एनिमेट्रॉनिक्स मूल बातें - सर्वो मोटर: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

चाहे वह डिपार्टमेंटल स्टोर की खिड़की में एक मजेदार हॉलिडे डिस्प्ले हो, या एक डरावना हेलोवीन शरारत हो, एनिमेटेड कठपुतली की तरह कुछ भी ध्यान आकर्षित नहीं करता है।

इन इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित एनिमेशन को कभी-कभी "एनिमेट्रॉनिक्स" कहा जाता है और यह निर्देश आपको सिखाएगा कि कैसे सबसे बुनियादी प्रकार बनाया जाए, एक एकल सर्वो मोटर द्वारा नियंत्रित।

हम दिमाग के रूप में Arduino माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करेंगे, और हम देखेंगे कि कैसे एक पोटेंशियोमीटर और एक सर्वो अंदर काम करते हैं, आपको यह भी सिखाते हैं कि तीन अलग-अलग नियंत्रण विधियों का निर्माण कैसे करें:

1 - लगातार दोहराई जाने वाली गति

2 - रिमोट नियंत्रित गति

3 - ट्रिगर गति (एक प्रकाश संवेदक का उपयोग करके)

चरण 1: भागों की सूची

आपको एक माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होगी (पहली तस्वीर में दिखाया गया है कि https://adafru.it से Arduino है, कुल $ 30 के लिए उनके बजट भागों की किट के साथ) और एक सर्वो मोटर (दूसरी तस्वीर में एक छोटा टॉवर संस्करण दिखाया गया है) कुछ कनेक्टर भागों के साथ, एक ही स्टोर से $12 पर। यदि आप कई सर्वो मोटर्स का संचालन कर रहे हैं तो आपको एक छोटे कैपेसिटर या अधिक शक्तिशाली वोल्टेज स्रोत की भी आवश्यकता होगी (Arduino के लिए एक 9V वॉल चार्जर काम करेगा)

एक माइक्रोकंट्रोलर एक एकल चिप पर एक संपूर्ण पीसी कंप्यूटर है। स्पष्ट रूप से आपके घर के कंप्यूटर जितना शक्तिशाली नहीं है, इसमें बहुत कम रैम है, कोई डिस्क ड्राइव नहीं है, कोई कीबोर्ड या माउस नहीं है, लेकिन यह चीजों को नियंत्रित करने में वास्तव में बहुत अच्छा है (इसलिए नाम)। आपको इनमें से एक चिप वॉशिंग मशीन और ऑटो फ्यूल इंजेक्टर कंप्यूटर जैसी रोजमर्रा की कई वस्तुओं के अंदर मिल जाएगी।

माइक्रोकंट्रोलर्स का "Arduino" ब्रांड कुछ अन्य सर्किटरी भी जोड़ता है जो इसे बाहरी दुनिया से जोड़ता है, और इसे एक सुविधाजनक बोर्ड पर रखता है।

ध्यान दें कि "बजट पार्ट्स किट" में कुछ तार, प्रतिरोधक, एलईडी लिग्थ, और नॉब की एक नीली जोड़ी होती है, जिसे पोटेंशियोमीटर कहा जाता है। अगले चरण में पोटेंशियोमीटर के बारे में अधिक।

अंत में, आपको एक सर्वो मोटर की आवश्यकता होगी, और यह आपके चलती कठपुतली से जोड़ने के लिए कुछ स्क्रू-ऑन कनेक्टर के साथ आता है। हम इस पाठ में X आकार के कनेक्टर का उपयोग करेंगे।

चरण 2: पोटेंशियोमीटर समीक्षा

एक पोटेंशियोमीटर अनिवार्य रूप से एक डिमर नॉब है - या इलेक्ट्रॉनिक्स शब्दावली में - चर प्रतिरोधों की एक जोड़ी। नॉब घुमाकर आप एक रेसिस्टर को बड़ा और दूसरे रेसिस्टर को छोटा बनाते हैं।

