गोरिल्लाबॉट द 3डी प्रिंटेड अरुडिनो ऑटोनॉमस स्प्रिंट क्वाड्रूप्ड रोबोट: 9 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

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

टूलूज़ (फ़्रांस) में हर साल टूलूज़ रोबोट रेस # TRR2021. होती है

दौड़ में द्विपाद और चौगुनी रोबोट के लिए 10 मीटर स्वायत्त स्प्रिंट शामिल है।

चौगुनी दौड़ के लिए मैं जो वर्तमान रिकॉर्ड इकट्ठा करता हूं वह 10 मीटर स्प्रिंट के लिए 42 सेकंड का है।

तो इस बात को ध्यान में रखते हुए मुझे एक रोबोट डिजाइन करने की योजना के साथ आना पड़ा, जिसे मैंने सोचा था कि नया राज करने वाला चैंपियन बनने के लिए उसे हरा सकता है !!!

एक साथी इंस्ट्रक्शंस के सदस्य "jegatheesan.soundarapandian" और पिछले साल के टूलूज़ रोबोट रेस "Oracid 1" के विजेता से थोड़ी प्रेरणा लेना, जो दोनों को चौगुनी बनाने के तरीके पर ट्यूटोरियल डिजाइन करना और साझा करना पसंद है। मैंने मूल रूप से वहां डिज़ाइन की प्रतिलिपि बनाना और इसे थोड़ा बड़ा करना शुरू कर दिया!

डिजाइन प्रत्येक लेग के लिए पांच बार लिंकेज मैकेनिज्म पर आधारित है जिसमें कुल 8 सर्वो के लिए प्रत्येक लेग 2 सर्वो पावर है।

नियम बताते हैं कि स्टार्ट सिग्नल के अलावा पूरी दौड़ को रोबोट द्वारा स्वायत्त रूप से किया जाना चाहिए, इसलिए मुझे रोबोट को ट्रैक पर रखने के लिए एक हल्के वजन प्रणाली के साथ आना पड़ा, इस मामले में मैंने QMC5883L मैग्नेटोमीटर (डिजिटल कम्पास) का उपयोग किया। यह अपने अभिविन्यास के लिए सही रख सकता है, एक HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर अगर रोबोट वास्तव में गड़बड़ करता है और दीवार को 90 डिग्री के कोण पर मारना शुरू कर देता है और मैंने कोड में एक स्टेप काउंटर का उपयोग करके यह बताया कि इसे कितने कदम उठाने चाहिए 10 मीटर के लिए।

यदि आप इस रोबोट को बनाने में रुचि रखते हैं तो चिंता न करें इस बंदर ने सब कुछ सोचा है!

१००% समर्थन मुक्त ३डी प्रिंट करने योग्य बॉडी:

इलेक्ट्रॉनिक्स संलग्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स और स्क्रू के अलावा सब कुछ 3 डी प्रिंट करने योग्य है, वही छोटे क्रॉस हेड स्क्रू केवल उपयोग किए जाते हैं, रोबोट को इकट्ठा करने के लिए आपको केवल एक छोटा क्रॉस हेड स्क्रूड्राइवर चाहिए

आसान प्लग एंड प्ले इलेक्ट्रॉनिक्स:

कोई जटिल सोल्डरिंग की आवश्यकता नहीं है

उचित प्रिंट समय:

वह बड़ा और प्रभावशाली लग सकता है लेकिन वह केवल 15 घंटे का प्रिंट है (ठीक है कुछ के लिए लंबा समय: डी)

उचित बिल्ड वॉल्यूम आवश्यकताएं:

उसे अपेक्षाकृत छोटे प्रिंटर पर मुद्रित किया जा सकता है जिसके लिए केवल एल: 150 मिमी x डब्ल्यू: 150 मिमी x एच: 25 मिमी की बिल्ड वॉल्यूम की आवश्यकता होती है

कुल रोबोट लागत:

चार्जर बनाने में अकेले रोबोट की लागत लगभग 75$ है

यदि आप मेरे जैसा सेट अप चाहते हैं तो एक 3डी प्रिंटेड कंट्रोलर (वैकल्पिक) की आवश्यकता होती है।

चेतावनी:

5V 3A बिजली की आपूर्ति जिसका मैंने उपयोग किया है वह सबसे अच्छा समाधान नहीं है क्योंकि इस रोबोट को चलने के लिए सभी 8 सर्वो को एक साथ चलना चाहिए और इस प्रकार वे बहुत अधिक करंट खींचते हैं चिंता न करें मैंने रोबोट को आग नहीं पकड़ी है या कुछ भी लेकिन उम्मीद है कि पावर ट्रांजिस्टर थोड़ा गर्म हो जाएगा, मैं सर्वो शील्ड को किसी भी अवांछित क्षति से बचने के लिए रोबोट को एक बार में 2 मिनट से अधिक समय तक ठंडा करने की सलाह नहीं दूंगा।

यदि आप में से किसी के पास इस समस्या का समाधान है तो आपके इनपुट की बहुत सराहना की जाएगी!

आपूर्ति

रोबोट के लिए आपूर्ति:

• 8x टॉवर प्रो MG90S एनालॉग 180 डिग्री सर्वो (एलीएक्सप्रेस / अमेज़ॅन)
• 1x सनफाउंडर वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड (सनफाउंडर स्टोर / रोबोटशॉप)
• 1x अरुडिनो नैनो (एलीएक्सप्रेस/अमेज़ॅन)
• 1x NRF24L01 ट्रांसीवर मॉड्यूल (यदि आप नियंत्रक का उपयोग नहीं कर रहे हैं तो आपको इसकी आवश्यकता नहीं है) (Aliexpress/Amazon)
• 1x मैग्नेटोमीटर (डिजिटल कंपास) QMC5883L GY-273 (Aliexpress/Amazon)
• 1x अल्ट्रासोनिक सेंसर HC-SR04 (Aliexpress/Amazon)
• 2x 18650 3.7V ली-आयन बैटरी (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 डुअल बैटरी होल्डर ऑन ऑफ स्विच के साथ (Aliexpress/Amazon)
• 1x 18650 ली-आयन बैटरी चार्जर (एलीएक्सप्रेस/अमेज़ॅन)
• 4x महिला से महिला ड्यूपॉन्ट जम्पर केबल 10 सेमी लंबी (एलीएक्सप्रेस / अमेज़ॅन)
• 4x महिला से महिला ड्यूपॉन्ट जम्पर केबल 20 सेमी लंबी (एलीएक्सप्रेस / अमेज़ॅन)
• 10x स्क्रू 2mm x 8mm (सर्वो के पैक में स्क्रू के समान) (Aliexpress/Amazon)

नियंत्रक:

इस रोबोट को मैन्युअल रूप से नियंत्रित करने के लिए आपको 3D प्रिंटेड Arduino Controller (यहां लिंक) की आवश्यकता होगी

रोबोट भी पूरी तरह से स्वायत्त हो सकता है इसलिए नियंत्रक अनिवार्य नहीं है।

प्लास्टिक:

भागों को पीएलए या पीईटीजी या एबीएस में मुद्रित किया जा सकता है।

!! कृपया ध्यान दें कि 1 रोबोट को प्रिंट करने के लिए 500 ग्राम का स्पूल पर्याप्त से अधिक है !!

थ्री डी प्रिण्टर:

न्यूनतम बिल्ड प्लेटफॉर्म आवश्यक: L150mm x W150mm x H25mm

कोई भी 3D प्रिंटर करेगा। मैंने व्यक्तिगत रूप से Creality Ender 3 पर भागों को मुद्रित किया है जो 200$ के तहत कम लागत वाला 3D प्रिंटर है, प्रिंट पूरी तरह से निकला।

चरण 1: 3D भागों को प्रिंट करना

तो अब छपाई का समय है…हाँ!

मैंने छपाई के दौरान आवश्यक किसी भी समर्थन सामग्री के बिना सभी भागों को 3 डी प्रिंटेड होने के लिए सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया है।

सभी भाग विभिन्न चीज़ों पर डाउनलोड करने के लिए उपलब्ध हैं (लिंक यहाँ)

सभी भागों का परीक्षण Creality Ender 3. पर प्रिंट किया गया है

• सामग्री: पीईटीजी
• परत की ऊँचाई: 0.3 मिमी
• इन्फिल: 15%
• नोजल व्यास: 0.4 मिमी

भागों की सूची इस प्रकार है:

• 1x आधार इलेक्ट्रॉनिक्स
• 1x बेस बैक
• 1x बेस फ्रंट
• 8x सर्कुलर पिन L1
• 4x सर्कुलर पिन L2
• 4x सर्कुलर पिन L3
• 4x सर्कुलर पिन L4
• 8x जांघ सर्वो
• 8x जांघ
• 8x बछड़ा EXT
• 8x बछड़ा INT
• 8x फुट
• 4x स्क्वायर क्लिप
• 44x परिपत्र क्लिप

फ़ाइलें अलग-अलग भागों और समूह भागों के रूप में उपलब्ध हैं।

तेजी से छपाई के लिए बस हर एक GROUP.stl फ़ाइल को एक बार प्रिंट करें।

चरण 2: गोरिल्लाबॉट की बॉडी को असेंबल करना

सभी विधानसभा निर्देश ऊपर विधानसभा वीडियो में दर्शाए गए हैं:

1. बेस फ्रंट फ्रंट लेफ्ट सर्वो होल्डर के होल में एक सर्कुलर पिन L1 रखें
2. BASE FRONT फ्रंट लेफ्ट सर्वो होल्डर में स्लॉट के माध्यम से MG90S सर्वो में से एक के केबल को फीड करें
3. MG90S सर्वो को जगह पर रखें
4. MG90S सर्वो को 2 स्क्रू के साथ सुरक्षित करें (अधिक कसने न दें क्योंकि इससे BASE को नुकसान हो सकता है)
5. BASE FRONT बैक लेफ्ट, फ्रंट राइट और बैक राइट सर्वो होल्डर्स के लिए भी यही प्रक्रिया दोहराएं
6. बेस बैक फ्रंट लेफ्ट, बैक लेफ्ट, फ्रंट राइट और बैक राइट सर्वो होल्डर्स के लिए भी यही प्रक्रिया दोहराएं
7. बैटरी धारक को BASE ELECTRONICS में 2 स्क्रू तिरछे या 4 स्क्रू से सुरक्षित करें
8. वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड को 2 स्क्रू तिरछे या 4 स्क्रू के साथ BASE ELECTRONICS से सुरक्षित करें
9. Arduino नैनो और NRF24L01 ट्रांसीवर को वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड में क्लिप करें
10. BASE FRONT को BASE ELECTRONICS पर 2 स्क्वायर होल USB पोर्ट के माध्यम से पीछे की ओर स्लाइड करें
11. 2 स्क्वायर क्लिप्स के साथ सुरक्षित स्थान पर
12. 2 स्क्वायर होल यूएसबी पोर्ट के माध्यम से बेस इलेक्ट्रॉनिक्स पर बेस बैक को स्लाइड करें
13. 2 स्क्वायर क्लिप्स के साथ सुरक्षित स्थान पर
14. 2 स्क्रू के साथ मैग्नेटोमीटर को BASE FRONT पर सुरक्षित करें
15. अल्ट्रासोनिक सेंसर को BASE FRONT. पर क्लिप करें
16. दिखाए गए अनुसार वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड की ओर सर्वो केबल का मार्गदर्शन करें

चरण 3: इलेक्ट्रॉनिक्स में प्लगिंग

सभी कनेक्शन ऊपर की छवि में दर्शाए गए हैं:

1. वायरलेस सर्वो नियंत्रण बोर्ड में 4 20 सेमी डुपॉन्ट केबल प्लग करें अल्ट्रासोनिक पिन
2. 4 केबलों के दूसरे छोर को अल्ट्रासोनिक सेंसर में प्लग करें (सुनिश्चित करें कि वे चारों ओर सही तरीके से हैं)
3. 4 10cm डुपॉन्ट केबल को वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड मैग्नेटोमीटर पिन में प्लग करें
4. 4 केबलों के दूसरे छोर को मैग्नेटोमीटर में प्लग करें (सुनिश्चित करें कि वे चारों ओर सही तरीके से हैं)
5. वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड में सभी सर्वो को उनके समर्पित पिन में प्लग करें
6. बैटरी VIN और GND तारों को वायरलेस सर्वो कंट्रोल बोर्ड में पेंच करें, सही ध्रुवीयता का बीमा करें

चरण 4: गोरिल्लाबॉट के पैरों को असेंबल करना

सभी विधानसभा चरणों को ऊपर विधानसभा वीडियो में दर्शाया गया है:

1. स्लाइड १ फ़ुट ओवर १ सर्कुलर पिन एल४
2. 1 CALF EXT के मोटे सिरे को वृत्ताकार पिन L4 पर स्लाइड करें, जिसमें चिपका हुआ भाग पैर से दूर की ओर हो
3. स्लाइड 2 CALF INT सर्कुलर पिन L4. पर
4. 1 CALF EXT के मोटे सिरे को वृत्ताकार पिन L4 पर स्लाइड करें, जिसमें चिपका हुआ भाग पैर की ओर हो
5. सर्कुलर पिन L4 पर 1 फुट स्लाइड करें
6. 3 सर्कुलर क्लिप्स के साथ सुरक्षित स्थान पर
7. स्लाइड १ सर्कुलर पिन एल३ से १ तक इकट्ठे बछड़े का विस्तार
8. स्लाइड 1 THIGH SERVO को वृत्ताकार पिन L3 के ऊपर चिपका हुआ है और बाहर की ओर CALF EXT की ओर है।
9. सर्कुलर पिन L3 के ऊपर 1 जांघ स्लाइड करें
10. अन्य इकट्ठे CALF EXT. के माध्यम से सर्कुलर पिन L3 को स्लाइड करें
11. 3 सर्कुलर क्लिप्स के साथ सुरक्षित स्थान पर
12. 1 सर्कुलर पिन L2 के ऊपर 1 THIGH सर्वो को स्लाइड करें, जिसमें बाहर की तरफ सर्कुलर पिन L2 के सिर की ओर है।
13. दोनों इकट्ठे CALF INTS. के माध्यम से सर्कुलर पिन L2 को स्लाइड करें
14. सर्कुलर पिन L2 के माध्यम से 1 जांघ स्लाइड करें
15. 3 सर्कुलर क्लिप्स के साथ सुरक्षित स्थान पर
16. शेष 3 पैरों के लिए सभी प्रक्रियाओं को नंगे दिमाग में दोहराएं कि जब पैरों को रोबोट में इकट्ठा किया जाता है तो पिन सिर बाहर की ओर होते हैं और CALF EXTS CALF INTS के सामने होते हैं, इसलिए असेंबली सामने से पीछे की ओर समान होगी लेकिन बाएं से दाएं सममित होगी.

चरण 5: Arduino स्थापित करना

गोरिल्लाबॉट कार्य करने के लिए C++ प्रोग्रामिंग का उपयोग करता है। गोरिल्लाबॉट पर प्रोग्राम अपलोड करने के लिए हम कुछ अन्य पुस्तकालयों के साथ Arduino IDE का उपयोग करेंगे जिन्हें Arduino IDE में स्थापित करने की आवश्यकता है।

अपने कंप्यूटर पर Arduino IDE स्थापित करें: Arduino IDE (यहां लिंक करें)

Arduino IDE में पुस्तकालयों को स्थापित करने के लिए आपको नीचे दिए गए लिंक में सभी पुस्तकालयों के साथ निम्नलिखित करना होगा

1. नीचे दिए गए लिंक पर क्लिक करें (यह आपको लाइब्रेरी GitHub पेज पर ले जाएगा)
2. कोड कहने वाले हरे बटन पर क्लिक करें
3. डाउनलोड ज़िप पर क्लिक करें (डाउनलोड आपके वेब ब्राउज़र में शुरू होना चाहिए)
4. डाउनलोड किया गया लाइब्रेरी फ़ोल्डर खोलें
5. डाउनलोड किए गए लाइब्रेरी फ़ोल्डर को अनज़िप करें
6. अनज़िप्ड लाइब्रेरी फोल्डर को कॉपी करें
7. अनज़िप्ड लाइब्रेरी फोल्डर को Arduino लाइब्रेरी फोल्डर में पेस्ट करें (C:\Documents\Arduino\libraries)

पुस्तकालय:

• Varspeedservo पुस्तकालय (यहां लिंक करें)
• QMC5883L पुस्तकालय (यहां लिंक करें)
• RF24 लाइब्रेरी (यहां लिंक करें)

और वहां हमारे पास यह है कि आपको जाने के लिए पूरी तरह तैयार होना चाहिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपने Arduino IDE को सही तरीके से सेट किया है, निम्न चरणों का पालन करें

1. नीचे वांछित Arduino कोड डाउनलोड करें (GorillaBot Controller & Autonomous.ino)
2. इसे Arduino IDE में खोलें
3. उपकरण चुनें:
4. बोर्ड का चयन करें:
5. Arduino नैनो का चयन करें
6. उपकरण चुनें:
7. प्रोसेसर का चयन करें:
8. ATmega328p या ATmega328p (पुराना बूटलोडर) चुनें, जिसके आधार पर आपने Arduino नैनो खरीदा है
9. Arduino IDE के ऊपरी बाएँ कोने में सत्यापित करें बटन (टिक बटन) पर क्लिक करें

यदि सब ठीक हो जाता है तो आपको नीचे एक संदेश मिलना चाहिए जो कहता है कि संकलन किया गया है।

चरण 6: कोड अपलोड करना

अब गोरिल्लाबॉट के दिमाग में Arduino नैनो के कोड को अपलोड करने का समय आ गया है।

1. Arduino नैनो को USB केबल के माध्यम से अपने कंप्यूटर में प्लग करें
2. अपलोड बटन पर क्लिक करें (दायां तीर बटन)

यदि सब ठीक हो जाता है, तो आपको नीचे एक संदेश प्राप्त करना चाहिए जो कहता है कि अपलोडिंग हो गया है।

चरण 7: सर्वो को कैलिब्रेट करना

पैरों को सही ढंग से इकट्ठा करने के लिए हमें सर्वो को उनके घर की स्थिति में रखना चाहिए।

1. बैटरी होल्डर में 2 ली-आयन बैटरी डालें
2. रोबोट को चालू करें और 5 सेकंड तक प्रतीक्षा करें जब तक कि सर्वो अपने घर की स्थिति में न पहुंच जाए
3. रोबोट को स्विच ऑफ करें

चरण 8: पैरों को शरीर से जोड़ना

पैरों को सर्वो से जोड़ना बहुत सीधा है बस याद रखें कि CALF EXT को CALF INT के सामने असेंबली पिन हेड्स को बाहर की ओर रखते हुए रखा जाना है।

1. सामने वाले बाएं सर्वो धारक पर सर्कुलर पिन L1 पर पैरों में से एक के बछड़े के बाहर की तरफ स्लाइड करें
2. 1 सर्कुलर क्लिप के साथ सुरक्षित स्थान पर
3. सामने वाले बाएं सर्वो धारक पर सर्वो सिर के ऊपर उसी पैर के बछड़े EXT पक्ष के THIGH SERVO को स्लाइड करें (सुनिश्चित करें कि THIGH SERVO शरीर से 90 डिग्री के कोण पर है)
4. एक हाथ वाले सर्वो हॉर्न और छोटे सर्वो स्क्रू के साथ शरीर के लिए 90 डिग्री के कोण पर THIGH सर्वो को सुरक्षित करें
5. उस पैर के शेष THIGH और THIGH SERVO के साथ फ्रंट बैक लेफ्ट सर्वो होल्डर के लिए भी यही प्रक्रिया दोहराएं
6. शेष 3 पैरों के लिए पिछली सभी प्रक्रियाओं को दोहराएं

चरण 9: दौड़ के लिए तैयार !

तो बस इतना ही आपको जाने के लिए तैयार रहना चाहिए !!!

मैन्युअल तरीके से:

• रोबोट और कंट्रोलर को चालू करें और जॉयस्टिक के ऊपर-नीचे बाएँ और दाएँ दिशाओं का उपयोग करके जाँच करें कि रोबोट ठीक से चल रहा है या नहीं।
• डाउन बटन दबाएं और रोबोट को थोड़ा नृत्य करना चाहिए

यदि सब कुछ अच्छी तरह से काम करता है, तो सर्वो अच्छी तरह से कैलिब्रेटेड हैं और अब आप स्वायत्त मोड का प्रयास कर सकते हैं।

स्वायत्त मोड

रोबोट को 2.5 मीटर तक निरंतर दिशा में चलाने के लिए ऑटोनॉमस स्प्रिंट मोड मैग्नेटोमीटर का उपयोग करता है। आप नियंत्रक का उपयोग करके वांछित स्थिति और सुधार के वांछित कोण को प्रोग्राम कर सकते हैं

1. रोबोट और नियंत्रक को चालू करें
2. 5 सेकंड के लिए मैग्नेटोमीटर को कैलिब्रेट करने के लिए रोबोट को सभी दिशाओं में ले जाएं
3. रोबोट को जमीन पर उस वांछित स्थिति में रखें जहां आप उसे अंदर जाना चाहते हैं
4. उस शीर्षक को याद रखने के लिए ऊपर का बटन दबाएं
5. वांछित शीर्षक के बाईं ओर रोबोट को 30-45 डिग्री घुमाएं
6. उस स्थिति को याद रखने के लिए बायां बटन दबाएं
7. वांछित शीर्षक के दाईं ओर रोबोट को 30-45 डिग्री घुमाएं
8. उस स्थिति को याद रखने के लिए दायां बटन दबाएं
9. रोबोट को उसके इच्छित शीर्षक पर वापस रखें
10. रोबोट शुरू करने के लिए जॉयस्टिक बटन दबाएं

रोबोट 2.5 मीटर तक लगातार दिशा में दौड़ेगा और फिर बैठ कर विजयी नृत्य करेगा।

मेरा रोबोट 7.5 सेकंड में 2.5 मीटर की दूरी तय करने में कामयाब रहा।

जो मुझे 30 सेकंड में 10 मीटर का सैद्धांतिक समय देता है जो उम्मीद है कि मुझे टूलूज़ रोबोट रेस में एक अच्छा समय देने के लिए पर्याप्त होगा

मुझे शुभकामनाएं और आप में से जो इस रोबोट को बनाने का फैसला करते हैं, मुझे आपकी प्रतिक्रिया और संभावित सुधारों को सुनना अच्छा लगेगा जो आपको लगता है कि किए जा सकते हैं !!!

रोबोट प्रतियोगिता में उपविजेता