Робот Hexapod, Управляемый С Пк

Просмотрев множество статей и видео о роботах-пауках, мне захотелось создать такого самому.

Было решено делать всё с нуля, то есть создать корпус робота, спаять плату и запрограммировать.

Корпус робота было решено сделать из оргстекла; этот материал легко поддается обработке и достаточно долговечен.

Форма конечностей и тела робота была создана самостоятельно на основе существующих аналогов.

Прошу прощения за недостаточное количество размеров на рисунках, рисовал для себя.



Робот Hexapod, управляемый с ПК



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Все детали были вырезаны из оргстекла толщиной 3 мм с помощью лобзика.

Чтобы все выглядело красивее, все детали были покрыты карбоновой пленкой.

Далее нам нужно было выбрать сервоприводы.

В разработке было решено использовать сервомашинки MG90S.

Робот Hexapod, управляемый с ПК

Это самые дешевые сервоприводы с металлическими шестернями.

На момент покупки они стоили 200 рублей за штуку.

В результате сборки корпуса и сервомашинок мы получили вот что.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Всю систему было решено построить на двух микроконтроллерах AVR ATmega 32, выбор был оправдан тем, что эти камни у меня были, а использование сразу двух объясняется тем, что одному будет сложно справиться.

все задачи, которые должен выполнять робот. А именно: − перемещение в любом направлении, а также вращение вокруг своей оси в любом направлении; − поддержание горизонта на наклонной поверхности; − невозможность столкновения со статическими объектами во время движения.

Таким образом, один микроконтроллер принимает команды от пользователя по радиоканалу, принимает и обрабатывает информацию от датчиков (дальномера, акселерометра), передает команды второму микроконтроллеру и передает запрошенные пользователем данные с персонального компьютера.

Второй микроконтроллер получает команды от первого микроконтроллера и управляет движением сервоприводов с помощью широтно-импульсной модуляции.

В результате идея может быть отражена в структурной схеме.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

В качестве дальномера использовался популярный ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04.

Робот Hexapod, управляемый с ПК

В качестве акселерометра используется датчик MMA7361, маломощный емкостной микроэлектромеханический датчик ускорения в низкопрофильном корпусе, оснащенный униполярным фильтром нижних частот, температурной компенсацией и схемой самотестирования, детектором нулевого ускорения для определения линейного свободного падения, и возможность выбора одного из двух уровней ускорения.

Уровень напряжения нулевого ускорения и чувствительность устанавливаются на заводе и не требуют дополнительных внешних компонентов.

MMA7361 имеет спящий режим.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Эти датчики недороги и просты в использовании в домашних условиях.

Оставалось решить, как соединить ПК и робота.

Было решено использовать радио.

В результате был куплен комплект радиомодемов 3DRobotics.

Робот Hexapod, управляемый с ПК

Итак, собрав все необходимое железо, необходимо было создать плату.

При разработке принципиальной схемы необходимо было учесть электропитание всех узлов системы.

Питание сервоприводов должно быть отделено от питания остальной части схемы во избежание помех в работе микроконтроллеров и датчиков.

По расчетам было установлено, что при активной работе всех сервоприводов максимальный ток в цепи составляет три ампера.

Для большей надежности было решено разделить питание сервоприводов на две части.

Также по расчетам выяснилось, что при активной работе микроконтроллеров и датчиков их потребление составит не более одного ампера.

Таким образом, максимальный ток в цепи составит полтора ампера.

В наличии была батарея на 7,4 В.

В схеме должны были быть предусмотрены два стабилизатора напряжения от 7,4 до 5 вольт с током нагрузки три ампера для питания сервомашинок и один стабилизатор напряжения от 7,4 до 5 вольт с током нагрузки один ампер для питания остальной части схемы.

Для решения этой проблемы были использованы китайские стабилизаторы КИС-3Р33С, благо они у меня тоже уже были.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Далее была разработана плата.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Изготовлен методом лазерной глажки, протравлен хлорным железом и лужеен сплавом Rose.

Робот Hexapod, управляемый с ПК

Затем все было тщательно пропаяно.

В процессе сборки было решено добавить камеру.

В итоге вот что мы получили.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Затем были написаны программы для микроконтроллеров и простая программа для ПК.

Интерфейс программы для ПК выглядит следующим образом; эта программа используется для управления роботом и отладки его движений.



Робот Hexapod, управляемый с ПК

Удержание горизонта еще не готово, поэтому программа отображает только углы наклона.

Также в программу пока не включена видеотрансляция; видео можно просмотреть только с помощью стандартной программы, которая идет в комплекте с камерой.

Ну на этом пока всё, робот ходит и останавливается перед препятствиями, на видео робот ходит не совсем прямо потому что его ноги скользят, необходимо обеспечить им что-то цепляющееся.

Теги: #Сделай сам или Сделай сам #робот #гексапод #avr

Вместе с данным постом часто просматривают: