مینی ربات یوزپلنگ MIT

0
265
مینی ربات یوزپلنگ MIT

در این پروژه می خواهیم یک مینی ربات یوزپلنگ MIT با استفاده از آردوینو نانو، ماژول بلوتوث HC-05، سنسور آلتراسونیک و سروو موتور MG90S طراحی کنیم.

برای ساخت مینی ربات یوزپلنگ MIT از پرینتر سه بعدی برای چاپ قطعات ربات استفاده کرده ایم. بنابراین تنها کافیست که طرح های بدنه ربات را به پرینتر بدهید تا آنها را چاپ کند و سپس سروو موتورها را نیز با پیچ و مهره به بدنه ربات وصل کنید.

۱) بدنه ربات به صورت سه بعدی چاپ شده است.

۲) به صورت بی سیم و با بلوتوث قابل کنترل است و همچنین به صورت اتوماتیک کار می کند.

۳) باتری کار می کند (باتری قدرتمند ۱۸۶۵۰ ۲Nos برای ساعت های طولانی کار می کند).

۴) می توانید سرعت حرکت ربات را تغییر دهید. به دلیل اینکه ربات پا دار است، سرعت حرکت آن کندتر شده تا سقوط نکند.

چگونه یک مینی ربات یوزپلنگ طراحی کنیم؟

برای ساخت مینی ربات یوزپلنگ باید از ۹ سروو موتور استفاده کنید، از پین های دیجیتال ۲ تا ۱۰ استفاده کنید. پین را با استفاده از کانکتور نری به پین های سروو موتور وصل کنید. آردوینو TX RX را به بلوتوث RX و TX وصل کنید، سنسور آلتراسونیک را به پین های A2 و A3 وصل کنید و منبع تغذیه مورد نیاز برای بلوتوث و سنسور آلتراسونیک را از ۵ ولت آردوینو بگیرید. ولتاژ ورودی آردوینو به طور مستقیم از دو باتری ۱۸۶۵۰ با ولتاژ ۳٫۷ ولت تأمین می شود. برای سروو موتورها، منبع تغذیه مورد نیاز از همان باتری ۱۸۶۵۰ و از طریق رگولاتور ولتاژLM2596  دریافت می شود.

برای ساخت مدار ربات از یک PCB دو طرفه استفاده کنید. در یک طرف آن از پین های هدر مادگی برای اتصال آردوینو نانو و در طرف دیگر آن از پین های هدر نری برای اتصال سروو موتورها استفاده کنید، به طوریکه ۱۲ کانکتور نری را به پین ۲ تا ۱۳ لحیم کنید. پین های هدر مادگی را به ماژول بلوتوث HC-05 بر روی بورد و پین های نری را به سنسور آلتراسونیک وصل کنید. چهار پین نری که یکی برای زمین، یک پین برای ولتاژ ورودی آردوینو، یکی برای دامی لود (دستگاهی برای شبیه سازی بار الکتریکی) و آخرین پین برای ولتاژ ورودی موتورها تعبیه شده است.

بخش مکانیکی مینی ربات یوزپلنگ

ابتدا پاها و بدنه ربات را با استفاده از پرینتر سه بعدی چاپ کنید و سپس آنها را با استفاده از پیچ و مهره بهم وصل کنید. در مدل سه بعدی تنها ۰٫۱ میلی متر فاصله برای اتصالات قرار دهید تا قطعات کاملا محکم بهم متصل شوند. برای افزایش اندازه سوراخ ها و محکم کردن اتصالات، از ورق های زمرد استفاده کنید. ابتدا سمت چپ و سپس سمت راست و در آخر پایین ربات را وصل کنید. حال برای نگه داشتن اتصالات از پیچ بالایی مانند درپوش استفاده کنید.

پیچ مانند قطعه پلاستیکی تا قسمت پشتی اتصالات امتداد دارد. برای ثابت نگه داشتن پاهای ربات از خمیر feviquick استفاده کنید. سپس بررسی کنید که حرکات صحیح باشند. ضخامت اتصالات ۵ میلی متر است، بنابراین محکم هستند.

