PIC माइक्रोकंट्रोलर आधारित रोबोटिक आर्म: 6 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

ऑटोमोबाइल मैन्युफैक्चरिंग इंडस्ट्रीज की असेंबली लाइन से लेकर अंतरिक्ष में टेलीसर्जरी रोबोट तक, रोबोटिक आर्म्स हर जगह पाए जाने हैं। इन रोबोटों के तंत्र एक मानव के समान हैं जिन्हें समान कार्य और बढ़ी हुई क्षमताओं के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। उनका उपयोग मनुष्यों की तुलना में तेजी से और सटीक दोहराए जाने वाले कार्यों को करने के लिए किया जा सकता है या मानव जीवन को जोखिम में डाले बिना कठोर वातावरण में उपयोग किया जा सकता है। हमने पहले से ही Arduino का उपयोग करके एक रिकॉर्ड और प्ले रोबोटिक आर्म बनाया है जिसे किसी विशेष कार्य को करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है और हमेशा के लिए दोहराने के लिए बनाया जा सकता है।

इस ट्यूटोरियल में, हम उद्योग मानक PIC16F877A 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग उसी रोबोटिक आर्म को पोटेंशियोमीटर से नियंत्रित करने के लिए करेंगे। इस परियोजना के साथ चुनौती यह है कि PIC16F877A में केवल दो PWN सक्षम पिन हैं, लेकिन हमें अपने रोबोट के लिए लगभग 5 सर्वो मोटर्स को नियंत्रित करने की आवश्यकता है जिसके लिए 5 व्यक्तिगत PWM पिन की आवश्यकता होती है। इसलिए हमें GPIO पिन का उपयोग करना होगा और टाइमर इंटरप्ट का उपयोग करके PIC GPIO पिन पर PWM सिग्नल जेनरेट करना होगा। अब, निश्चित रूप से, हम एक बेहतर माइक्रोकंट्रोलर में अपग्रेड कर सकते हैं या यहां चीजों को बहुत आसान बनाने के लिए डी-मल्टीप्लेक्सर आईसी का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन फिर भी, यह इस परियोजना को सीखने के अनुभव के लिए प्रयास करने लायक है।

इस प्रोजेक्ट में मैं जिस रोबोटिक आर्म का उपयोग कर रहा हूं, उसकी यांत्रिक संरचना मेरे पिछले प्रोजेक्ट के लिए पूरी तरह से 3D प्रिंटेड थी; आप पूरी डिज़ाइन फ़ाइलें और कोडांतरण प्रक्रिया यहाँ पा सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, यदि आपके पास 3D प्रिंटर नहीं है, तो आप लिंक में शो के रूप में कार्डबोर्ड का उपयोग करके एक साधारण रोबोटिक आर्म भी बना सकते हैं। यह मानते हुए कि आपने किसी तरह अपने रोबोटिक आर्म को पकड़ लिया है, प्रोजेक्ट में आगे बढ़ते हैं।

चरण 1: सर्किट आरेख

इस PIC माइक्रोकंट्रोलर आधारित रोबोटिक आर्म के लिए पूर्ण सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है। EasyEDA का उपयोग करके स्कीमैटिक्स तैयार किए गए थे।

सर्किट आरेख बहुत सरल है; पूरा प्रोजेक्ट 12V एडॉप्टर द्वारा संचालित है। फिर इस 12V को दो 7805 वोल्ट रेगुलेटर का उपयोग करके +5V में बदल दिया जाता है। एक को +5V और दूसरे को +5V(2) के रूप में लेबल किया गया है। दो रेगुलेटर होने का कारण यह है कि जब सर्वो घूमता है तो यह बहुत अधिक करंट खींचता है जिससे वोल्टेज ड्रॉप होता है। यह वोल्टेज ड्रॉप PIC को खुद को फिर से चालू करने के लिए मजबूर करता है, इसलिए हम PIC और सर्वो मोटर्स दोनों को एक ही +5V रेल पर संचालित नहीं कर सकते। तो +5V के रूप में लेबल वाले का उपयोग PIC माइक्रोकंट्रोलर, LCD और पोटेंशियोमीटर को पावर देने के लिए किया जाता है और एक अलग रेगुलेटर आउटपुट जिसे +5V (2) के रूप में लेबल किया जाता है, का उपयोग सर्वो मोटर्स को पावर देने के लिए किया जाता है।

पोटेंशियोमीटर के पांच आउटपुट पिन जो 0V से 5V तक एक चर वोल्टेज प्रदान करते हैं, PIC के एनालॉग पिन An0 से AN4 से जुड़े होते हैं। चूंकि हम पीडब्लूएम उत्पन्न करने के लिए टाइमर का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, इसलिए सर्वो मोटर्स को किसी भी जीपीआईओ पिन से जोड़ा जा सकता है। मैंने सर्वो मोटर्स के लिए पिन फॉर्म RD2 से RD6 का चयन किया है, लेकिन यह आपकी पसंद का कोई भी GPIO हो सकता है।

चूंकि कार्यक्रम में बहुत अधिक डिबगिंग शामिल है, एक 16x2 एलसीडी डिस्प्ले भी पीआईसी के पोर्टबी में इंटरफेस किया गया है। यह उन सर्वो मोटर्स के कर्तव्य चक्र को प्रदर्शित करेगा जिन्हें नियंत्रित किया जा रहा है। इसके अलावा मैंने सभी GPIO और एनालॉग पिन के लिए भी कनेक्शन बढ़ा दिए हैं, बस अगर भविष्य में किसी सेंसर को इंटरफेस करने की आवश्यकता हो। अंत में मैंने ICSP प्रोग्रामिंग विकल्प का उपयोग करके सीधे PIC को पिकिट 3 के साथ प्रोग्राम करने के लिए प्रोग्रामर पिन H1 को भी जोड़ा है।

चरण 2: सर्वो मोटर नियंत्रण के लिए GPIO पिन पर PWM सिग्नल उत्पन्न करना

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