अधिकांश समय हम ऊपर दिखाए गए सर्किट आरेख का उपयोग करके वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर (कभी-कभी "पॉट" कहा जाता है) का उपयोग करते हैं।

बाईं ओर की तस्वीर वास्तविक पॉट को दिखाती है, जिसमें ऊपर और नीचे के तार वोल्टेज +5 और ग्राउंड से जुड़े होते हैं, और बीच का तार वांछित वोल्टेज को आउटपुट करता है। मध्य आरेख एक बर्तन के लिए प्रतीक दिखाता है, और अंतिम आरेख समकक्ष सर्किट दिखाता है।

छवियाँ विकिमीडिया.ऑर्ग के सौजन्य से हैं

चरण 3: सर्वो मोटर समीक्षा

एक सर्वो मोटर में चार मुख्य भाग होते हैं।

1. एक मोटर जो आमतौर पर उच्च गति और टोक़ पर आगे और पीछे मुड़ सकती है।

2. एक स्थिति का पता लगाने वाली प्रणाली, जो बता सकती है कि वर्तमान में सर्वो मोटर किस कोण पर है

3. एक गियरिंग सिस्टम जो एक मोटर के कई स्पिन ले सकता है और उसे एक छोटी कोणीय गति में बना सकता है।

4. एक नियंत्रण सर्किट जो वास्तविक कोण और वांछित सेट बिंदु कोण के बीच त्रुटि को ठीक कर सकता है।

पहली छवि में भाग 1 और 2 दिखाए गए हैं। ध्यान दें कि भाग 2 एक विभवमापी है।

भाग 3 दूसरी छवि में दिखाया गया है।

तीसरी छवि में भाग 4 दिखाया गया है।

चरण 4: दोहराव गति

यहां हम अपने कठपुतली "बेंडर" के सिर को बाएँ और दाएँ, आगे और पीछे घुमाने जा रहे हैं, जब तक कि बिजली USB केबल से जुड़ी है। यह एक मजेदार हॉलिडे डिस्प्ले के लिए बहुत अच्छा है जिसे आप पूरे दिन चलते रहना चाहते हैं।

Arduino एक इंटीग्रेटेड डेवलपमेंट एनवायरनमेंट (IDE) के साथ आता है जो यह कहने का एक शानदार तरीका है कि यह आपके पीसी के लिए एक ऐप के साथ आता है जो आपको इसे निर्देश देने देता है (Arduino IDE आइकन एक साइडवेज फिगर 8 है)। यदि आप पीसी को डिस्कनेक्ट करते हैं, तो भी वे निर्देश बोर्ड पर संग्रहीत रहते हैं, और जब आप अपने Arduino को पावर फिर से कनेक्ट करते हैं तो वे फिर से चलने लगते हैं। इस मामले में, हम "स्वीप" नामक सॉफ़्टवेयर का उपयोग करेंगे, जिसे आप "सर्वो" श्रेणी के अंतर्गत आईडीई उदाहरणों में पा सकते हैं।

इसके बाद आप सर्वो को 5 वोल्ट स्थिर संधारित्र (Arduino +5 के लिए लाल सर्वो तार, Arduino GND के लिए भूरे रंग के सर्वो तार) और नियंत्रण संकेत (Arduino ouput पिन 9 के लिए पीला सर्वो तार) से जोड़ेंगे। कठपुतली सिर वैकल्पिक है;-)

विवरण:

यदि उपरोक्त थोड़ा भ्रमित करने वाला था, तो विस्तृत निर्देश इस प्रकार हैं:

चरण ए - Arduino की प्रोग्रामिंग

• Arduino IDE खोलें (आपके डेस्कटॉप पर एक आकृति 8 आइकन होना चाहिए)
• "टूल्स" के तहत सुनिश्चित करें कि "बोर्ड" "Arduino / Genuino Uno" पर सेट है।
• USB केबल का उपयोग करके Arduino हार्डवेयर को कंप्यूटर से कनेक्ट करें
• सुनिश्चित करें कि "टूल्स" के तहत "पोर्ट" सेटिंग भी Arduino के लिए कॉन्फ़िगर की गई है।
• "फ़ाइलें" के अंतर्गत "स्वीप" नामक "उदाहरण" चुनें (आप इसे "सर्वो" के अंतर्गत पा सकते हैं)
• इससे पहले कि आप इस फ़ाइल का उपयोग करें या संपादित करें, कृपया एक अलग फ़ाइल नाम "इस रूप में सहेजें" (आपका नाम हो सकता है, या जो भी आप चुनते हैं)। यह इस कंप्यूटर का उपयोग करने वाले अगले छात्र के लिए फ़ाइल को अपरिवर्तित रखेगा।
• Arduino पर स्वीप स्केच अपलोड करने के लिए एरो बटन का उपयोग करें (या "स्केच" के तहत "अपलोड" चुनें)

चरण बी - सर्वो मोटर को स्वीप से जोड़ना

इस भाग में, हम https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso में वर्णित सर्किट की विविधताओं का निर्माण करेंगे… हम सर्वो के लाल और भूरे रंग के तारों को +5 और Ardiuno के GND से जोड़ेंगे, क्रमश। हम उस वोल्टेज में एक वोल्टेज फ़्लैटनिंग कैपेसिटर भी लगाएंगे, और अंत में हम सर्वो के पीले तार को Arduino के आउटपुट पिन 9 से जोड़ देंगे।

• जब आप सर्किट बना रहे हों तो USB पोर्ट से Arduino को अनप्लग करें।
• हम Arduino बोर्ड से 5V और ग्राउंड का उपयोग करेंगे, इसलिए उन्हें क्रमशः लाल और हरे तारों का उपयोग करके अपने ब्रेडबोर्ड पर लाएं।
• चूंकि यूएसबी पोर्ट से बिजली थोड़ी अस्थिर हो सकती है (ज्यादा करंट नहीं, और सर्वो मोटर कम करंट के कारण Arduino बोर्ड को रीसेट करने का कारण बन सकती है) हम इस वोल्टेज में एक कैपेसिटर लगाएंगे, जिससे यह सुनिश्चित हो जाएगा कि तार "माइनस - "जमीन की तरफ है।
• अब सर्वो के रेड (+5) और ब्राउन (ग्राउंड) को ब्रेडबोर्ड से कनेक्ट करें।
• अंतिम विद्युत कनेक्शन नियंत्रण संकेत का है। SWEEP प्रोग्राम कंट्रोल सिग्नल भेजने के लिए Arduino के पिन #9 का उपयोग करेगा, इसलिए इसे सर्वो मोटर के पीले (कंट्रोल) वायर से कनेक्ट करें।
• वैकल्पिक - आप अपनी पसंद का एनिमेट्रोनिक हेड और उसके आधार को सर्वो मोटर के ऊपर परीक्षण से पहले रख सकते हैं। कृपया कोमल रहें क्योंकि फिट सही नहीं है और प्लास्टिक के हिस्से टूट जाते हैं।
• आपको Arduino पर USB पावर लागू करने में सक्षम होना चाहिए और SWEEP प्रोग्राम चलना चाहिए, जिससे सर्वो मोटर आगे-पीछे हो सके।

चरण सी - स्वीप कार्यक्रम को संशोधित करना

• इससे पहले कि आप इस फ़ाइल का उपयोग करें या संपादित करें, कृपया एक अलग फ़ाइल नाम "इस रूप में सहेजें" (आपका नाम हो सकता है, या जो भी आप चुनते हैं)। आपने शायद चरण ए में पहले ही ऐसा कर लिया है। नीचे दिए गए प्रत्येक भाग के लिए, अपनी टिप्पणियों के साथ-साथ कोड में आपके द्वारा किए गए किसी भी बदलाव को रिकॉर्ड करें।
• स्टॉपवॉच का उपयोग करके, मापें कि पूरे रास्ते में स्वीप करने और वापस जाने में कितना समय लगता है _
• आप सॉफ़्टवेयर में परिवर्तन कर रहे होंगे (कभी-कभी "कोड" या "स्केच" कहा जाता है)
• दोनों "विलंब" मानों को 15 से दूसरी बड़ी संख्या में बदलें (गणना में आसानी के लिए 15 का एक पूर्णांक चुनें)। आपने किस मूल्य का उपयोग किया? _। आपको क्या लगता है कि स्वीप का नया समय क्या होगा? _। नए स्वीप समय को मापें और किसी भी विसंगतियों को नोट करें _।
• विलंब को वापस 15 में बदलें, और अब स्थिति कोणों को 180 से केवल 90 (उन दोनों मानों) में बदलें। सर्वो मोटर (90 डिग्री, या अधिक या कम?) _ की गति की नई सीमा क्या है।
• गति की सीमा को 90 डिग्री पर छोड़कर, "विलंब" को 15 से कम संख्या में कम करें। सर्वो के गलत तरीके से व्यवहार करने से पहले या गति की पूरी श्रृंखला को पूरा नहीं करने से पहले आप कितनी छोटी संख्या में जा सकते हैं? _

इन चरणों को पूरा करने के बाद, आपके पास सभी माप और अभ्यास होंगे जिनकी आपको आवश्यकता है ताकि आप अपने सर्वो मोटर का उपयोग करने के लिए तैयार रहें ताकि विभिन्न प्रकार के दोहराए जाने वाले एनिमेट्रोनिक गतियों को नियंत्रित किया जा सके, कहीं भी एक छोटे कोण से 180 डिग्री तक, और भी गति की एक विस्तृत विविधता पर जिसे आप नियंत्रित करते हैं।

चरण 5: रिमोट नियंत्रित गति

दिन भर एक ही गति को बार-बार दोहराने के बजाय, इस चरण में हम अपने एनिमेट्रोनिक कठपुतली "C3PO" की स्थिति को बाएं और दाएं और बीच में किसी भी स्थिति को देखने के लिए रिमोट कंट्रोल करेंगे। चूंकि एक मानव नियंत्रण कर रहा है, हम इसे "खुला लूप" नियंत्रण कहते हैं।

खुले लूप नियंत्रण के साथ, आप सर्वो मोटर की सटीक स्थिति को नियंत्रित करते हैं। आपको मुड़ने के लिए हमें एक नॉब की आवश्यकता होगी, और हम इसके लिए नीले पोटेंशियोमीटर का उपयोग करेंगे।

• हमें ब्रेडबोर्ड पर एक और जगह की आवश्यकता होगी जिसमें +5 और 0 (ग्राउंड) वोल्ट हों। ब्रेडबोर्ड पर पंक्तियों को अलग करने के लिए इन जम्पर तारों को चलाएं, और उन्हें एक दूसरे से अलग एक पंक्ति बनाएं, जो कि हम एक पल में जोड़ देंगे पोटेंशियोमीटर के बाहरी पिन के साथ पंक्तिबद्ध करने के लिए।
• अब पोटेंशियोमीटर डालें। पोटेंशियोमीटर पिन को ब्रेडबोर्ड में धकेलने से पहले, सुनिश्चित करें कि उन तीनों में सही छेद हैं, और फिर पिनों को सीधे नीचे धकेलें ताकि वे झुकें नहीं। पोटेंशियोमीटर का सेंटर पिन Arduino पर एनालॉग इनपुट जीरो (A0) से जुड़ा होगा। ऐसा करने के लिए एक अतिरिक्त तार जोड़ा जाता है।
• पोटेंशियोमीटर से वोल्टेज को पढ़ने के लिए, और उसका उपयोग सर्वो मोटर को नियंत्रित करने के लिए, हम "KNOB" सॉफ़्टवेयर का उपयोग करेंगे, जो फ़ाइल -> उदाहरण -> सर्वो के अंतर्गत भी पाया जाता है। प्रोग्राम चलाएँ, घुंडी घुमाएँ, और जो आप देखते हैं उसे रिकॉर्ड करें।

स्वाभाविक रूप से, आप कुछ बहुत लंबे तार चला सकते हैं ताकि नियंत्रण घुंडी एनिमेट्रोनिक कठपुतली से एक अलग कमरे में हो, या आप केवल थोड़ी दूरी पर हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, आप एक फिल्म बना रहे हैं कैमरे से शॉट)।

चरण 6: ट्रिगर मोशन (सेंसर का उपयोग करके)

कभी-कभी आप चाहते हैं कि कठपुतली अचानक से हिल जाए - विशेष रूप से डरावने हेलोवीन मज़ाक के लिए या और भी अधिक ध्यान आकर्षित करने के लिए। इस चरण में, हम अपने कठपुतली "ईस्टर आइलैंड हेड" को फिर से कॉन्फ़िगर करेंगे ताकि जो कोई भी चलता है और प्रकाश संवेदक पर छाया डालता है, जल्दी से मुड़ें और उसका सामना करें।

सर्वो मोटर के सेंसर नियंत्रण के मामले में, हम एक प्रकाश संवेदक का उपयोग करेंगे जो सर्वो मोटर की सटीक स्थिति को नियंत्रित करेगा। सेंसर पर छाया जितनी गहरी होती है (और संभवत: व्यक्ति कठपुतली के जितना करीब जाता है) उतनी ही तेजी से कठपुतली अपना सिर घुमाती है।

• हम पोटेंशियोमीटर को हटा देंगे और इसे दो प्रतिरोधों के समतुल्य सर्किट से बदल देंगे। इस मामले में, दो प्रतिरोधों (R2) में से एक प्रकाश संवेदक होगा।
• हमें कुछ जगह देने के लिए, हम +5V (बाएं) और 0V ग्राउंड (दाएं) लम्पर फैलाते हैं ताकि हम 10K ओम रेसिस्टर और लाइट सेंसर को जोड़ सकें, जो केंद्र में उसी पंक्ति में जुड़ा हुआ है जैसे जम्पर केबल एनालॉग इनपुट की ओर जाता है Arduino बोर्ड पर शून्य (A0)।
• प्रकाश संवेदक को अस्पष्ट करने के लिए अपने हाथ की छाया का उपयोग करें, और प्रकाश संवेदक को अधिक से अधिक और कम से कम संभव मात्रा में प्रकाश प्राप्त करने के लिए अन्य तरीकों का उपयोग करें। क्या आप गति की पूरी 180 डिग्री रेंज प्राप्त करने में सक्षम हैं?

रिमोट कंट्रोल संस्करण की तरह, आप फोटो रेसिस्टर को अपने एनिमेट्रोनिक कठपुतली से अच्छी दूरी पर रख सकते हैं, और आप कठपुतली प्रतिक्रियाओं को बदलने के लिए रेसिस्टर, या सॉफ्टवेयर प्रोग्रामिंग के मूल्यों को बदल सकते हैं।

चरण 7: अब आप इसे आज़माएं

अब आपने तीन बुनियादी प्रकार की एनिमेट्रोनिक गति में महारत हासिल कर ली है जिसे आप एकल सर्वो मोटर से बना सकते हैं।

- पुनरावृत्त गति

- रिमोट नियंत्रित गति

- सेंसर का उपयोग करके ट्रिगर गति

आप विभिन्न प्रकार की कठपुतलियों, गति, नियंत्रणों और स्वाभाविक रूप से उस कलात्मकता का उपयोग करके इसे अगले स्तर तक ले जा सकते हैं, जिसे केवल आप ही बना सकते हैं!