مدار PCB و رگولاتور LM2596 را در قسمت بالای بدنه قرار دهید و سوراخ را علامت گذاری کنید. سنسور آلتراسونیک و سرو موتورها را نیز بر روی شاسی در جلوی ربات قرار دهید.

بخش الکترونیکی مینی ربات یوزپلنگ

ابتدا ۹ سروو موتور را بر روی شاسی ثابت و محکم کنید. اتصالات پین سروو موتورها به آردوینو در تصویر دیاگرام مدار نشان داده شده است. از پیچ و مهره M2 X 10 میلی متری برای اتصال پاهای مینی ربات یوزپلنگ استفاده کنید تا موقع راه رفتن خراب نشود و محکم شود. تمام سروو موتورها را همانند تصویر دیاگرام با چسب حرارتی به کانکتورهای سروو موتور وصل کنید.

سپس مدار را بر روی شاسی قرار دهید و با پیچ آن را به مینی ربات یوزپلنگ ثابت کنید. سپس رگولاتور LM2596 را در پشت بدنه ربات قرار دهید.

سوئیچ روشن/خاموش را در جلوی شاسی قرار دهید. برای این کار، سوئیچ را با استفاده از چسب حرارتی بر روی مدار PCB بچسبانید. با استفاده از دریل بر روی شاسی سوراخ ایجاد کنید. سوئیچ را با پیچ و مهره ۲ میلی متری پیچ کنید. سیم مثبت باتری را از سوئیچ عبور دهید و به ورودی رگولاتور لحیم کنید.

سپس هدر نری را بر روی مدار به سنسور آلتراسونیک لحیم کنید. سر سروو موتور را در حالت ۹۰ درجه قرار دهید و آن را محکم به شاسی ببندید.

باتری ها را بر روی شاسی در دو طرف بورد قرار دهید. نگهدارنده باتری را با پیچ و مهره ۲x10mm پیچ کنید.

سیم های جلو را در یک طرف و سیم های عقب را در طرف دیگر جمع کنید و در سوراخ هایی که از قبل تعبیه کرده اید، قرار دهید.

کد برنامه

یک برنامه ساده آردوینو ایجاد کنید و سرووها را در موقعیت زیر قرار دهید:

  • positionLeg1F = 80 degree
  • Leg1B = 100 degree
  • Leg2F = 100 degree
  • Leg2B = 80 degree
  • Leg3F = 80 degree
  • Leg3B = 100 degree
  • Leg4F = 100 degree
  • Leg4B = 80
  • Headservo = 90

سپس پاها را به موتورها محکم پیچ کنید.

این یک برنامه بسیار ساده است که در اندروید با برنامه MIT App Inventor پیاده سازی شده است. برای هر عملی یک کاراکتر در نظر گرفته شده و به طور کلی ۲۱ کاراکتر استفاده شده است. هنگامیکه آردوینو از طریق بلوتوث کاراکتری را دریافت می کند، بر مبنای کاراکتر دریافت شده، عملی را انجام می دهد.

لیست کاراکترهایی که با آردوینو ارسال می شود، در فایل زیر قرار دارد:

در این برنامه سعی کرده ایم که موقعیت بدن ربات را هنگام راه رفتن و چرخیدن حفظ کنیم. زاویه حرکت پا در هر ارتفاع محاسبه شده و آن را در یک آرایه چند بعدی قرار می دهد. بر مبنای هر دستوری که از آردوینو دریافت می شود، برنامه آرایه را بررسی می کند و پا را در آن زاویه حرکت می دهد. بنابراین بدن ربات هنگام راه رفتن و چرخیدن در همان ارتفاع می ماند. همچنین مینی ربات یوزپلنگ می تواند در هر ارتفاعی بدود.

دیاگرام مدار

دیاگرام مدار مینی ربات یوزپلنگ

قطعات مورد نیاز

  • ۱x Arduino Nano R3
  • 1x HC-05 Bluetooth Module
  • 9x MG90S Servo 
  • 1x Ultrasonic Sensor – HC-SR04 (Generic) 
  • 1x LM2596 DC to DC Voltage Regulator
  • 1x Battery Holder, 18650 x 2 
  • 2x Battery 18650 

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید