Animatronics հիմունքներ - Servo Motor: 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Անկախ նրանից, թե դա ուրախ տոնական ցուցադրում է հանրախանութի պատուհանում, թե Հելոուինի սարսափելի կատակ, ոչինչ անիմացիոն տիկնիկի նման ուշադրություն չի գրավում:

Այս էլեկտրոնային եղանակով վերահսկվող անիմացիաները երբեմն կոչվում են «անիմատրոնիկա»:

Մենք կօգտագործենք Arduino միկրոկառավարիչը որպես ուղեղ և կտեսնենք, թե ինչպես են ներսում գործում պոտենցիոմետրը և սերվոն, ինչպես նաև կսովորեցնեն ձեզ, թե ինչպես կառուցել կառավարման երեք տարբեր մեթոդներ.

1 - անընդհատ կրկնող շարժում

2 - հեռակառավարվող շարժում

3 - ակտիվացված շարժում (լույսի ցուցիչի օգտագործմամբ)

Քայլ 1: Մասերի ցուցակ

Ձեզ հարկավոր կլինի միկրոկոնտրոլեր (առաջին նկարում պատկերված է Arduino- ն ՝ https://adafru.it կայքից, ինչպես նաև դրանց բյուջետային մասերի հավաքածուն ՝ ընդհանուր 30 դոլարով) և սերվո շարժիչ (Tower- ի փոքր տարբերակը ցուցադրվում է երկրորդ նկարում միակցիչ մասերի հետ միասին, նույն խանութից 12 դոլարով): Ձեզ նույնպես կպահանջվի փոքր կոնդենսատոր կամ ավելի հզոր լարման աղբյուր, եթե աշխատում եք բազմաթիվ սերվո շարժիչներով (Arduino- ի համար 9V պատի լիցքավորիչ կաշխատի)

Միկրոկոնտրոլերը մի ամբողջ համակարգիչ է `մեկ չիպի վրա: Ակնհայտորեն ոչ այնքան հզոր, որքան ձեր տան համակարգիչը, այն ունի շատ լուսավոր RAM, սկավառակի սկավառակ, առանց ստեղնաշարի կամ մկնիկի, բայց դա իսկապես հիանալի է իրերը կառավարելու համար (հետևաբար անունը): Այս չիպերից մեկը կգտնեք շատ առօրյա իրերի ներսում, ինչպիսիք են լվացքի մեքենաները և ավտոմատ վառելիքի ներարկիչ համակարգիչները:

Միկրոկոնտրոլերների «Arduino» ապրանքանիշը նաև ավելացնում է որոշ այլ սխեմաներ, որոնք այն կապում են արտաքին աշխարհի հետ և դնում հարմար տախտակի վրա:

Ուշադրություն դարձրեք, որ «բյուջետային մասերի հավաքածուի» մեջ կան մի քանի լարեր, ռեզիստորներ, LED կապաններ և կապույտ զույգ բռնակ, որոնք կոչվում են պոտենցիոմետրեր: Պոտենցիոմետրերի մասին ավելին ՝ հաջորդ քայլին:

Ի վերջո, ձեզ հարկավոր կլինի servo շարժիչ, և այն գալիս է պտուտակով միակցիչներով ՝ այն շարժական տիկնիկին ամրացնելու համար: Այս դասում մենք կօգտագործենք X ձևի միակցիչ:

Քայլ 2. Պոտենցիոմետրի վերանայում

Պոտենցիոմետրը, ըստ էության, ավելի թույլ լուսամփոփ է, կամ էլեկտրոնիկայի տերմինաբանությամբ `զույգ փոփոխական ռեզիստորներ: Կոճակը պտտելով ՝ դուք մեկ դիմադրողն ավելի մեծ եք դարձնում, իսկ մյուսը ՝ ավելի փոքր:

