tij të ulët, krahasuar me kompletin e thjeshtë të konstruksionit “Duckrobot”, i cili kryen 2 lëvizje dhe kushton 1,102 rubla, ose me kompletin e ndërtimit Lego “Police” që kushton 8,429 rubla. Konstruktori ynë kryen 5 lëvizje dhe kushton 2384 rubla.

	Përbërësit dhe materiali	sasi
	Servo drive MG-995
	Servo drive MG90S
	Kushineta 30x55x13
	Kushineta 3x8x3
	Stenda bronzi femër-femër M3x27
	Vidë M3x10 me gomë. nën h/w
	Paneli i përbërë madhësia 0.6 m 2
	Pllaka e kontrolluesit Arduino UNO R 3
	Rezistenca të ndryshueshme 100 kom.

Kostoja e ulët kontribuoi në zhvillimin e një konstruktori teknik për një krah manipulues, një shembull i të cilit demonstroi qartë parimin e funksionimit të manipuluesit dhe zbatimin e detyrave të caktuara në një mënyrë lozonjare.

Parimi i funksionimit në mjedisin e programimit Arduino e ka provuar veten në teste. Kjo mënyrë e menaxhimit dhe mësimdhënies së programimit në një mënyrë lozonjare është jo vetëm e mundur, por edhe efektive.

Skedari fillestar me një skicë, i marrë nga faqja zyrtare e Arduino dhe i debuguar në mjedisin e programimit, siguron korrektësi dhe funksionim i besueshëm manipulues.

Në të ardhmen dua të braktis servot e shtrenjta dhe të përdor motorët stepper, kështu, do të lëvizë mjaft saktë dhe pa probleme.

Manipuluesi kontrollohet duke përdorur një pantograf përmes një kanali radio Bluetooth.

Burimet e informacionit

Gololobov N.V. Rreth projektit Arduino për nxënësit e shkollave. Moska. 2011.

Kurt E. D. Hyrje në mikrokontrolluesit me Përkthim në Rusisht nga T. Volkov. 2012.

Manuali i vetë-udhëzimit Belov A.V për zhvilluesit e pajisjeve në mikrokontrolluesit AVR. Shkenca dhe Teknologjia, Shën Petersburg, 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ manipulues i montuar në zvarritës.

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html manipulues përmes Bluetooth.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html lidhje me artikullin dhe videon.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Arduino për fillestarët.

Aplikacion

Vizatimi i bazës së manipuluesit

Vizatim i bumit dhe dorezës së manipulatorit.

Ne po krijojmë një manipulues robotik duke përdorur një diagnozë dhe duke zbatuar ndriçimin e pasëm.

Ne do të presim bazën nga akriliku. Ne përdorim servo disqet si motorë.

Përshkrimi i përgjithshëm i projektit të manipuluesit robotik

Projekti përdor 6 servo motorë. Për pjesën mekanike është përdorur akrilik me trashësi 2 mm. Baza nga një top disko ishte e dobishme si një trekëmbësh (një nga motorët është montuar brenda). Përdoret gjithashtu një sensor i distancës tejzanor dhe një LED 10 mm.

Një tabelë e energjisë Arduino përdoret për të kontrolluar robotin. Burimi i energjisë në vetvete është furnizimi me energji i kompjuterit.

Projekti ofron shpjegime gjithëpërfshirëse për zhvillimin e një krahu robotik. Çështjet e furnizimit me energji elektrike të dizajnit të zhvilluar shqyrtohen veçmas.

Komponentët kryesorë për projektin e manipuluesit

Le të fillojmë zhvillimin. Do t'ju duhet:

6 servomotorë (kam përdorur 2 modele mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 kanë karakteristika më të mira se futuba s3003, por këto të fundit janë shumë më të lira);
akrilik 2 milimetra i trashë (dhe një copë e vogël 4 mm e trashë);
sensori i distancës tejzanor hc-sr04;
LED 10 mm (ngjyra - sipas gjykimit tuaj);
trekëmbësh (përdoret si bazë);
rrokje alumini (kushton rreth 10-15 dollarë).

Për ngarje:

Paguaj Arduino Uno(projekti përdor një tabelë të bërë në shtëpi, e cila është plotësisht e ngjashme me Arduino);
bordi i energjisë (do të duhet ta bëni vetë, ne do t'i kthehemi kësaj çështje më vonë, kërkon vëmendje të veçantë);
furnizimi me energji elektrike (në këtë rast, përdoret një furnizim me energji kompjuteri);
një kompjuter për programimin e manipuluesit tuaj (nëse përdorni Arduino për programim, atëherë Arduino IDE)

Sigurisht, do t'ju duhen kabllo dhe disa mjetet bazë si kaçavida etj. Tani mund të kalojmë në dizajn.

Montimi mekanik

Para fillimit të zhvillimit të pjesës mekanike të manipuluesit, vlen të përmendet se nuk kam vizatime. Të gjitha nyjet u bënë "në gju". Por parimi është shumë i thjeshtë. Ju keni dy lidhje akrilike, midis të cilave duhet të instaloni servo motorët. Dhe dy lidhjet e tjera. Gjithashtu për instalimin e motorëve. Epo, vetë kapja. Mënyra më e lehtë për të blerë një dorezë të tillë është në internet. Pothuajse gjithçka është instaluar me vida.

Gjatësia e pjesës së parë është rreth 19 cm; e dyta - rreth 17.5; Gjatësia e lidhjes së përparme është rreth 5,5 cm Zgjidhni dimensionet e mbetura në përputhje me dimensionet e projektit tuaj. Në parim, madhësitë e nyjeve të mbetura nuk janë aq të rëndësishme.

Krahu mekanik duhet të sigurojë një kënd rrotullimi prej 180 gradë në bazë. Pra, ne duhet të instalojmë një servo motor në fund. Në këtë rast, ai instalohet në të njëjtin top disko. Në rastin tuaj, kjo mund të jetë çdo kuti e përshtatshme. Roboti është montuar në këtë servo motor. Ju mund, siç tregohet në figurë, të instaloni një unazë metalike shtesë me fllanxha. Ju mund të bëni pa të.

Për të instaluar sensorin tejzanor, përdoret akrilik me trashësi 2 mm. Ju mund të instaloni një LED pikërisht më poshtë.

Është e vështirë të shpjegohet në detaje saktësisht se si të ndërtohet një manipulues i tillë. Shumë varet nga komponentët dhe pjesët që keni në magazinë ose blerje. Për shembull, nëse dimensionet e servove tuaja janë të ndryshme, lidhjet e armaturës akrilike gjithashtu do të ndryshojnë. Nëse dimensionet ndryshojnë, kalibrimi i manipuluesit gjithashtu do të jetë i ndryshëm.

Ju patjetër do të duhet të zgjasni kabllot e motorit të servo pasi të keni përfunduar zhvillimin e pjesës mekanike të manipuluesit. Për këto qëllime, ky projekt përdori tela nga një kabllo interneti. Në mënyrë që e gjithë kjo të duket si kjo, mos u bëni dembel dhe instaloni përshtatës në skajet e lira të kabllove të zgjatura - femërore ose mashkullore, në varësi të daljeve të bordit tuaj Arduino, mburojës ose burimit të energjisë.

Pas montimit të pjesës mekanike, ne mund të kalojmë në "trurin" e manipuluesit tonë.

Mbërthimi i manipuluesit

Për të instaluar dorezën do t'ju duhet një servo motor dhe disa vida.

Pra, çfarë saktësisht duhet të bëhet.

Merrni lëkundësin nga servo dhe shkurtojeni derisa të përshtatet me kontrollin tuaj. Pas kësaj, shtrëngoni dy vida të vogla.

Pas instalimit të servo, kthejeni atë në pozicionin ekstrem të majtë dhe shtrydhni nofullat e kapëses.

Tani mund ta instaloni servo me 4 bulona. Në të njëjtën kohë, sigurohuni që motori të jetë ende në pozicionin ekstrem majtas dhe nofullat e kapëses janë të mbyllura.

Mund ta lidhni servo diskun me tabelën Arduino dhe të kontrolloni funksionalitetin e kapëses.

Ju lutemi vini re se mund të ketë probleme me funksionimin e kapëses nëse bulonat/vidat janë shumë të shtrënguara.

Shtimi i ndriçimit në pajisjen treguese

Ju mund ta ndriçoni projektin tuaj duke shtuar ndriçim në të. Për këtë u përdorën LED. Është e lehtë për t'u bërë dhe duket shumë mbresëlënëse në errësirë.

Vendet për instalimin e LED varen nga kreativiteti dhe imagjinata juaj.

Diagrami elektrik

Ju mund të përdorni një potenciometër 100 kOhm në vend të rezistencës R1 për të rregulluar manualisht ndriçimin. Rezistenca 118 Ohm u përdorën si rezistencë R2.

Lista e komponentëve kryesorë që janë përdorur:

R1 - Rezistenca 100 kOhm
Rezistenca R2 - 118 Ohm
Transistor bc547
Fotorezistor
7 LED
Ndërro
Lidhja me bordin Arduino

Një tabelë Arduino u përdor si një mikrokontrollues. Furnizimi me energji elektrike i përdorur ishte një furnizim me energji elektrike nga Kompjuter personal. Duke lidhur multimetrin me kabllot kuqezi, do të shihni 5 volt (të cilat përdoren për servo motorët dhe sensorin e distancës tejzanor). E verdha dhe e zeza do t'ju japin 12 volt (për Arduino). Bëjmë 5 lidhës për servomotorët, paralelisht lidhim pozitivët me 5 V, dhe negativët me tokëzimin. E njëjta gjë me sensorin e distancës.

Pas kësaj, lidhni lidhësit e mbetur (një nga secili servo dhe dy nga përcaktimi i rrezes) me tabelën që bashkuam dhe Arduino. Në të njëjtën kohë, mos harroni të tregoni saktë kunjat që keni përdorur në program në të ardhmen.

Përveç kësaj, një tregues LED i fuqisë u instalua në tabelën e energjisë. Kjo është e lehtë për t'u zbatuar. Për më tepër, një rezistencë 100 ohm u përdor midis 5V dhe tokës.

LED 10 mm në robot është gjithashtu i lidhur me Arduino. Një rezistencë 100 ohm shkon nga pin 13 në këmbën pozitive të LED. Negativ - në tokë. Mund ta çaktivizoni në program.

Për 6 servo motorë, përdoren 6 lidhës, pasi 2 servo motorët më poshtë përdorin të njëjtin sinjal kontrolli. Përçuesit përkatës janë të lidhur dhe të lidhur me një kunj.

E përsëris që furnizimi me energji nga një kompjuter personal përdoret si furnizim me energji elektrike. Ose, sigurisht, mund të blini një furnizim të veçantë me energji elektrike. Por duke marrë parasysh faktin se kemi 6 disqe, secila prej të cilave mund të konsumojë rreth 2 A, një furnizim kaq i fuqishëm me energji nuk do të jetë i lirë.

Ju lutemi vini re se lidhësit nga servo janë të lidhur me daljet PWM të Arduino. Pranë çdo kunj të tillë në tabelë ka simbol~. Një sensor distancë tejzanor mund të lidhet me kunjat 6, 7. LED mund të lidhet me kutinë 13 dhe tokëzimin. Këto janë të gjitha kunjat që na duhen.

Tani mund të kalojmë te programimi Arduino.

Përpara se ta lidhni bordin nëpërmjet USB-së me kompjuterin tuaj, sigurohuni që ta fikni rrymën. Kur testoni programin, fikni gjithashtu fuqinë e krahut tuaj robotik. Nëse rryma nuk fiket, Arduino do të marrë 5 volt nga USB dhe 12 volt nga furnizimi me energji elektrike. Prandaj, fuqia nga USB do të transferohet në burimin e energjisë dhe do të "varet" pak.

Diagrami i lidhjeve tregon se potenciometra janë shtuar për të kontrolluar servo. Potenciometrat janë opsionalë, por kodi i mësipërm nuk do të funksionojë pa to. Potenciometrat mund të lidhen me kunjat 0,1,2,3 dhe 4.

Programimi dhe nisja e parë

Përdoren 5 potenciometra për kontroll (mund ta zëvendësoni plotësisht këtë me 1 potenciometër dhe dy levë). Diagrami i lidhjes me potenciometra është paraqitur në pjesën e mëparshme. Skica e Arduino është këtu.

Më poshtë janë disa video të krahut robotik në veprim. Unë shpresoj se ju do të gëzojnë.

Në videon e mësipërme shfaqen modifikimet më të fundit të armatimit. Më duhej të ndryshoja pak dizajnin dhe të zëvendësoja disa pjesë. Doli që servot futuba s3003 ishin mjaft të dobët. Ata rezultuan të përdoreshin vetëm për kapjen ose kthimin e dorës. Kështu ata instaluan mg995. Epo, mg946 në përgjithësi do të jetë një opsion i shkëlqyeshëm.

Programi i kontrollit dhe shpjegimet për të

// disqet kontrollohen duke përdorur rezistorë të ndryshueshëm - potenciometra.

int potpin = 0; // kunja analoge për lidhjen e një potenciometri

int val; // variabël për leximin e të dhënave nga pini analog

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

pinMode (led, OUTPUT);

( //servo 1 pin analog 0

val = analogLeximi (potpin); // lexon vlerën e potenciometrit (vlera midis 0 dhe 1023)

// shkallëzon vlerën që rezulton për përdorim me servo (duke marrë një vlerë në intervalin nga 0 në 180)

myservo1.shkruaj(val); // sjell servo në një pozicion në përputhje me vlerën e llogaritur

vonesë (15); // pret që servomotori të arrijë pozicionin e specifikuar

val = analogLeximi (potpin1); // servo 2 në pinin analog 1

val = hartë (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo2.shkruaj(val);

val = analogLeximi (potpin2); // servo 3 në pinin analog 2

val = hartë (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo3.shkruaj(val);

val = analogLeximi (potpin3); // servo 4 në pinin analog 3

val = hartë (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo4.shkruaj(val);

val = analogLeximi (potpin4); //serva 5 në pinin analog 4

val = hartë (val, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.shkruaj(val);

Skiconi duke përdorur një sensor distancë tejzanor

Kjo është ndoshta një nga pjesët më spektakolare të projektit. Një sensor i distancës është instaluar në manipulues, i cili reagon ndaj pengesave përreth.

Shpjegimet bazë të kodit janë paraqitur më poshtë

#define trigPin 7

Pjesa e mëposhtme e kodit:

Ne caktuam emra për të 5 sinjalet (për 6 disqe) (mund të jetë çdo gjë)

Në vijim:

Seriali.fillim(9600);

pinMode (trigPin, OUTPUT);

pinMode (echoPin, INPUT);

pinMode (led, OUTPUT);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

Ne i tregojmë bordit Arduino me cilin pin janë të lidhur LED, servo motorët dhe sensori i distancës. Këtu nuk ka nevojë të ndryshohet asgjë.

pozicioni i zbrazët 1())(

digitalWrite (led, LARTË);

myservo2.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(800);

myservo5.writeMicroseconds(1000);

Ka disa gjëra që mund t'i ndryshoni këtu. Vendosa një pozicion dhe e quajta pozicion1. Do të përdoret në programin e ardhshëm. Nëse dëshironi të siguroni lëvizje të ndryshme, ndryshoni vlerat në kllapa nga 0 në 3000.

Pas kësaj:

pozicioni i zbrazët 2())(

digitalWrite (led, LOW);

myservo2.writeMicroseconds(1200);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(1400);

myservo5.writeMicroseconds(2200);

Ngjashëm me pjesën e mëparshme, vetëm në këtë rast është pozicioni2. Duke përdorur të njëjtin parim, mund të shtoni pozicione të reja për lëvizje.

kohëzgjatja e gjatë, distanca;

digitalWrite (trigPin, LOW);

vonesaMikrosekonda (2);

digitalWrite (trigPin, LARTË);

vonesaMikrosekonda (10);

digitalWrite (trigPin, LOW);

kohëzgjatja = pulseIn(echoPin, LARTË);

distanca = (kohëzgjatja/2) / 29.1;

Tani kodi kryesor i programit fillon të funksionojë. Nuk duhet ta ndryshoni. Detyra kryesore e linjave të mësipërme është konfigurimi i sensorit të distancës.

Pas kësaj:

nëse (distanca<= 30) {

nëse (distanca< 10) {

myservo5.writeMicroseconds(2200); //rrëmbyes i hapur

myservo5.writeMicroseconds(1000); //mbyll rrëmbyesin

Tani mund të shtoni lëvizje të reja bazuar në distancën e matur nga sensori tejzanor.

nëse (distanca<=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.

pozicioni 1 (); //në thelb krahu do të punojë çdo gjë që specifikoni midis kllapave ( )

else( // nëse distanca është më e madhe se 30 cm, shkoni në pozicionin2

pozicion()2 // e ngjashme me rreshtin e mëparshëm

Mund të ndryshoni distancën në kod dhe të bëni çfarë të doni.

Rreshtat e fundit të kodit

nëse (distanca > 30 || distanca<= 0){

Serial.println("Jashtë rrezes"); //Nxjerr një mesazh në monitorin serial që kemi shkuar përtej intervalit të specifikuar

Seriali.print(largësi);

Serial.println("cm"); //distanca në centimetra

vonesë (500); //vonesë 0,5 sekonda

Sigurisht, këtu mund të konvertoni gjithçka në milimetra, metra, të ndryshoni mesazhin e shfaqur, etj. Mund të luani pak me vonesën.

Kjo eshte e gjitha. Shijoni, përmirësoni manipuluesit tuaj, ndani ide dhe rezultate!

Ndër veçoritë e këtij roboti në platformën Arduino, mund të vërehet kompleksiteti i dizajnit të tij. Krahu robotik përbëhet nga shumë leva që e lejojnë atë të lëvizë përgjatë të gjitha akseve, të kapë dhe të lëvizë gjëra të ndryshme duke përdorur vetëm 4 servo motorë. Pasi të keni mbledhur një robot të tillë me duart tuaja, patjetër që do të jeni në gjendje të befasoni miqtë dhe të dashurit tuaj me aftësitë dhe pamjen e këndshme të kësaj pajisjeje! Mos harroni se për programim mund të përdorni gjithmonë mjedisin tonë grafik RobotON Studio!

Nëse keni ndonjë pyetje apo koment, ne jemi gjithmonë në kontakt! Krijoni dhe postoni rezultatet tuaja!

Veçoritë:

Për të mbledhur një krah robotik me duart tuaja, do t'ju duhen mjaft komponentë. Pjesa kryesore është e zënë nga pjesë të printuara 3D, ka rreth 18 prej tyre (nuk është e nevojshme të printoni rrëshqitjen nëse keni shkarkuar dhe printuar gjithçka që ju nevojitet, atëherë do t'ju nevojiten bulona, arra dhe elektronikë).

5 bulona M4 20 mm, 1 x 40 mm dhe dado të përshtatshme me mbrojtje kundër rrotullimit
6 bulona M3 10 mm, 1 x 20 mm dhe dadot përkatëse
Pllakë buke me tela ose mburojë lidhëse
Arduino Nano
4 servo motorë SG 90

Pas montimit të strehës, është e RËNDËSISHME të siguroheni që ai të lëvizë lirshëm. Nëse komponentët kryesorë të Roboarm lëvizin me vështirësi, servo motorët mund të mos jenë në gjendje të përballojnë ngarkesën. Kur montoni elektronikën, duhet të mbani mend se është më mirë të lidhni qarkun me energjinë pasi të keni kontrolluar plotësisht lidhjet. Për të shmangur dëmtimin e servo disqet SG 90, nuk keni nevojë ta rrotulloni vetë motorin me dorë, përveç rasteve kur është e nevojshme. Nëse keni nevojë të zhvilloni SG 90, duhet të lëvizni pa probleme boshtin e motorit në drejtime të ndryshme.

Karakteristikat:

Programim i thjeshtë për shkak të pranisë së një numri të vogël motorësh dhe të të njëjtit lloj
Prania e zonave të vdekura për disa servo
Zbatueshmëri e gjerë e robotit në jetën e përditshme
Punë interesante inxhinierike
Nevoja për të përdorur një printer 3D

Fillimisht do të diskutohen çështjet e përgjithshme, më pas karakteristikat teknike të rezultatit, detajet dhe në fund vetë procesi i montimit.

Në përgjithësi dhe në përgjithësi

Krijimi i kësaj pajisjeje në tërësi nuk duhet të shkaktojë ndonjë vështirësi. Do të jetë e nevojshme të merren parasysh me kujdes vetëm mundësitë e lëvizjeve mekanike, të cilat do të jenë mjaft të vështira për t'u zbatuar nga pikëpamja fizike, në mënyrë që krahu manipulues të kryejë detyrat që i janë caktuar.

Karakteristikat teknike të rezultatit

Një mostër me parametra gjatësi/lartësi/gjerësi prej 228/380/160 milimetra, përkatësisht, do të merret në konsideratë. Pesha e një dore manipuluesi të bërë me duart tuaja do të jetë afërsisht 1 kilogram. Për kontrollin përdoret një telekomandë me tela. Koha e parashikuar e montimit nëse keni përvojë është rreth 6-8 orë. Nëse nuk është aty, atëherë mund të duhen ditë, javë dhe me marrëveshje edhe muaj që të montohet krahu i manipuluesit. Në raste të tilla, duhet ta bëni me duart tuaja vetëm për interesin tuaj. Për të lëvizur komponentët, përdoren motorë komutatorë. Me përpjekje të mjaftueshme, mund të bëni një pajisje që do të rrotullohet 360 gradë. Gjithashtu, për lehtësinë e punës, përveç mjeteve standarde si salda dhe saldimi, duhet të rezervoni:

Pincë me hundë të gjatë.
Prerëse anësore.
Kaçavidë Phillips.
Bateritë e tipit 4 D.

Telekomanda mund të zbatohet duke përdorur butona dhe një mikrokontrollues. Nëse dëshironi të bëni kontroll me valë në distancë, do t'ju duhet gjithashtu një element kontrolli veprimi në dorën e manipuluesit. Si shtesa, do të nevojiten vetëm pajisje (kondensatorë, rezistorë, tranzistorë) që do të lejojnë stabilizimin e qarkut dhe një rrymë të madhësisë së kërkuar që të transmetohet përmes tij në kohën e duhur.

Pjesë të vogla

Për të rregulluar numrin e rrotullimeve, mund të përdorni rrotat e përshtatësit. Ata do ta bëjnë lëvizjen e dorës së manipuluesit të qetë.

Është gjithashtu e nevojshme të sigurohet që telat të mos ndërlikojnë lëvizjet e tij. Do të ishte optimale t'i vendosni ato brenda strukturës. Ju mund të bëni gjithçka nga jashtë, kjo qasje do të kursejë kohë, por potencialisht mund të çojë në vështirësi në lëvizjen e komponentëve individualë ose të gjithë pajisjes. Dhe tani: si të bëni një manipulues?

Kuvendi në përgjithësi

Tani le të vazhdojmë drejtpërdrejt në krijimin e krahut të manipuluesit. Le të fillojmë nga themeli. Është e nevojshme të sigurohet që pajisja të mund të rrotullohet në të gjitha drejtimet. Një zgjidhje e mirë do të ishte vendosja e tij në një platformë disku, e cila drejtohet nga një motor i vetëm. Në mënyrë që të mund të rrotullohet në të dy drejtimet, ekzistojnë dy opsione:

Instalimi i dy motorëve. Secili prej tyre do të jetë përgjegjës për kthimin në një drejtim të caktuar. Kur njëri punon, tjetri është në pushim.
Instalimi i një motori me një qark që mund ta bëjë atë të rrotullohet në të dy drejtimet.

Cila nga opsionet e propozuara për të zgjedhur varet tërësisht nga ju. Tjetra, bëhet struktura kryesore. Për punë të rehatshme, nevojiten dy "nyje". E bashkangjitur në platformë, ajo duhet të jetë në gjendje të anojë në drejtime të ndryshme, gjë që arrihet duke përdorur motorë të vendosur në bazën e saj. Një tjetër ose një palë duhet të vendoset në kthesën e bërrylit në mënyrë që një pjesë e kapjes të mund të zhvendoset përgjatë vijave horizontale dhe vertikale të sistemit të koordinatave. Më tej, nëse doni të merrni aftësi maksimale, mund të instaloni një motor tjetër në kyçin e dorës. Tjetra është më e nevojshme, pa të cilën një dorë manipuluese është e pamundur. Ju do të duhet të bëni vetë pajisjen e kapjes me duart tuaja. Këtu ka shumë opsione zbatimi. Ju mund të jepni një këshillë për dy më të njohurit:

Përdoren vetëm dy gishta, të cilët njëkohësisht shtypin dhe zhbllokojnë objektin që do të kapet. Është zbatimi më i thjeshtë, i cili, megjithatë, zakonisht nuk mund të mburret me kapacitet të konsiderueshëm të ngarkesës.
Është krijuar një prototip i dorës së njeriut. Këtu mund të përdoret një motor për të gjithë gishtat, me ndihmën e të cilit do të kryhet përkulja/zgjatja. Por dizajni mund të bëhet më kompleks. Pra, mund të lidhni një motor me secilin gisht dhe t'i kontrolloni ato veç e veç.

Më pas, mbetet për të bërë një telekomandë, me ndihmën e së cilës do të ndikohen motorët individualë dhe ritmi i funksionimit të tyre. Dhe mund të filloni të eksperimentoni duke përdorur një manipulues robotik që keni bërë vetë.

Paraqitje të mundshme skematike të rezultatit

Një dorë manipuluese DIY ofron mundësi të shumta për kreativitet. Prandaj, ne paraqesim në vëmendjen tuaj disa zbatime që mund të merrni si bazë për krijimin e pajisjes tuaj për një qëllim të ngjashëm.

Çdo qark manipulues i paraqitur mund të përmirësohet.

konkluzioni

Gjëja e rëndësishme në lidhje me robotikën është se nuk ka pothuajse asnjë kufi për përmirësimin funksional. Prandaj, nëse dëshironi, krijimi i një vepre të vërtetë arti nuk do të jetë i vështirë. Duke folur për mënyrat e mundshme të përmirësimit të mëtejshëm, vlen të përmendet vinçi. Bërja e një pajisjeje të tillë me duart tuaja nuk do të jetë e vështirë në të njëjtën kohë, do t'i mësojë fëmijët të punojnë krijues, shkencë dhe dizajn. Dhe kjo, nga ana tjetër, mund të ketë një ndikim pozitiv në jetën e tyre të ardhshme. A do të jetë e vështirë të bësh një vinç me duart e tua? Kjo nuk është aq problematike sa mund të duket në shikim të parë. Përveç nëse ia vlen të kujdeseni për praninë e pjesëve të vogla shtesë si kabllo dhe rrota në të cilat do të rrotullohet.

Ky projekt është një detyrë modulare me shumë nivele. Faza e parë e projektit është montimi i modulit të krahut robotik, i ofruar si një grup pjesësh. Faza e dytë e detyrës do të jetë montimi i ndërfaqes së IBM PC, gjithashtu nga një grup pjesësh. Së fundi, faza e tretë e detyrës është krijimi i një moduli të kontrollit të zërit.

Krahu i robotit mund të kontrollohet manualisht duke përdorur panelin e kontrollit me dorë të përfshirë në komplet. Krahu i robotit mund të kontrollohet gjithashtu ose nëpërmjet një ndërfaqeje kompjuteri IBM të montuar në komplet ose duke përdorur një modul kontrolli zanor. Kompleti i ndërfaqes IBM PC ju lejon të kontrolloni dhe programoni veprimet e robotit nëpërmjet një kompjuteri pune IBM PC. Pajisja e kontrollit zanor do t'ju lejojë të kontrolloni krahun e robotit duke përdorur komandat zanore.

Të gjitha këto module së bashku formojnë një pajisje funksionale që do t'ju lejojë të eksperimentoni dhe programoni sekuenca të automatizuara veprimesh ose madje të vini në jetë një krah robotik plotësisht të kontrolluar me tela.

Ndërfaqja e PC-së do t'ju lejojë, duke përdorur një kompjuter personal, të programoni krahun e manipuluesit për një zinxhir veprimesh të automatizuara ose ta "ringjallni" atë. Ekziston gjithashtu një opsion ku mund ta kontrolloni dorën në mënyrë interaktive duke përdorur një kontrollues dore ose një program Windows 95/98. "Animacioni" i dorës është pjesa "argëtuese" e zinxhirit të veprimeve të automatizuara të programuara. Për shembull, nëse vendosni kukullën e një fëmije me dorezë në një krah robotik dhe programoni pajisjen për të kryer një shfaqje të vogël, ju do të programoni kukullën elektronike që të marrë jetë. Programimi i automatizuar i veprimit përdoret gjerësisht në industritë industriale dhe argëtuese.

Roboti më i përdorur në industri është krahu robotik. Krahu i robotit është një mjet jashtëzakonisht fleksibël, vetëm sepse segmenti përfundimtar i manipuluesit të krahut mund të jetë mjeti i duhur i kërkuar për një detyrë ose prodhim specifik. Për shembull, një krah saldimi i artikuluar mund të përdoret për saldim në vend, një hundë spërkatës mund të përdoret për të lyer pjesë dhe montime të ndryshme dhe një kapëse mund të përdoret për shtrëngimin dhe pozicionimin e objekteve, vetëm për të përmendur disa shembuj.

Pra, siç mund ta shohim, një krah robotik kryen shumë funksione të dobishme dhe mund të shërbejë si një mjet ideal për studimin e proceseve të ndryshme. Megjithatë, krijimi i një krahu robotik nga e para është një detyrë e vështirë. Është shumë më e lehtë të montoni një dorë nga pjesët e një komplete të gatshme. OWI shet komplete robotike mjaft të mira të krahëve që mund të blihen nga shumë shpërndarës të pajisjeve elektronike (shih listën e pjesëve në fund të këtij kapitulli). Duke përdorur ndërfaqen, mund të lidhni krahun robotik të montuar me portën e printerit të kompjuterit tuaj të punës. Si një kompjuter pune, mund të përdorni një seri IBM PC ose makineri të përputhshme që mbështet DOS ose Windows 95/98.

Pasi të lidhet me portën e printerit të kompjuterit, krahu robotik mund të kontrollohet në mënyrë interaktive ose programatike nga kompjuteri. Kontrolli me dorë në modalitetin interaktiv është shumë i thjeshtë. Për ta bërë këtë, thjesht klikoni në një nga tastet e funksionit për t'i dërguar robotit një komandë për të kryer një lëvizje të caktuar. Shtypja e dytë e tastit ndalon komandën.

Programimi i një zinxhiri veprimesh të automatizuara gjithashtu nuk është i vështirë. Së pari, klikoni në butonin Program për të hyrë në modalitetin e programit. Në këtë mod, dora funksionon saktësisht në të njëjtën mënyrë siç përshkruhet më sipër, por përveç kësaj, çdo funksion dhe kohëzgjatja e tij regjistrohen në një skedar skripti. Një skedar skripti mund të përmbajë deri në 99 funksione të ndryshme, duke përfshirë pauzat. Vetë skedari i skriptit mund të riprodhohet 99 herë. Regjistrimi i skedarëve të ndryshëm të skriptit ju lejon të eksperimentoni me një sekuencë veprimesh të automatizuara të kontrolluara nga kompjuteri dhe të "ringjallni" dorën. Puna me programin nën Windows 95/98 përshkruhet më në detaje më poshtë. Programi Windows përfshihet me kompletin e ndërfaqes së krahut robotik ose mund të shkarkohet falas nga Interneti në http://www.imagesco.com.

Përveç programit Windows, krahu mund të kontrollohet duke përdorur BASIC ose QBASIC. Programi i nivelit DOS gjendet në disketa të përfshira në kompletin e ndërfaqes. Megjithatë, programi DOS lejon kontrollin vetëm në modalitetin interaktiv duke përdorur tastierën (shih printimin e programit BASIC në një nga disketat). Programi i nivelit DOS nuk ju lejon të krijoni skedarë skripti. Sidoqoftë, nëse keni përvojë programimi në BASIC, atëherë sekuenca e lëvizjeve të krahut të manipuluesit mund të programohet në mënyrë të ngjashme me funksionimin e një skedari skripti të përdorur në një program nën Windows. Sekuenca e lëvizjeve mund të përsëritet, siç bëhet në shumë robotë "të gjallë".

Krahu robotik

Krahu i manipuluesit (shih Fig. 15.1) ka tre shkallë lirie të lëvizjes. Lidhja e bërrylit mund të lëvizë vertikalisht lart e poshtë në një hark prej afërsisht 135°. "Lidhja" e shpatullave lëviz kapjen përpara dhe mbrapa në një hark afërsisht 120°. Krahu mund të rrotullohet në drejtim të akrepave të orës ose në të kundërt në bazën e tij përmes një këndi prej afërsisht 350°. Kapësja e dorës së robotit mund të kapë dhe të mbajë objekte deri në 5 cm në diametër dhe të rrotullohet rreth kyçit të kyçit të dorës përafërsisht 340°.

Oriz. 15.1. Diagrami kinematik i lëvizjeve dhe rrotullimeve të krahut robotik

Për të fuqizuar krahun, OWI Robotic Arm Trainer përdori pesë motorë miniaturë DC. Motorët sigurojnë kontrollin e krahut duke përdorur tela. Ky kontroll "me tela" do të thotë që çdo funksion i lëvizjes së robotit (d.m.th. funksionimi i motorit përkatës) kontrollohet nga tela të veçantë (furnizimi me tension). Secili nga pesë motorët DC kontrollon një lëvizje të ndryshme të krahut. Kontrolli me tela ju lejon të krijoni një njësi kontrolli dore që i përgjigjet drejtpërdrejt sinjaleve elektrike. Kjo thjeshton dizajnin e ndërfaqes së krahut të robotit që lidhet me portën e printerit.

Dora është prej plastike të lehtë. Shumica e pjesëve që mbajnë ngarkesën kryesore janë gjithashtu prej plastike. Motorët DC të përdorur në dizajnin e krahut janë motorë miniaturë, me shpejtësi të lartë dhe me çift rrotullues të ulët. Për të rritur çift rrotullues, çdo motor është i lidhur me një kuti ingranazhi. Motorët së bashku me kuti ingranazhesh janë instaluar brenda strukturës së krahut të manipuluesit. Megjithëse kutia e shpejtësisë rrit çift rrotullues, krahu i robotit nuk mund të ngrejë ose të mbajë objekte mjaft të rënda. Pesha maksimale e rekomanduar e ngritjes është 130 g.

Kompleti për krijimin e një krahu robotik dhe përbërësit e tij janë paraqitur në figurat 15.2 dhe 15.3.

Oriz. 15.2. Komplet për të bërë një krah robotik

Oriz. 15.3. Kuti ingranazhi para montimit

Parimi i kontrollit të motorit

Për të kuptuar se si funksionon kontrolli me tel, le të shohim se si një sinjal dixhital kontrollon funksionimin e një motori të vetëm DC. Për të kontrolluar motorin, nevojiten dy transistorë plotësues. Një transistor ka përçueshmëri të tipit PNP, tjetri ka përçueshmëri të tipit NPN. Çdo transistor vepron si një ndërprerës elektronik, duke kontrolluar lëvizjen e rrymës që rrjedh nëpër motorin DC. Drejtimet e rrjedhës së rrymës të kontrolluara nga secili prej transistorëve janë të kundërta. Drejtimi i rrymës përcakton drejtimin e rrotullimit të motorit, përkatësisht në drejtim të akrepave të orës ose në të kundërt. Në Fig. Figura 15.4 tregon një qark provë që mund ta montoni përpara se të krijoni ndërfaqen. Vini re se kur të dy transistorët janë të fikur, motori është i fikur. Vetëm një transistor duhet të ndizet në çdo kohë. Nëse në një moment të dy transistorët ndizen aksidentalisht, kjo do të çojë në një qark të shkurtër. Çdo motor kontrollohet nga dy transistorë ndërfaqe që veprojnë në mënyrë të ngjashme.

Oriz. 15.4. Kontrolloni diagramin e pajisjes

Dizajni i ndërfaqes së kompjuterit

Diagrami i ndërfaqes së PC-së është paraqitur në Fig. 15.5. Kompleti i pjesëve të ndërfaqes së PC-së përfshin një tabelë të qarkut të printuar, vendndodhja e pjesëve në të cilën tregohet në Fig. 15.6.

Oriz. 15.5. Diagrami skematik i ndërfaqes së PC

Oriz. 15.6. Paraqitja e pjesëve të ndërfaqes së PC

Para së gjithash, duhet të përcaktoni anën e montimit të tabelës së qarkut të printuar. Në anën e montimit ka vija të bardha të vizatuara për të treguar rezistorët, transistorët, diodat, IC dhe lidhësin DB25. Të gjitha pjesët futen në tabelë nga ana e montimit.

Këshillë e përgjithshme: pas bashkimit të pjesës me përçuesit e tabelës së qarkut të printuar, është e nevojshme të hiqni kapakët tepër të gjatë nga ana e printimit. Është shumë i përshtatshëm për të ndjekur një sekuencë të caktuar kur instaloni pjesë. Së pari, instaloni rezistorët 100 kOhm (unazat e koduara me ngjyra: kafe, e zezë, e verdhë, ari ose argjendi), të cilat janë të etiketuara R1-R10. Më pas, montoni 5 diodat D1-D5, duke u siguruar që shiriti i zi në dioda të jetë përballë lidhësit DB25, siç tregohet nga vijat e bardha të shënuara në anën e montimit të PCB-së. Më pas, instaloni rezistorë 15k ohm (ngjyra të koduara kafe, jeshile, portokalli, ari ose argjendi) të etiketuara R11 dhe R13. Në pozicionin R12, ngjitni një LED të kuq në tabelë. Anoda LED korrespondon me vrimën nën R12, e treguar me shenjën +. Më pas montoni prizat me 14 dhe 20 kunja nën IC-të U1 dhe U2. Montoni dhe lidhni lidhësin me kënd DB25. Mos u përpiqni të fusni me forcë kunjat lidhëse në tabelë, kjo kërkon saktësi ekstreme. Nëse është e nevojshme, tundeni butësisht lidhësin, duke pasur kujdes që të mos përkulni këmbët e kunjit. Lidhni çelësin rrëshqitës dhe rregullatorin e tensionit 7805 Pritini katër copa teli në gjatësinë e kërkuar dhe lidhni në krye të çelësit. Ndiqni paraqitjen e telit siç tregohet në foto. Futni dhe lidhni transistorët TIP 120 dhe TIP 125 Së fundi, lidhni lidhësin e bazës me tetë kunja dhe kabllon lidhëse 75 mm. Baza është montuar në mënyrë që prizat më të gjata të jenë të kthyera lart. Futni dy IC - 74LS373 dhe 74LS164 - në prizat përkatëse. Sigurohuni që pozicioni i çelësit IC në kapakun e IC përputhet me çelësin e shënuar me vija të bardha në PCB. Ju mund të keni vënë re se ka mbetur hapësirë në tabelë për pjesë shtesë. Ky vend është për përshtatësin e rrjetit. Në Fig. Figura 15.7 tregon një fotografi të ndërfaqes së përfunduar nga ana e instalimit.

Oriz. 15.7. Asambleja e ndërfaqes së PC-së. Pamje nga lart

Si funksionon ndërfaqja

Krahu robotik ka pesë motorë DC. Prandaj, do të na duhen 10 autobusë hyrje/dalje për të kontrolluar çdo motor, duke përfshirë drejtimin e rrotullimit. Porta paralele (printer) e IBM PC dhe makinerive të pajtueshme përmban vetëm tetë autobusë I/O. Për të rritur numrin e autobusëve të kontrollit, ndërfaqja e krahut të robotit përdor IC 74LS164, i cili është një konvertues serial në paralel (SIPO). Duke përdorur vetëm dy autobusë porte paralele, D0 dhe D1, të cilët dërgojnë kodin serial në IC, ne mund të marrim tetë autobusë shtesë I/O. Siç u përmend, mund të krijohen tetë autobusë I/O, por kjo ndërfaqe përdor pesë prej tyre.

Kur një kod serial futet në IC 74LS164, kodi paralel përkatës shfaqet në daljen e IC. Nëse daljet e IC 74LS164 do të lidheshin drejtpërdrejt me hyrjet e transistorëve të kontrollit, atëherë funksionet individuale të krahut të manipuluesit do të ndizen dhe fiken në kohë me dërgimin e kodit serik. Natyrisht, kjo situatë është e papranueshme. Për të shmangur këtë, një IC 74LS373 e dytë u fut në qarkun e ndërfaqes - një çelës elektronik i kontrolluar me tetë kanale.

Ndërprerësi me tetë kanale IC 74LS373 ka tetë autobusë hyrje dhe tetë dalje. Informacioni binar i pranishëm në autobusët e hyrjes transmetohet në daljet përkatëse të IC vetëm nëse sinjali i aktivizimit aplikohet në IC. Pasi sinjali i aktivizimit është fikur, gjendja aktuale e autobusëve të daljes ruhet (kujtohet). Në këtë gjendje, sinjalet në hyrje të IC nuk kanë asnjë efekt në gjendjen e autobusëve dalës.

Pas transmetimit të një pakete serike informacioni në IC 74LS164, një sinjal aktivizimi dërgohet në IC 74LS373 nga pin D2 i portës paralele. Kjo ju lejon të transferoni informacion tashmë në kodin paralel nga hyrja e IC 74LS174 në autobusët e tij dalës. Gjendja e autobusëve të daljes kontrollohet në përputhje me rrethanat nga transistorët TIP 120, të cilët, nga ana tjetër, kontrollojnë funksionet e krahut të manipuluesit. Procesi përsëritet me çdo komandë të re që i jepet krahut të manipuluesit. Autobusët e portës paralele D3-D7 drejtojnë drejtpërdrejt transistorët TIP 125.

Lidhja e ndërfaqes me krahun e manipuluesit

Krahu robotik mundësohet nga një furnizim me energji 6V i përbërë nga katër qeliza D të vendosura në bazën e strukturës. Ndërfaqja e PC-së mundësohet gjithashtu nga ky burim 6 V Furnizimi me energji elektrike është bipolar dhe prodhon ±3 V. Fuqia furnizohet me ndërfaqen përmes një lidhësi me tetë pine Molex të bashkangjitur në bazën e vozitjes.

Lidheni ndërfaqen me krahun duke përdorur një kabllo Molex 75 mm me tetë përcjellës. Kablloja Molex ngjitet në lidhësin e vendosur në bazën e vozitjes (shih Figurën 15.8). Kontrolloni që lidhësi të jetë futur saktë dhe mirë. Për të lidhur tabelën e ndërfaqes me kompjuterin, përdorni një kabllo DB25, 180 cm të gjatë, të përfshirë në komplet. Njëra skaj i kabllit lidhet me portën e printerit. Fundi tjetër lidhet me lidhësin DB25 në tabelën e ndërfaqes.

Oriz. 15.8. Lidhja e ndërfaqes së PC me krahun robotik

Në shumicën e rasteve, një printer është i lidhur normalisht me portën e printerit. Për të shmangur vështirësinë e mbylljes dhe shkëputjes së lidhësve çdo herë që dëshironi të përdorni treguesin, është e dobishme të blini një bllok ndërprerës të autobusit të printerit A/B me dy pozicione (DB25). Lidhni lidhësin e ndërfaqes së treguesit me hyrjen A dhe printerin me hyrjen B. Tani mund të përdorni çelësin për të lidhur kompjuterin ose me printerin ose me ndërfaqen.

Instalimi i programit në Windows 95

Fusni disketën 3,5" të etiketuar "Disc 1" në disketën dhe ekzekutoni programin e konfigurimit (setup.exe). Programi i konfigurimit do të krijojë një drejtori të quajtur "Images" në hard diskun tuaj dhe do të kopjojë skedarët e nevojshëm në këtë direktori. Në menynë Start, do të shfaqet ikona Images Për të nisur programin, klikoni në ikonën Images në menynë start.

Puna me programin nën Windows 95

Lidheni ndërfaqen me portën e printerit të kompjuterit duke përdorur një kabllo DB 25 180 cm të gjatë Lidheni ndërfaqen me bazën e krahut robotik. Mbajeni ndërfaqen të fikur deri në një kohë të caktuar. Nëse aktivizoni ndërfaqen në këtë moment, informacioni i ruajtur në portën e printerit mund të shkaktojë lëvizje të krahut të manipuluesit.

Klikoni dy herë në ikonën Imazhe në menynë e fillimit për të nisur programin. Dritarja e programit është paraqitur në Fig. 15.9. Kur programi po funksionon, LED-i i kuq në tabelën e ndërfaqes duhet të pulsojë. Shënim: Ndërfaqja nuk ka nevojë të ndizet që LED të fillojë të pulsojë. Shpejtësia me të cilën pulson LED përcaktohet nga shpejtësia e procesorit të kompjuterit tuaj. Dridhja e LED-it mund të duket shumë e zbehtë; Për ta vënë re këtë, mund t'ju duhet të zbehni dritën në dhomë dhe të kapni duart tuaja për të parë LED. Nëse LED nuk pulson, atëherë programi mund të ketë akses në adresën e gabuar të portit (port LPT). Për të kaluar ndërfaqen në një adresë tjetër porti (port LPT), shkoni te kutia Opsionet e Portit të Printerit që ndodhet në këndin e sipërm djathtas të ekranit. Zgjidhni një opsion tjetër. Vendosja e saktë e adresës së portit do të bëjë që LED të pulsojë.

Oriz. 15.9. Pamja e ekranit të programit të ndërfaqes së kompjuterit për Windows

Kur LED po pulson, klikoni në ikonën Puuse dhe vetëm atëherë aktivizoni ndërfaqen. Klikimi i tastit të funksionit përkatës do të shkaktojë një lëvizje përgjigjeje të krahut të manipuluesit. Klikimi përsëri do të ndalojë lëvizjen. Përdorimi i tasteve të funksionit për të kontrolluar dorën quhet modaliteti i kontrollit interaktiv.

Krijimi i një skedari skripti

Skedarët e skriptit përdoren për të programuar lëvizjet dhe sekuencat e automatizuara të veprimeve të krahut të manipuluesit. Skedari i skriptit përmban një listë komandash të përkohshme që kontrollojnë lëvizjet e krahut të manipuluesit. Krijimi i një skedari skripti është shumë i thjeshtë. Për të krijuar një skedar, klikoni në butonin e programit. Ky operacion do t'ju lejojë të hyni në modën e "programimit" të një skedari skripti. Duke shtypur butonat e funksionit, ne do të kontrollojmë lëvizjet e dorës, siç kemi bërë tashmë, por në të njëjtën kohë, informacioni i komandës do të regjistrohet në tabelën e verdhë të skriptit që ndodhet në këndin e poshtëm të majtë të ekranit. Numri i hapit, duke filluar nga një, do të tregohet në kolonën e majtë dhe për çdo komandë të re do të rritet me një. Lloji i lëvizjes (funksionit) tregohet në kolonën e mesme. Pasi të klikoni përsëri tastin e funksionit, ekzekutimi i lëvizjes ndalet dhe vlera e kohës së ekzekutimit të lëvizjes nga fillimi deri në fund shfaqet në kolonën e tretë. Koha e ekzekutimit të lëvizjes tregohet me një saktësi prej një çerek sekonde. Duke vazhduar në këtë mënyrë, përdoruesi mund të programojë deri në 99 lëvizje në skedarin e skriptit, duke përfshirë edhe pauzat kohore. Skedari i skriptit më pas mund të ruhet dhe më vonë të ngarkohet nga çdo drejtori. Ekzekutimi i komandave të skedarëve të skriptit mund të përsëritet në mënyrë ciklike deri në 99 herë, për të cilat duhet të vendosni numrin e përsëritjeve në dritaren "Përsëriteni" dhe të klikoni "Start". Për të përfunduar shkrimin në skedarin e skriptit, shtypni tastin Interaktiv. Kjo komandë do ta kthejë kompjuterin në modalitetin interaktiv.

“Ringjallja” e objekteve

Skedarët e skriptit mund të përdoren për të automatizuar veprimet e kompjuterit ose për të sjellë në jetë objektet. Në rastin e "rigjallërimit" të objekteve, "skeleti" mekanik i kontrolluar robotik zakonisht mbulohet me një guaskë të jashtme dhe nuk është i dukshëm vetë. E mbani mend kukullën e dorezave të përshkruar në fillim të kapitullit? Predha e jashtme mund të jetë në formën e një personi (pjesërisht ose plotësisht), një alieni, një kafshe, një bimë, një shkëmb ose ndonjë gjë tjetër.

Kufizimet e Aplikimit

Nëse dëshironi të arrini një nivel profesional të kryerjes së veprimeve të automatizuara ose "rigjallërimit" të objekteve, atëherë, si të thuash, për të ruajtur markën, saktësia e pozicionimit gjatë kryerjes së lëvizjeve në çdo kohë duhet të afrohet 100%.

Megjithatë, mund të vëreni se ndërsa përsëritni sekuencën e veprimeve të regjistruara në skedarin e skriptit, pozicioni i dorës së manipuluesit (modeli i lëvizjes) do të ndryshojë nga ai origjinal. Kjo ndodh për disa arsye. Ndërsa bateritë e furnizimit me energji të krahut shterrohen, ulja e fuqisë së furnizuar me motorët DC rezulton në një reduktim të rrotullimit dhe shpejtësisë së rrotullimit të motorëve. Kështu, gjatësia e lëvizjes së manipuluesit dhe lartësia e ngarkesës së ngritur gjatë të njëjtës periudhë kohore do të ndryshojnë për bateritë e ngordhura dhe "të freskëta". Por kjo nuk është e vetmja arsye. Edhe me një burim energjie të stabilizuar, shpejtësia e boshtit të motorit do të ndryshojë, pasi nuk ka kontrollues të shpejtësisë së motorit. Për çdo periudhë të caktuar kohe, numri i rrotullimeve do të jetë paksa i ndryshëm çdo herë. Kjo do të çojë në faktin se pozicioni i krahut manipulues do të jetë i ndryshëm çdo herë. Si përfundim, ka një lojë të caktuar në ingranazhet e kutisë së marsheve, e cila gjithashtu nuk merret parasysh. Për shkak të të gjithë këtyre faktorëve, të cilët i kemi diskutuar në detaje këtu, kur ekzekutoni një cikël komandash të përsëritura në një skedar skripti, pozicioni i krahut të manipuluesit do të jetë paksa i ndryshëm çdo herë.

Gjetja e pozicionit të shtëpisë

Pajisja mund të përmirësohet duke shtuar një qark reagimi që monitoron pozicionin e krahut robotik. Ky informacion mund të futet në një kompjuter, duke lejuar përcaktimin e pozicionit absolut të manipuluesit. Me një sistem të tillë reagimi pozicional, është e mundur të vendosni pozicionin e krahut të manipuluesit në të njëjtën pikë në fillim të ekzekutimit të çdo sekuence komandash të shkruara në skedarin e skriptit.

Ka shumë mundësi për këtë. Një nga metodat kryesore nuk ofron kontroll pozicional në çdo pikë. Në vend të kësaj, përdoren një grup çelsash limit që korrespondojnë me pozicionin origjinal të "fillimit". Çelësat e kufirit përcaktojnë saktësisht vetëm një pozicion - kur manipuluesi arrin pozicionin "fillimi". Për ta bërë këtë, është e nevojshme të vendosni një sekuencë të çelsave kufitare (butonat) në mënyrë që ato të mbyllen kur manipuluesi të arrijë pozicionin ekstrem në një drejtim ose në një tjetër. Për shembull, një ndërprerës kufi mund të montohet në bazën e manipuluesit. Çelësi duhet të funksionojë vetëm kur krahu i manipuluesit arrin pozicionin ekstrem kur rrotullohet në drejtim të akrepave të orës. Ndërprerës të tjerë kufi duhet të instalohen në nyjet e shpatullave dhe bërrylave. Ato duhet të ndizen kur nyja përkatëse është shtrirë plotësisht. Një çelës tjetër është i instaluar në dorë dhe aktivizohet kur dora është e kthyer deri në drejtim të akrepave të orës. Ndërprerësi i fundit kufi është instaluar në kapëse dhe mbyllet kur hapet plotësisht. Për ta kthyer manipuluesin në pozicionin e tij fillestar, çdo lëvizje e mundshme e manipulatorit kryhet në drejtimin e nevojshëm për të mbyllur çelësin kufitar përkatës derisa ky çelës të mbyllet. Pasi të arrihet pozicioni fillestar për secilën lëvizje, kompjuteri do të "njohë" me saktësi pozicionin e vërtetë të krahut robotik.

Pasi të arrijmë pozicionin fillestar, ne mund të ri-ekzekutojmë programin e shkruar në skedarin e skriptit, bazuar në supozimin se gabimi i pozicionimit gjatë çdo cikli do të grumbullohet mjaft ngadalë, saqë nuk do të çojë në devijime shumë të mëdha të pozicionit të manipuluesit nga e dëshiruara. Pas ekzekutimit të skedarit të skriptit, dora vendoset në pozicionin e saj origjinal dhe cikli i skedarit të skriptit përsëritet.

Në disa sekuenca, nuk mjafton të dish vetëm pozicionin fillestar, për shembull kur ngrihet një vezë pa rrezikun e shtypjes së lëvozhgës së saj. Në raste të tilla, nevojitet një sistem më i ndërlikuar dhe i saktë i reagimit të pozicionit. Sinjalet nga sensorët mund të përpunohen duke përdorur një ADC. Sinjalet që rezultojnë mund të përdoren për të përcaktuar vlerat për parametra të tillë si pozicioni, presioni, shpejtësia dhe çift rrotullimi. Shembulli i mëposhtëm i thjeshtë mund të përdoret për të ilustruar këtë. Imagjinoni që keni bashkangjitur një rezistencë të vogël lineare të ndryshueshme në montimin e kapëses. Rezistenca e ndryshueshme është instaluar në atë mënyrë që lëvizja e rrëshqitjes së saj mbrapa dhe mbrapa shoqërohet me hapjen dhe mbylljen e kapëses. Kështu, në varësi të shkallës së hapjes së kapëses, rezistenca e rezistencës së ndryshueshme ndryshon. Pas kalibrimit, duke matur rezistencën aktuale të rezistencës së ndryshueshme, mund të përcaktoni me saktësi këndin e hapjes së kapëseve të kapëseve.

Krijimi i një sistemi të tillë reagimi fut një nivel tjetër kompleksiteti në pajisje dhe, në përputhje me rrethanat, çon në rritjen e kostos së tij. Prandaj, një opsion më i thjeshtë është futja e një sistemi kontrolli manual për të rregulluar pozicionin dhe lëvizjet e krahut të manipuluesit gjatë ekzekutimit të programit të skenarit.

Sistemi i kontrollit manual të ndërfaqes

Pasi të jeni të kënaqur që ndërfaqja po funksionon siç duhet, mund të përdorni lidhësin e sheshtë me 8 kunja për të lidhur njësinë e kontrollit manual me të. Kontrolloni pozicionin e lidhjes së lidhësit Molex 8-pin në kokën e lidhësit në tabelën e ndërfaqes, siç tregohet në Fig. 15.10. Fusni me kujdes lidhësin derisa të lidhet mirë. Pas kësaj, krahu i manipuluesit mund të kontrollohet nga telekomanda e dorës në çdo kohë. Nuk ka rëndësi nëse ndërfaqja është e lidhur me kompjuterin apo jo.

Oriz. 15.10. Lidhja e kontrollit manual

Programi i kontrollit të tastierës DOS

Ekziston një program DOS që ju lejon të kontrolloni funksionimin e krahut të manipuluesit nga tastiera e kompjuterit në modalitetin interaktiv. Lista e tasteve që korrespondojnë me kryerjen e një funksioni të caktuar është dhënë në tabelë.

Në kontrollin zanor të krahut të manipuluesit, përdoret një grup i njohjes së të folurit (SRR), i cili u përshkrua në Kapitull. 7. Në këtë kapitull do të bëjmë një ndërfaqe që lidh URR-në me krahun e manipuluesit. Kjo ndërfaqe ofrohet gjithashtu si një komplet nga Images SI, Inc.

Diagrami i ndërfaqes për URR është paraqitur në Fig. 15.11. Ndërfaqja përdor një mikrokontrollues 16F84. Programi për mikrokontrolluesin duket si ky:

'Programi i ndërfaqes URR

Simboli PortA = 5

Simboli TRISA = 133

Simboli PortB = 6

Simboli TRISB = 134

Nëse bit4 = 0, atëherë aktivizoni 'Nëse lejohet shkrimi në këmbëz, lexoni skemën

Filloni 'Përsëritja

pauzë 500 'Prit 0,5 s

Shikoni PortB, B0 'Lexo kodin BCD

Nëse bit5 = 1, atëherë dërgoni 'Kodin e daljes

duhet të fillosh 'Përsërite

shiko PortA, b0 'Porta e leximit A

nëse bit4 = 1 atëherë njëmbëdhjetë 'A është numri 11?

poke PortB, b0 'Kodi i daljes

duhet të fillosh 'Përsërite

nëse bit0 = 0 atëherë dhjetë

duhet të fillosh 'Përsërite

Oriz. 15.11. Skema e kontrolluesit URR për krahun robotik

Përditësimi i programit për 16F84 mund të shkarkohet falas nga http://www.imagesco.com

Programimi i ndërfaqes URR

Programimi i ndërfaqes URR është i ngjashëm me procedurën për programimin e URR nga grupi i përshkruar në kapitull. 7. Që krahu i manipuluesit të funksionojë siç duhet, duhet të programoni fjalët komanduese sipas numrave që korrespondojnë me lëvizjen specifike të manipuluesit. Në tabelë 15.1 tregon shembuj të fjalëve komanduese që kontrollojnë funksionimin e krahut të manipuluesit. Ju mund të zgjidhni fjalët komanduese sipas shijes tuaj.

Tabela 15.1