Hoe maak je een draadloze robotarm met Arduino

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Dit robotarmcircuit dat ook kan worden geïmplementeerd als een robotkraan, werkt met 6 servomotoren en kan worden bediend via een microcontroller afstandsbediening , met behulp van een op Arduino gebaseerde 2,4 GHz-communicatieverbinding.

Belangrijkste kenmerken

Als je zoiets geavanceerds als een robotarm bouwt, moet het er modern uitzien en veel geavanceerde functies bevatten, en niet alleen maar speelgoedachtige functies.



Het voorgestelde volwaardige ontwerp is relatief eenvoudig te bouwen, maar wordt toegeschreven aan enkele geavanceerde manoeuvreerfuncties, die nauwkeurig kunnen worden bediend via draadloze of op afstand bediende opdrachten. Het ontwerp is zelfs compatibel voor industrieel gebruik, als de motoren op de juiste manier worden opgewaardeerd.

De belangrijkste kenmerken van deze mechanische kraanachtige robotarm zijn:



  • Traploos verstelbare 'arm' over 180 graden verticale as.
  • Traploos verstelbare 'elleboog' over een verticale as van 180 graden.
  • Traploos verstelbare 'vingerknepen' of grip over een verticale as van 90 graden.
  • Continu verstelbare 'arm' over een 180 graden horizontaal vlak.
  • Het hele robotsysteem of de kraanarm is beweegbaar en manoeuvreerbaar als een op afstand bestuurbare auto

Ruwe werksimulatie

De weinige van de hierboven beschreven functies kunnen worden bekeken en begrepen met behulp van de volgende GIF-simulatie:

robotarm werksimulatie

Posities van het motormechanisme

De volgende afbeelding geeft ons een duidelijk beeld van de verschillende motorposities en de bijbehorende overbrengingsmechanismen die geïnstalleerd moeten worden voor de uitvoering van het project:

In dit ontwerp zorgen we ervoor dat de zaken zo eenvoudig mogelijk zijn, zodat zelfs een leek de betrokken motor / overbrengingsmechanismen kan begrijpen. en niets blijft verborgen achter complexe mechanismen.

De werking of de functie van elke motor kan worden begrepen met behulp van de volgende punten:

  1. Motor # 1 regelt het 'vingerknijpen' of het grijpsysteem van de robot. Het beweegbare element scharniert voor de bewegingen rechtstreeks met de motoras.
  2. Motor # 2 stuurt het elleboogmechanisme van het systeem aan. Het is geconfigureerd met een eenvoudig tandwielsysteem van rand tot rand voor het uitvoeren van de hefbeweging.
  3. Motor # 3 is verantwoordelijk voor het verticaal optillen van het hele robotarmsysteem, daarom moet deze motor krachtiger zijn dan de bovenstaande twee. Deze motor is ook geïntegreerd met behulp van een tandwielmechanisme om de vereiste acties uit te voeren.
  4. Motor # 4 bestuurt het hele kraanmechanisme over een volledig horizontaal vlak van 360 graden, zodat de arm elk object binnen het volledige oppervlak kan oppakken of optillen met de klok mee of tegen de klok in radiaal bereik.
  5. Motor # 5 en 6 werken als wielen voor het platform dat het hele systeem draagt. Deze motoren kunnen worden bediend door het systeem moeiteloos van de ene plaats naar de andere te verplaatsen, en het vergemakkelijkt ook de oost / west-, noord / zuid-beweging van het systeem door simpelweg de snelheden van de links / rechts-motoren aan te passen. Dit wordt eenvoudig gedaan door een van de twee motoren te verkleinen of te stoppen, bijvoorbeeld om een ​​bocht naar rechts te starten, de motor aan de rechterkant kan worden gestopt of gestopt totdat de bocht volledig of onder de gewenste hoek is uitgevoerd. Doe hetzelfde met de linkermotor om een ​​bocht naar links te beginnen.

Het achterwiel heeft geen bijbehorende motor, het is scharnierend om vrij rond zijn centrale as te bewegen en de manoeuvres van het voorwiel te volgen.

Het draadloze ontvangercircuit

Omdat het hele systeem is ontworpen om met een afstandsbediening te werken, moet een draadloze ontvanger worden geconfigureerd met de hierboven beschreven motoren. En dit kan worden gedaan met behulp van het volgende op Arduino gebaseerde circuit.

Zoals je kunt zien, zijn er 6 servomotoren aangesloten op de Arduino-uitgangen en elk van deze wordt aangestuurd via de op afstand bestuurde signalen die worden opgevangen door de bijgevoegde sensor NRF24L01.

De signalen worden door deze sensor verwerkt en naar de Arduino gestuurd, die de verwerking aan de relevante motor levert voor de beoogde toerentalregeling.

Deze signalen worden verzonden vanaf een zendercircuit met potentiometers. De instellingen op deze potentiometer regelen de snelheidsniveaus op de corresponderende motoren die zijn aangesloten op het hierboven toegelichte ontvangercircuit.

Laten we nu eens kijken hoe het zendercircuit eruit ziet:

Zendermodule

Het zenderontwerp is te zien met 6 potentiometers die zijn bevestigd aan het Arduino-bord en ook aan een ander 2,4 GHz communicatieverbindingsapparaat.

Elk van de potten is geprogrammeerd het besturen van een bijbehorende motor geassocieerd met het ontvangercircuit. Daarom, wanneer de gebruiker de as van een geselecteerde potentiometer van de zender roteert, begint de corresponderende motor van de robotarm te bewegen en voert hij de acties uit, afhankelijk van zijn specifieke positie op het systeem.

Controle over overbelasting van de motor

U vraagt ​​zich misschien af ​​hoe de motoren hun beweging over hun verplaatsbare bereik beperken, aangezien het systeem geen enkele beperkende regeling heeft om te voorkomen dat de motor overbelast raakt zodra de respectievelijke bewegingen van het mechanisme hun eindpunt bereiken?

Wat betekent bijvoorbeeld wat er gebeurt als de motor niet wordt gestopt, zelfs niet nadat de 'grip' het object stevig heeft vastgehouden?

De eenvoudigste oplossing hiervoor is om een ​​individu toe te voegen huidige regelmodules met elk van de motoren zodat de motor in dergelijke situaties ingeschakeld en vergrendeld blijft zonder verbranding of overbelasting.

Door een actieve stroomregeling ondergaan de motoren geen overbelasting of overstroomcondities en blijven ze werken binnen een gespecificeerd veilig bereik.

De volledige programmacode is te vinden in dit artikel




Vorige: USB 5V-audioversterker voor pc-luidsprekers Volgende: 7 gemodificeerde sinusomvormercircuits onderzocht - 100W tot 3kVA