Mostամանակի մեծ մասը մենք օգտագործում ենք պոտենցիոմետր (երբեմն կոչվում է «կաթսա») ՝ լարումը վերահսկելու համար ՝ օգտագործելով վերևում ներկայացված սխեմայի սխեման:

Ձախ կողմում պատկերված է իրական կաթսան, որի վերևի և ներքևի լարերը միացված են +5 և Ground լարման հետ, իսկ միջին մետաղալարերը թողնում են ցանկալի լարումը: Միջին դիագրամը ցույց է տալիս կաթսայի խորհրդանիշը, իսկ վերջին դիագրամը `համարժեք միացում:

Պատկերները տրամադրվում են Wikimedia.org- ին

Քայլ 3: Servo Motor Review

Servo շարժիչն ունի չորս հիմնական մաս:

1. Շարժիչ, որը կարող է շրջվել առաջ և հետ, սովորաբար մեծ արագությամբ և ոլորող մոմենտ ստեղծելով:

2. Դիրքի հայտնաբերման համակարգ, որը կարող է ասել, թե սերվո շարժիչը ներկայում ինչ անկյունում է

3. Փոխանցման համակարգ, որը կարող է կատարել բազմաթիվ պտույտներ շարժիչով և դարձնել փոքր անկյունային շարժում:

4. Հսկիչ միացում, որը կարող է ուղղել սխալը փաստացի անկյունի և ցանկալի սահմանային կետի անկյունի միջև:

1 -ին և 2 -րդ մասերը ցուցադրվում են առաջին նկարում: Ուշադրություն դարձրեք, որ 2 -րդ մասը պոտենցիոմետր է:

Մաս 3 -ը ցուցադրվում է երկրորդ նկարում:

Մաս 4 -ը ցուցադրվում է երրորդ պատկերում:

Քայլ 4: Կրկնվող շարժում

Այստեղ մենք ստիպելու ենք մեր տիկնիկային «Bender» գլուխը թեքել ձախ և աջ, այս ու այն կողմ, քանի դեռ հոսանքը միացված է USB մալուխից: Սա հիանալի է տոնական զվարճալի ցուցադրման համար, որը ցանկանում եք շարունակել շարժվել ամբողջ օրը:

Arduino- ն ունի Ինտեգրված զարգացման միջավայր (IDE), որն իրենից ներկայացնում է ձեր համակարգչի համար նախատեսված ծրագիր, որը թույլ է տալիս նրան հրահանգներ տալ (Arduino IDE պատկերակը կողային պատկեր է 8): Այդ հրահանգները պահվում են գրատախտակին, նույնիսկ եթե անջատում եք համակարգիչը, և դրանք նորից սկսում են աշխատել, երբ նորից միացնում եք ձեր Arduino- ին: Այս դեպքում մենք կօգտագործենք «Sweep» կոչվող ծրագրակազմը, որը կարող եք գտնել IDE- ի օրինակներում «Servo» կատեգորիայի ներքո:

Հաջորդը, դուք պետք է միացնեք servo- ն 5 վոլտ կայունացված կոնդենսատորի (կարմիր Servo մետաղալար Arduino +5- ին, շագանակագույն Servo մետաղալար Arduino GND- ին) և կառավարման ազդանշանին (դեղին Servo մետաղալար Arduino ելքային փին 9 -ին): Տիկնիկային գլուխը պարտադիր չէ;-)

ՄԱՆՐԱՄԱՍՆԵՐ:

Եթե վերը նշվածը մի փոքր շփոթեցնող էր, մանրամասն հրահանգները հետևյալն են.

Քայլ Ա - Arduino- ի ծրագրավորում

• Բացեք Arduino IDE- ն (ձեր աշխատասեղանին պետք է լինի պատկեր 8 -ի պատկերակը)
• «Գործիքներ» բաժնում համոզվեք, որ «Տախտակը» սահմանված է «Arduino/Genuino Uno»:
• Միացրեք Arduino ապարատը համակարգչին `օգտագործելով USB մալուխը
• Համոզվեք, որ «Գործիքներ» բաժնում «Պորտ» կարգավորումը նույնպես կազմաձևված է Arduino- ի համար:
• «Ֆայլեր» բաժնում ընտրեք «Օրինակ», որը կոչվում է «Ավլում» (այն կարող եք գտնել «Սերվոս» բաժնում)
• Նախքան այս ֆայլը օգտագործելը կամ խմբագրելը, խնդրում ենք «Պահել որպես» այլ ֆայլի անուն (կարող է լինել ձեր անունը կամ ձեր ընտրածը): Սա ֆայլը անփոփոխ կպահի այս համակարգչից օգտվող հաջորդ աշակերտի համար:
• Օգտագործեք Սլաքի կոճակը (կամ «Էսքիզ» բաժնում ընտրեք «Վերբեռնում») ՝ Sweep էսքիզը Arduino- ում վերբեռնելու համար

Քայլ B - Servo շարժիչը միացնելը ավլում

Այս մասում մենք կառուցելու ենք https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesso նկարագրված սխեմաների տատանումները …… Մենք Servo- ի կարմիր և շագանակագույն լարերը կկապենք Ardiuno- ի +5 և GND- ի հետ, համապատասխանաբար: Այդ լարման վրա մենք նաև կդնենք լարման հարթեցնող կոնդենսատոր, և վերջապես մենք սերվոյի դեղին մետաղալարը կկապենք Arduino- ի ելքային 9 -րդ կապին:

• Անջատեք Arduino- ն USB պորտից, երբ միացում եք կառուցում:
• Մենք կօգտագործենք 5V- ն և Ground- ը Arduino- ի տախտակից, այնպես որ դրանք բերեք ձեր տախտակին `համապատասխանաբար կարմիր և կանաչ լարերով:
• Քանի որ հոսանքը կարող է մի փոքր ցնցվել USB պորտից (շատ ընթացիկ չէ, և սերվո շարժիչը կարող է Arduino- ի տախտակի վերակայման պատճառ դառնալ ցածր հոսանքի պատճառով) մենք այս լարման միջով մի կոնդենսատոր կդնենք ՝ համոզվելով, որ մետաղալարով նշվում է «մինուս - «Գետնին է:
• Այժմ միացրեք «Servo» - ի կարմիր (+5) և շագանակագույն (գետնին) հացատախտակին:
• Վերջնական էլեկտրական միացումը կառավարման ազդանշանն է: SWEEP ծրագիրը կօգտագործի Arduino- ի թիվ 9 կապը `կառավարման ազդանշան ուղարկելու համար, ուստի այն միացրեք Servo Motor- ի դեղին (կառավարման) լարին:
• ԸՆՏՐՈԹՅՈՆ - Դուք կարող եք տեղադրել ձեր ընտրած Animatronic ղեկավարը և դրա հիմքը սերվո շարժիչի վերևում, նախքան այն փորձարկելը: Խնդրում ենք լինել մեղմ, քանի որ տեղավորումը կատարյալ չէ, և պլաստիկ մասերը կոտրվում են:
• Դուք պետք է կարողանաք USB հոսանք կիրառել Arduino- ի վրա, և SWEEP ծրագիրը պետք է գործի, ինչը կհանգեցնի սերվո շարժիչի առաջ և հետ գալուն:

Քայլ C - SWEEP ծրագրի փոփոխում

• Նախքան այս ֆայլը օգտագործելը կամ խմբագրելը, խնդրում ենք «Պահել որպես» այլ ֆայլի անուն (կարող է լինել ձեր անունը կամ ձեր ընտրածը): Դուք հավանաբար դա արդեն արել եք A. քայլում: Ստորև բերված մասերից յուրաքանչյուրի համար գրանցեք ձեր դիտարկումները, ինչպես նաև ծածկագրում կատարված ցանկացած փոփոխություն:
• Օգտագործելով վայրկյանաչափ, չափեք, թե որքան ժամանակ է պահանջվում ամբողջ ճանապարհը մաքրելու և վերադառնալու համար _
• Դուք փոփոխություններ կկատարեք ծրագրակազմում (երբեմն կոչվում է «կոդ» կամ «ուրվագիծ»)
• Փոխեք երկու «Հետաձգման» արժեքները 15 -ից մեկ այլ ավելի մեծ թվով (հաշվարկների հեշտության համար ընտրեք 15 -ի կլոր բազմապատիկ): Ի՞նչ արժեք եք օգտագործել: _. Ձեր կարծիքով, ո՞րը կլինի SWEEP- ի նոր ժամանակը: _. Չափեք SWEEP- ի նոր ժամանակը և նշեք ցանկացած անհամապատասխանություն _:
• Հետաձգումները փոխեք 15 -ի և այժմ փոխեք դիրքի անկյունները 180 -ից մինչև 90 -ը (այդ երկու արժեքները): Որքա՞ն է servo շարժիչի շարժման նոր տիրույթը (90 աստիճան, թե ավելի կամ ավելի քիչ) _:
• Շարժման տիրույթը թողնելով 90 աստիճանի, իջեցրեք «Հետաձգումը» մինչև 15 -ից պակաս մի համարի: Որքա՞ն փոքր թվից կարող եք գնալ, մինչև սերվոն սկսի իրեն անկանոն պահել կամ այլևս չավարտի շարժման ամբողջ շրջանակը: _

Այս քայլերն ավարտելուց հետո դուք կունենաք բոլոր անհրաժեշտ չափումներն ու պրակտիկան, որպեսզի պատրաստ լինեք օգտագործել ձեր servo շարժիչը ՝ վերահսկելու մի շարք կրկնվող անիմատրոնիկ շարժումներ, ցանկացած վայրից մինչև 180 աստիճան, ինչպես նաև վերահսկվող արագությունների լայն տեսականիով:

Քայլ 5: Հեռակառավարվող շարժում

Ամբողջ օրը անընդհատ նույն շարժումը կրկնելու փոխարեն, այս քայլով մենք կհեռակառավարենք մեր անիմատոնիկ տիկնիկային «C3PO» դիրքը ՝ ձախ և աջ և միջև ցանկացած դիրք նայելու համար: Քանի որ մարդը վերահսկում է, մենք դա անվանում ենք «բաց օղակի» հսկողություն:

Բաց հանգույցի վերահսկմամբ դուք վերահսկում եք servo շարժիչի ճշգրիտ դիրքը: Մեզ շրջադարձի համար անհրաժեշտ կլինի բռնիչ, և դրա համար կօգտագործենք կապույտ պոտենցիոմետրը:

• Մեզ հարկավոր կլինի մեկ այլ տեղ հացահատիկի վրա, որն ունի +5 և 0 (Ground) վոլտ: Անցկացրեք այս ցատկող լարերը ՝ տախտակի վրա տողեր առանձնացնելու համար և դրանք միմյանցից մեկ շարքով հեռու դարձնելով, որպեսզի մի փոքր ավելացնենք պոտենցիոմետրի արտաքին կապումներով:
• Այժմ ավելացրեք պոտենցիոմետրը: Նախքան պոտենցիոմետրի գամասեղները տախտակի մեջ մղելը, համոզվեք, որ դրանք երեքն էլ շարված են ճիշտ անցքերով, այնուհետև կապում են ուղիղ ներքևը, որպեսզի չկռվեն: Պոտենցիոմետրի կենտրոնական քորոցը միացված կլինի Arduino- ի անալոգային մուտքի զրոյին (A0): Դրա համար ավելացվում է լրացուցիչ մետաղալար:
• Պոտենցիոմետրից լարումը կարդալու և այն օգտագործելու համար servo շարժիչը, մենք կօգտագործենք «KNOB» ծրագրակազմը, որը նույնպես գտնվում է Ֆայլ -> Օրինակներ -> Servo բաժնում: Գործարկեք ծրագիրը, պտտեք կոճակը և գրանցեք այն, ինչ դիտում եք:

Բնականաբար, դուք կարող եք շատ երկար լարեր անցկացնել այնպես, որ կառավարման կոճակը լինի անիմատրոնիկ տիկնիկից տարբեր սենյակում, կամ կարող եք լինել միայն մի փոքր հեռավորության վրա (տեսախցիկից, եթե ֆիլմ եք նկարում, օրինակ):

Քայլ 6: Գործողության շարժում (սենսորի օգտագործմամբ)

Երբեմն ցանկանում եք, որ տիկնիկը հանկարծակի շարժվի ՝ հատկապես Հելոուինի սարսափելի կատակների համար կամ էլ ավելի մեծ ուշադրություն գրավելու համար: Այս քայլով մենք կվերակազմակերպենք մեր տիկնիկային «Easterատկի կղզու գլուխը», որպեսզի արագ շրջվի և դեմքով նայենք նրան, ով անցնում է և ստվեր գցում լույսի ցուցիչի վրա:

Servo Motor- ի Sensor Control- ի դեպքում մենք կօգտագործենք լուսային սենսոր, որը վերահսկելու է servo շարժիչի ճշգրիտ դիրքը: Որքան մուգ է ստվերի վրա, որը գցում է սենսորը (և, ենթադրաբար, որքան մոտենում է մարդը դեպի տիկնիկը), այնքան արագ և հեռու է տիկնիկը գլուխը շրջում:

• Մենք կհեռացնենք պոտենցիոմետրը և այն կփոխարինենք երկու ռեզիստորների համարժեք սխեմայով: Այս դեպքում երկու դիմադրողներից մեկը (R2) կլինի լույսի ցուցիչ:
• Մեզ տարածք տրամադրելու համար մենք տարածեցինք +5V (ձախ) և 0V Ground (աջ) կոճղերը, որպեսզի կարողանանք ավելացնել 10K Օմ դիմադրիչ և լուսային տվիչ, որոնք միացված են կենտրոնում նույն շարքում, ինչպես անալոգային մուտքի տանող ցատկող մալուխը: զրո (A0) Arduino- ի տախտակին:
• Օգտագործեք ձեր ձեռքի ստվերը `լուսավորելու լույսի ցուցիչը և օգտագործեք այլ եղանակներ, որպեսզի լուսային տվիչը ստանա առավելագույն և նվազագույն հնարավոր քանակությամբ լույս: Կարո՞ղ եք հասնել 180 աստիճանի շարժման ամբողջ տիրույթին:

Asիշտ այնպես, ինչպես հեռակառավարման տարբերակում, դուք կարող եք տեղադրել ֆոտո -ռեզիստորը ձեր անիմատոնիկ տիկնիկից մի լավ հեռավորության վրա, և կարող եք փոխել դիմադրության արժեքները կամ ծրագրային ապահովման ծրագրավորումը `տիկնիկային ռեակցիաները փոխելու համար:

Քայլ 7: Այժմ դուք փորձեք այն:

Այժմ դուք տիրապետում եք անիմատոնիկ շարժման երեք հիմնական տեսակներին, որոնք կարող եք ստեղծել մեկ սերվո շարժիչով:

- Կրկնվող շարժում

- Հեռակառավարվող շարժում

- Գործարկեց շարժումը սենսորների միջոցով

Դուք կարող եք սա բարձրացնել հաջորդ մակարդակի ՝ օգտագործելով տարբեր տեսակի տիկնիկներ, շարժումներ, կառավարման սարքեր և, բնականաբար, այն արվեստը, որը միայն դուք կարող եք ստեղծել: