Своими руками

Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)

Приветствую всех читателей. Сегодня я поделюсь инструкцией по модернизации или «апгрейду» ранее изготовленной модели квадрапода (четырехногого робота шагохода). Немного о том зачем нужен этот «апгрейд». В предыдущей версии стоял контролер ESP8266-12F, и его выводов еле хватило на 8 сервоприводов. Хотелось что-нибудь добавить, но свободных выводов не осталось. Кроме этого, я не люблю (считаю неудобным) управление роботом или моделью через сенсорный телефон. Нет ощущения нажатия кнопки управления. И третья причина, у ESP, стоявшей на квадроподе, сгорел GPIO10 (возможно из-за того, что этот вывод используется для связи с памятью), а без одного сервопривода – двигательная способность утеряна. Итак, суть «апгрейда» – замена платы управления на Arduino Pro Mini. Управление будет по средствам Bluetooth канала.

Видео:

Необходимо:
– Arduino Pro Mini Atmega 328 5V
– Bluetooth модуль HC-05 или подобный.
– Старый аккумулятор от ноутбука (необязательно, если есть Li-ion 18650)
– Сервопривод SG-90 8 шт.
– Кнопка с фиксацией положения
– Соединительные провода
– Dupont 2,54 мм 1х4 и 1х2
– Гнездо зарядки 6 мм
– USB-TTL
– Болтики 3х12
– Метчик резьбы на 3 мм
– Шайбы пластиковый 4мм и 6 мм
– Гайки 3мм
– Сверла по металлу 3 мм, 4мм, 6мм
– Чупа-чупс 3 шт
– Дрель
– Набор инструментов
– Канцелярский нож
Шаг 1 Изготовление корпуса.
Если вы уже делали этот квадропод, вам нужно будет его полностью разобрать. Все провода от ESP надо отпаять.
В своей предыдущей статье об этом квадроподе я подробно описал процесс изготовления и сборки корпуса, нет смысла повторяться. Архив с деталями, инструкция и фотографии берем из шага 1 следующей статьи.

Детали печатаем, красим, если хотите, но воедино все не собирайте.

Шаг 2 Модернизация ног.
Предыдущая модель имела большие люфты в местах соединения подвижных деталей. Получилось так из-за небольших неточностей при расчете деталей, а также небольших сдвигов при печати этих деталей. В результате ноги робота достаточно сильно болтались, а при ходьбе создавалось впечатление, что идет что-то везом пару тонн, а не маленький квадропод. В решении этой проблемы нам поможет Чупа-чупс! А точнее трубочки от него. Чупа-чупс надо покупать стандартного размера, то есть маленький:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Для начала внутри трубки Чупа-чупс надо нарезать резьбу. Брем метчик резьбы на 3мм:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
И нарезаем резьбу. Удобнее это делать пока Чупа-чупс не съеден. Удобно держаться за сам леденец, пока нарезаешь резьбу на трубке с другого конца. При нарезании не стоит прилагать много усилий, так как пластиковые трубочки достаточно легко скручиваются. Поэтому действуем так: вкручиваем на миллиметра 3 – 4 метчик, затем выкручиваем, очищаем метчик, снова вкручиваем уже на 6 – 7 и так далее. Нарезав резьбу примерно на 10 мм останавливаем и берем детали квадрапода. В местах соединения деталей, наружные отверстия деталей (красные детали ног у меня), в которые до этого вкручивались болтики, просверливаем используя сверло на 3 мм. Это нужно чтобы болтики свободно проходили, но при этом не болтались. Отверстия, которые находиться внутри соединений, у меня на фото это синие детали ног, рассверливаем 4 мм сверлом. Внутрь этих отверстий мы будем вставлять втулки из трубочек Чупа-чупс. Вставляем трубочку с нарезанной резьбой в подготовленное отверстие и отрезаем втулку нужной нам длины:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
У меня они желтого цвета, но у вас могут и быть и белого, разницы не какой, их все равно не видно:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
В оставшейся трубочке снова нарезаем резьбу на глубину примерно 10 мм. Затем проделываем такое со всеми внутренними отверстиями на ногах, на одной ноге их 3, всего 12 втулок понадобиться:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
При сборке в эти втулки будут вкручиваться болтики 3х12.
На конце ног стоит приклеить силиконовые, мебельные накладки:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Шаг 3 Подготовка аккумуляторов.
Стоявшие у меня аккумуляторы свое отработали. Если у вас аккумуляторы целы, можете пропустить этот шаг.
Ждать доставки Li-ion 18650 очень не хотелось. И поэтому мы пойдем другим путем. У меня завалялся старый Li-ion аккумулятор от ноутбука. Думаю у многих самодельщиков такой найдется в закромах. Внутри них есть все те же элементы 18650. И даже если для ноута их не хватало, для такой небольшой игрушки сойдет. Разбираем аккумулятор ноутбука и видим элементы 18650 спаянные воедино и плату управления:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Вначале снимает плату, чтобы она не мешала:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Взяв кусачки разделяем аккумулятор на пары, спаянные параллельно:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Вот именно их мы и будет ставить внутрь корпуса.

Шаг 4 Модернизация корпуса.
С корпусом тоже были неудобства. Прошлый раз для зарядки аккумуляторов я вывел наружу провод с коннектором. Это не очень удобно, провод все время болтался и цеплялся за все подряд. Поэтому делаем прорезь для нормального гнезда зарядки:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
С другой стороны корпуса делаем прорезь для кнопки включения. Кнопок великое множество, поэтому ориентируйтесь на то что есть у вас, главное, чтобы кнопка была с фиксацией положения:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Используем гнездо для зарядки на 6 мм. Оно отлично сюда подходит. Вставляем аккумуляторы, вставляем гнездо. Припаиваем плюс от аккумуляторов к центральному контакту гнезда, и еще один провод выводим просто наверх пока, минус припаиваем к внешнему контакту гнезда, и также, как и с плюсом, выводим минусовой провод наверх:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Устанавливаем кнопку в специально подготовленное место для нее:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Припаиваем кнопку в разрыв плюсового провода, который мы вывили наверх:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Сверху закрываем корпус крышкой, вывев наверх два провода:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Шаг 5 Модернизация управляющей электрики.
Плату управления мы меняем на Arduino Pro Mini. Нам нужно версия с Atmega 328 и работающую от 5 вольт. Дам небольшой совет. Arduino лучше прошить до установки на квадропод. Чтобы не было случайных действий от сервоприводов при включении. У платы нужно распаять коннекторы – штырьки только со стороны выводов TX, RX, VCC, GND. Подключать, то есть припаивать, провода от сервоприводов будем сразу к плате, без коннекторов. Клеим плату на двусторонний скотч рядом с гнездом зарядки и начинаем припаивать. Сервоприводы пронумерованы по часов стрелке, вначале привод на корпусе, потом привод для подъема этой ноги, затем привод на корпусе, следующий по часов стрелке и так далее.

Раскладка сервоприводов такая:
Servo 0 – A3 (17) (смотреть сверху, гнездо зарядки к вам, левая нога ближе к гнезду, привод на корпусе)
Servo 1 – A2 (16) (левая нога ближе к гнезду, привод подъема)
Servo 2 – A1 (15) (левая нога ближе к кнопке, привод на корпусе)
Servo 3 – A1 (14) (левая нога ближе к кнопке, привод подъема)
Servo 4 – PIN 5 (правая нога ближе к кнопке, привод на корпусе)
Servo 5 – PIN 4 (правая нога ближе к кнопке, привод подъема)
Servo 6 – PIN 3 (правая нога ближе к гнезду, привод на корпусе)
Servo 7 – PIN 2 (правая нога ближе к гнезду, привод подъема)

Припаиваем сигнальные провода от приводов согласно схеме выше. Провода питания от сервоприводов спаиваем вместе и подпаяйте еще два проводка. Один для питания Arduino. Плюс от аккумуляторов припаиваем в контакту 5V ардуино. Второй для питания Bluetooth модуля. Также необходимо вывести кнопку Reset от Arduino, для осуществления заливки скетча. И припаять провода к Pin 11 и Pin12, нужны для соединения с Bluetooth модулем. После всех манипуляций получается примерно так:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
И чутка поближе:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Для подключения Bluetooth модуля нужно вывести коннектор Dunopt 1х4. В нем должны быть плюс от аккумулятора, GND, провода TX, RX. На ардуино Pin 11 –RX, Pin 12 – TX. Подключать надо TX на Bluetooth к пину RX на ардуино, RX на Bluetooth к пину TX на ардуино. Собираем четыре провода в один коннектор и выводим наверх. Bluetooth модули есть разные, распиновка у всех разная, поэтому внимательно смотрите на подписи выводов. Bluetooth модуль клеем на двусторонний скотч:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Шаг 6 Заливка скетча.
Для заливки скетча нужно скачать Arduino IDE с официального сайта.

Нам нужны две библиотеки Servo и SoftwareSerial. Скачиваем и устанавливаем их в среде:
ibre_softwareserial.rar
libre_servo.rar

После этого скачиваем и заливаем скетч:
ard_quadrapinky_bt_ser.rar

Шаг 7 Соединение с пультом управления.
В качестве пульта управления будем использовать изготовленный мною пульт с Bluetooth:
Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)
Его можно изготовить по инструкции.

Добавить Bluetooth модуль по следующей инструкции. Так же там подробно описан процесс настройки и соединение модулей на соединение друг с другом.

Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)Квадрапод на Arduino (апгрейд четырехногого робота на ESP)

Следуй за нами

Не стесняйся, выходи на связь. Мы любим встречаться с интересными людьми и заводить новых друзей.

Своими руками

Сайт интересных самоделок и поделок. Полезные пошаговые мастер-классы инструкции с описанием и фото изготовления своими руками.

Highlight option

Turn on the "highlight" option for any widget, to get an alternative styling like this. You can change the colors for highlighted widgets in the theme options. See more examples below.

Advertisement

Small ads

Social Widget

Collaboratively harness market-driven processes whereas resource-leveling internal or "organic" sources.