फ्लेक्स बॉट: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

अपनी मांसपेशियों द्वारा नियंत्रित एक 4 व्हील ड्राइव रोबोट चेसिस बनाने के लिए इस निर्देश का उपयोग करें!

चरण 1: कहानी

हम इरविंगटन हाई स्कूल से दो जूनियर हैं जो इंजीनियरिंग के सिद्धांत, एक पीएलटीडब्ल्यू कक्षा ले रहे हैं। हमारी शिक्षिका, सुश्री बरबावी ने हमें एक साइड प्रोजेक्ट चुनने का अवसर दिया, जिसे मेकर फेयर बे एरिया में प्रदर्शित किया जाएगा। हमने "बैकयार्ड ब्रेन्स" (https://backyardbrains.com) नामक एक वेबसाइट की खोज की, जिसने हमें मोटर को स्थानांतरित करने के लिए मांसपेशी फ्लेक्स का उपयोग करने के विचार को विकसित करने में मदद की। हमारे शिक्षक ने हमें Arduino माइक्रोकंट्रोलर, EMG मसल सेंसर, vex उपकरण, जम्पर वायर और बैटरी प्रदान की। फिर हमने अपने पिछले प्रोग्रामिंग और रोबोटिक्स कौशल (प्रतिस्पर्धी रोबोटिक्स और इंटर्नशिप अनुभव के माध्यम से सीखा) को एक चेसिस डिजाइन करने के लिए लागू किया जिसे हम अपनी मांसपेशियों का उपयोग करके नियंत्रित करते हैं! जैसा कि हमने ऑनलाइन शोध के बाद देखा, यह परियोजना वास्तव में पहले किसी के द्वारा नहीं की गई थी, जिसका अर्थ है कि हमें सब कुछ खरोंच से बनाना था! इसमें बहुत सारे परीक्षण, संशोधन और पुन: परीक्षण शामिल थे, लेकिन अंत में हमारे अंतिम परियोजना कार्य को देखना इसके लायक था।

चरण 2: मूल विवरण

हमारी परियोजना अनिवार्य रूप से एक 4 पहिया, 4 मोटर रोबोट चेसिस है जिसे एक Arduino माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। Arduino से जुड़ा एक EMG मांसपेशी सेंसर है जो मांसपेशी वोल्टेज डेटा को Arduino के एक एनालॉग पोर्ट तक पहुंचाता है। Arduino के कई डिजिटल पिन और ग्राउंड/5 वोल्ट पिन चेसिस के शीर्ष पर एक ब्रेडबोर्ड से जुड़े होते हैं, 4 मोटरों को शक्ति प्रदान करते हैं और उन्हें डेटा सिग्नल भेजते हैं।

कुल मिलाकर, जब कोई फ्लेक्स करता है, तो ईएमजी सेंसर द्वारा दर्ज वोल्टेज में भिन्नता मोटर नियंत्रक के डेटा पिन को डेटा भेजने के लिए एक डिजिटल पोर्ट को सिग्नल करती है, जो मोटर को चालू करती है। इसके अतिरिक्त, हमारे पास हमारे Arduino के एनालॉग पिन से जुड़े दो बटन हैं। जब बटन दबाए जाते हैं, तो एनालॉग पिन को करंट भेजा जाता है, और जब ये एनालॉग पिन करंट इनपुट को रजिस्टर करते हैं, तो चेसिस को आगे, पीछे, बाएं या दाएं जाने की अनुमति देने के लिए मोटर्स अलग-अलग दिशाओं में मुड़ते हैं।

इस परियोजना के लिए खरीदने के लिए नीचे आवश्यक हैं:

- ईएमजी सेंसर

- वीईएक्स ३९३ मोटर्स

- वेक्स मोटर नियंत्रक

- वेक्स हार्डवेयर किट

- वेक्स व्हील्स

- ब्रेडबोर्ड और तार

- अरुडिनो यूनो

- 9 वोल्ट बैटरी (आपको इसकी बहुत आवश्यकता होगी क्योंकि ये बैटरी लगभग 30 मिनट में मर जाती हैं क्योंकि वर्तमान में 4 वीईएक्स मोटर्स की बड़ी मात्रा का उपयोग होता है):

चरण 3: चरण 1: ड्राइव

इस चेसिस को बनाने के लिए, आप किसी भी हार्डवेयर/मोटर का उपयोग कर सकते हैं, हालांकि वीईएक्स हार्डवेयर, वीईएक्स संस्करण 4 मोटर्स, और वीईएक्स मोटर नियंत्रकों की सिफारिश की जाती है। इस चेसिस का निर्माण करते समय, आपको चेसिस के शीर्ष पर ब्रेडबोर्ड, Arduino माइक्रोकंट्रोलर, बैटरी और स्विच लगाने के लिए आवश्यक स्थान को ध्यान में रखना चाहिए। इसके अतिरिक्त, उपयोग की जाने वाली मोटरों में PWM क्षमता होनी चाहिए। इस परियोजना के प्रयोजनों के लिए, इसका अनिवार्य रूप से मतलब है कि मोटर में एक सकारात्मक पिन, नकारात्मक पिन और डेटा पिन होना चाहिए। मोटर नियंत्रकों के साथ निरंतर सर्वो मोटर्स या डीसी मोटर दोनों में पीडब्लूएम क्षमता है।

उपरोक्त जानकारी के अलावा, यह चेसिस आपकी इच्छा के अनुसार पूरी तरह से अनुकूलित किया जा सकता है, जब तक इसमें 4 पहिया ड्राइव है!

चेसिस का निर्माण करते समय ध्यान रखने योग्य कुछ अतिरिक्त बातें यहां दी गई हैं (इन सभी चीजों को संलग्न चेसिस चित्रों पर भी देखा जा सकता है!):

1) झुकने से बचने के लिए प्रत्येक धुरी को दो बिंदुओं पर समर्थित होना चाहिए

2) पहिया सीधे चेसिस के किनारे को नहीं छूना चाहिए (एक छोटा सा अंतर होना चाहिए, जिसे स्पेसर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है) इससे घर्षण कम हो जाता है जो मोड़ते समय पहिया की गति को धीमा कर देता है

3) पहिया को चेसिस तक सुरक्षित करने के लिए पहिया के दूसरी तरफ (चेसिस से दूर की ओर) एक्सल हब का उपयोग करें

चरण 4: चरण 2: सर्किटरी

* ध्यान दें, इस परियोजना के लिए सर्किट के निर्माण के लिए, हम अत्यधिक ठोस/पूर्व-बेंट ब्रेडबोर्ड तार का उपयोग करने की अत्यधिक अनुशंसा करते हैं क्योंकि त्रुटियों के लिए सर्किट की जांच करते समय यह समझने में बहुत साफ/आसान है, जो सबसे अधिक संभावना है। ठोस तार का उपयोग करने के उदाहरण के लिए, कृपया इस परियोजना के परिचयात्मक चित्र देखें। *

यह प्रोजेक्ट निम्न कारणों से ब्रेडबोर्ड का उपयोग करता है:

- नियंत्रित की जा रही कई मोटरों को वोल्टेज देने के लिए

- मोटर के मोटर नियंत्रकों को डेटा सिग्नल भेजने के लिए

- बटन से डेटा सिग्नल प्राप्त करने के लिए

- ईएमजी सेंसर को वोल्टेज प्रदान करने के लिए

- ईएमजी सेंसर से डेटा सिग्नल प्राप्त करने के लिए

कृपया संदर्भ के लिए संलग्न टिंकरकैड सर्किट चित्र देखें।

यह समझने के लिए यहां कुछ चरण दिए गए हैं कि कैसे TinkerCADcircuitry हमारे द्वारा बनाई गई/उपयोग की गई वास्तविक सर्किटरी से मेल खाती है:

पीले तार "डेटा" तारों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो अनिवार्य रूप से मोटर नियंत्रक को संकेत भेजते हैं जिससे मोटर चालू हो जाती है।

काले तार नकारात्मक, या "जमीन" तार का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक महत्वपूर्ण नोट यह है कि Arduino द्वारा नियंत्रित किए जाने वाले सभी मोटर्स/घटकों को एक नकारात्मक ग्राउंड वायर से जोड़ा जाना चाहिए।

लाल तार सकारात्मक तार का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसके काम करने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक तार सर्किट में होने चाहिए।

चरण 5: चरण 3: कोडिंग

यह समझने के लिए परियोजना का सबसे कठिन हिस्सा है। हमारे कार्यक्रम के लिए Arduino IDE के उपयोग की आवश्यकता है, जिसे Arduino वेबसाइट पर डाउनलोड किया जा सकता है। यदि बेहतर हो तो डाउनलोड किए गए IDE के बजाय Arduino ऑनलाइन संपादक का उपयोग किया जा सकता है।

आर्डिनो आईडीई

एक बार जब यह IDE डाउनलोड/उपयोग के लिए तैयार हो जाता है, और हमारे द्वारा बनाया गया प्रोग्राम IDE में डाउनलोड हो जाता है, तो आपको बस इतना करना है कि कोड को Arduino में अपलोड करना है, और इस प्रोजेक्ट का सॉफ़्टवेयर पहलू पूरा हो गया है!

नोट - इस परियोजना के कोड के लिए ज़िप फ़ाइल नीचे संलग्न है।

अनिवार्य रूप से, हमारा प्रोग्राम निरंतर दर पर वोल्टेज मानों को पढ़ता है, और यदि वोल्टेज मान एक निश्चित सीमा से बाहर हैं (जो एक फ्लेक्स को इंगित करता है), तो मोटर के मोटर नियंत्रक को एक डेटा सिग्नल भेजा जाता है, जिससे मोटर चालू हो जाती है। इसके अतिरिक्त, यदि दोनों में से किसी एक या दोनों बटनों को दबाया जाता है, तो अलग-अलग मोटर्स अलग-अलग दिशाओं में मुड़ जाती हैं, जिससे रोबोट आगे, पीछे और दोनों दिशाओं में मुड़ जाता है।

चरण 6: चरण 4: जश्न मनाएं

पिछले तीन चरणों को करने के बाद (चेसिस और सर्किट का निर्माण, साथ ही कोड डाउनलोड करना), आपका काम हो गया! अब आपको बस 9 वोल्ट की बैटरी को ब्रेडबोर्ड रेल (2 9 वोल्ट की बैटरी), 9 वोल्ट की बैटरी को Arduino माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ना है, और आप सेट हो गए हैं। अपने बाइसेप्स पर मसल सेंसर लगाएं, Arduino और FLEX को चालू करें! याद रखें, बटन दबाने से आप चेसिस को बाएँ, दाएँ और पीछे भी ले जा सकेंगे!

इस परियोजना को कार्य में देखने के लिए एक वीडियो संलग्न है!