HeadBot-STEM ուսուցման և իրազեկման համար ինքնահավասարակշռող ռոբոտ. 7 քայլ (նկարներով)

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

Headbot- ը երկու ոտնաչափ բարձրություն ունեցող, ինքնահավասարակշռող ռոբոտ է-South Eugene Robotics Team- ի (SERT, FRC 2521), ավագ դպրոցի ռոբոտաշինության թիմի մրցունակ թիմը ԱՌԱ RobԻՆ Ռոբոտաշինության մրցույթում, Յուջին, Օրեգոն: Այս հայտնի ռոբոտը կանոնավոր կերպով հանդես է գալիս դպրոցներում և համայնքային միջոցառումներում, որտեղ հավաքում է մեծերի և երեխաների ամբոխը: Քանի որ ռոբոտը և՛ դիմացկուն է, և՛ հեշտ է գործել Android հեռախոսով կամ պլանշետով, երեք տարեկան երեխաները կարող են այն հաջողությամբ վարել: Եվ քանի որ բոտը կարող է հագնել գլխարկների, դիմակների և այլ տարազների լայն տեսականի, դա զվարճալի հավելում է ցանկացած հավաքույթի համար: SERT- ի անդամներն օգտագործում են բոտը `թիմի նոր անդամներ հավաքագրելու և համայնքում STEM- ի նկատմամբ ընդհանուր հետաքրքրություն ներշնչելու համար:

Նախագծի ընդհանուր արժեքը մոտավորապես $ 200 է (ենթադրելով, որ ունեք 3D տպիչ և Android սարք), չնայած այն կարելի է սափրվել մինչև 100 դոլարից պակաս, եթե ունեք լավ հագեցած էլեկտրոնիկայի խանութ ՝ հեշտությամբ հասանելի լինելով զոդման, ջերմության նվազման խողովակներին:, jumper լարերը, ռեզիստորները, կոնդենսատորները, մարտկոցները և միկրո USB մալուխը: Շինարարությունն անմիջապես ընթանում է, եթե արդեն ունեք էլեկտրոնիկայի որոշակի փորձ, և դա հիանալի հնարավորություն է ընձեռում սովորել ցանկացողների համար: Ռոբոտաշինության նկատմամբ հատուկ հետաքրքրություն ունեցողների համար Headbot- ը նաև լավ հարթակ է ստեղծում հետադարձ կապի վերահսկման համար Համաչափ-ինտեգրալ-ածանցյալ (PID) կարգաբերման հմտությունների զարգացման համար:

Պարագաներ

Նկատի ունեցեք, որ ստորև բերված մասերի ցուցակը ցույց է տալիս յուրաքանչյուր տեսակի համար անհրաժեշտ մասերի քանակը, այլ ոչ թե փաթեթների քանակը: Որոշ հղումներ վերաբերում են այն էջերին, որտեղ մի քանի մաս կարելի է ձեռք բերել որպես փաթեթ (ինչը որոշակի ծախսերի խնայողություն է ապահովում). Հոգ տանել, որ դուք գնում եք համապատասխան փաթեթների համար անհրաժեշտ փաթեթների քանակը:

Էլեկտրոնային բաղադրիչներ

• 1x ESP32 միկրոկոնտրոլեր
• 2 անգամ Stepper Motors
• 2x A4988 Stepper Motor վարորդներ
• 1x MPU-6050 գիրոսկոպ/արագացուցիչ
• 1x 100uF կոնդենսատոր
• 1x UBEC (մարտկոցի ոչնչացման ունիվերսալ շրջան)
• 1x լարման բաժանարար (1x 10kohm և 1x 26.7kohm ռեզիստոր)
• 2x 5 մմ ընդհանուր անոդ RGB LED լույսեր
• 6x 220 ohm դիմադրիչներ
• Jumper Wires (տղամարդ-տղամարդ և կին-կին)
• Էլեկտրական լար
• 3x JST SM միակցիչ խրոցակներ
• 2x 4-մարտկոցի պատյան
• Heերմության նվազում
• Sոդող

Սարքավորումներ

• 1x 3D տպագիր պատյան, գլխարկ և էլեկտրական տախտակ (տե՛ս ստորև բերված հրահանգները)
• 2x 5 "ճշգրիտ սկավառակի անիվներ
• 2x 0.770 "Անիվի հանգույցներ` 5 մմ տրամագծով
• 8x լիցքավորվող AA մարտկոցներ և լիցքավորիչ
• 1x Styrofoam Head
• 1x 2.5 "3/4" PVC խողովակի կտոր (գլուխը ամրացնելու համար)
• 8x M3 կողպեքի լվացքի մեքենաներ (շարժիչներ տեղադրելու համար)
• 8x M3 x 8 մմ պտուտակներ (շարժիչները տեղադրելու համար)
• 8x 6-32 x 3/8 "Պտուտակներ (անիվները հանգույցների վրա ամրացնելու համար)
• 2 անգամ Zipties
• Duct կամ Gaff Tape
• 2x կոշտ մետաղյա ձողեր կամ ամուր լարեր (օրինակ ՝ մետաղալարերի կախիչներից կտրված) մոտ. Երկարությամբ 12"

Առաջարկվող գործիքներ

• Մետաղական մերկացուցիչ
• Մետաղական կտրիչ
• Sոդման երկաթ
• Heերմային ատրճանակ
• Էլեկտրական փորվածք
• 1 "x 16" բահի բիտ
• Վեցանկյուն բանալիով բանալիների հավաքածու
• Տաք սոսինձ ատրճանակ
• Միկրո USB մալուխ ՝ անկյունային խրոցակով

Քայլ 1: 3D տպել պատյան, կափարիչ և էլեկտրոնիկայի տախտակ

3D տպել պատյան, կափարիչ և էլեկտրոնային տախտակ: Ներբեռնեք stl ֆայլերը այստեղ: Մասերը պետք է տպագրվեն PLA- ով 0.25 մմ լուծույթով և 20% լցմամբ, առանց լաստանավերի կամ հենարանների անհրաժեշտության:

Քայլ 2: Ավելացրեք շարժիչներ, անիվներ և ժապավեն պատյանին

Շարժիչներ. Տեղադրեք շարժիչային շարժիչները պատյան ներքևի մասում (լարերը դուրս են գալիս շարժիչների վերևից) և ամրացրեք M3x8 մմ պտուտակներով և M3 կողպեքի լվացքի մեքենաներով `օգտագործելով համապատասխան վեցանկյուն բանալի կամ պտուտակահան: Տեղադրեք անիվի հանգույցները առանցքների վրա և ամրացրեք դրանք պտուտակները ամրացնելով առանցքի հարթ մասի վրա:

Անիվներ. Ձգեք ռետինե օղակները անիվի սկավառակի արտաքին մասի շուրջը: Անիվները ամրացրեք անիվների հանգույցներին 6-32x3/8”պտուտակներով: (Անիվները կարող են ամուր տեղավորվել հանգույցի շուրջ: Եթե այո, հնարավորինս լավ դիրքում, ապա դանդաղորեն մի փոքր ամրացրեք պտուտակները ՝ պտուտակից պտուտակ անցնելով և կրկնելով, թույլ տալով, որ պտուտակները անիվը իրենց տեղը քաշեն:)

Պատրաստեք կափարիչը և PVC խողովակը. Պատյան վերևում ավելացրեք ծորան կամ գաֆֆե ժապավեն, որպեսզի գլխարկը սահեցնի ամուր և ապահով ամրացմամբ: 2,5”» չափի PVC խողովակի մի ծայրին ավելացրեք ժապավեն, այնպես որ այն սահում է գլխարկի անցքի մեջ ՝ ամուր և ապահով ամրացմամբ: Անհրաժեշտության դեպքում ժապավենը կարող է ավելացվել նաև PVC- ի մյուս ծայրին `գլխի հիմքի փոսի մեջ հարմարավետ տեղավորվելու համար:

Քայլ 3: Պատրաստեք էլեկտրոնիկայի խորհուրդը

Կպչեք ժապավենով էլեկտրոնային տախտակին. Էլեկտրոնային տախտակի կողքերին ավելացրեք ծորան կամ գաֆֆե ժապավեն, որպեսզի այն սահուն տեղավորվի պատյան ներքին մասի ռելսերի մեջ:

MPU-6050 գիրոսկոպ/արագացուցիչ. Կպցրեք կապումներն MPU-6050 գիրոսկոպի/արագացուցիչի վրա, իսկ քորոցների երկար կողմը ՝ միկրոսխեման տախտակի նույն կողմում: Օգտագործեք մեծ քանակությամբ տաք սոսինձ ՝ MPU- ն ամրացնելու համար էլեկտրոնների տախտակի հիմքից դուրս ցցված փոքր դարակին, այնպես կողմնորոշված, որ կապանքները լինեն գրատախտակի ձախ կողմում, երբ դուք դեմքով կանգնած եք դարակի վրա:

A4988 Շարժիչային շարժիչ. Օգտագործեք մի փոքր պտուտակահան `ընթացիկ սահմանափակող փոքր պոտենցիոմետրը A4988 տիպի շարժիչով շարժիչով շարժվող ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, որքանով որ այն գնում է: Շարժիչային վարորդների համար տաքացուցիչների վրա ժապավենից մաքրեք թուղթը և քսեք տպատախտակի մեջտեղում գտնվող չիպսերը ծածկելու համար: Օգտագործեք շատ տաք սոսինձ `շարժիչային շարժիչներն ամրացնելու համար (պոտենցիոմետրերով դեպի վերև) էլեկտրոնային տախտակի կողքին` դարակի դիմաց `MPU- ով, իսկ էլեկտրատախտակի վերևի երկու զույգ ուղղահայաց ճեղքերով դուրս ցցված քորոցները (զգույշ եղեք, որ սոսինձ չստանա կապում, որը պետք է դուրս գա MPU- ի նույն կողմում): Յուրաքանչյուր շարժիչի վարորդի վերևում գտնվող փոքր անցքերով անցեք կայծակաճարմանդ ՝ այն ավելի ամրացնելու տեղում:

ESP32 միկրոկառավարիչ. Տեղադրեք միկրո USB մալուխ ESP32 միկրոկառավարիչի խրոցակի մեջ (սա կօգտագործվի էլեկտրոնային տախտակից փոքր հեռավորության վրա տպատախտակի ծայրը պահելու համար, որպեսզի ESP32- ից հետո վարդակից հասանելիությունը ապահովվի: սոսնձված տեղում): Տեղադրեք ESP32- ը վարդակից աջ կողմում և նայեք չիպի կողմին, և լայն սոսինձ օգտագործեք այն տպատախտակին ամրացնելու համար, իսկ կապումներն դուրս են ցատկում տախտակի մեջտեղում գտնվող հորիզոնական ճեղքերով դեպի MPU- ն (վերցրեք զգույշ եղեք, որ սոսինձ չստանաք կապում կամ USB մալուխի վրա): Սոսինձը կարծրացնելուց հետո հեռացրեք USB մալուխը:

Քայլ 4: Էլեկտրոնային միացում

Ընդհանուր ցուցումներ. Հետևեք սխեմայի գծապատկերին (ներբեռնեք ստորև բերված pdf ֆայլը բարձր լուծման տարբերակի համար) `էլեկտրոնային բաղադրիչները միացնելու համար անհրաժեշտ մետաղալարերի ամրագոտիներ ստեղծելու համար: Երկու կապի միջև կապերը կարող են ուղղակիորեն կատարվել միայնակ կին-կին jumper լարերով: 3 կամ ավելի կապումների միջև կապերը կարող են կատարվել ստորև նկարագրված ավելի բարդ մետաղալարերի ամրագոտիներով: Harանցահորերը կարող են ստեղծվել ՝ իգական սեռի ցատկողների կիսով չափ կիսելով, այնուհետև դրանք ըստ անհրաժեշտության կպցնելով այլ բաղադրիչների (դիմադրիչներ, կոնդենսատորներ, խրոցակներ, կարճ լարեր): Բոլոր դեպքերում, զոդման հանգույցը մեկուսացնելու համար օգտագործեք ջերմության նվազեցման խողովակներ:

Մարտկոցի տուփեր. Համոզվեք, որ մարտկոցի տուփերը կարող են սահել դեպի 3D տպված պատյանների հիմքի անցքերը: Եթե դրանք չեն տեղավորվում, օգտագործեք ֆայլ ՝ դրանք ձևավորելու համար, մինչև դրանք համապատասխանեն: Ամրացրեք լարերը երկու JST SM միակցիչներից (թողնելով մոտ մեկ դյույմ) և յուրաքանչյուրը կպցրեք մարտկոցների յուրաքանչյուր տուփի լարերին:

Հիմնական հոսանքի զենք. Հիմնական հոսանքի հաղորդալարը մուտք է գործում երկու արական JST SM միակցիչ խրոցակից, որի մի վարդակից + կապը միանում է մյուսին `մյուսին` երկու մարտկոցների շարքը միացնելու համար (արդյունքում ստացվում է 12 վ համակցված մուտք)): Մյուս հաղորդալարերը միացված են 100uF կոնդենսատորի միջոցով (բուֆերային լարման ցատկերի համար. Այդ կոնդենսատորի կարճ ոտքը կցվում է կապարին, մինչդեռ ավելի երկար ոտքը `12 վ լարին) և լարման բաժանարարով` կազմված 10kohm դիմադրիչից (միացված է կապարի հետ) և 26.7kohm ռեզիստոր (միացված է +12v կապին), դիմադրությունների միջև ընկած jumper- ով, որը ESP32- ի վրա կպցնի SVP (սա ապահովում է մասշտաբային մուտք 3.3v max- ով, որն օգտագործվում է ապահովել մարտկոցների տուփերում մնացած լարման ընթերցում): Լրացուցիչ իգական ցատկողներ ապահովում են +12v (2 թռիչք) և - մուտքեր (2 թռիչք) համապատասխանաբար VMOT- ի և հարևան GND- ի քորոցների համար, սլաքների վարորդների վրա: Բացի այդ, մարտկոցի ունիվերսալ վերացումը (UBEC) զոդվում է +12v- ի և հիմնական հոսանքի լարերի լարերի հետ (UBEC- ի մուտքը գտնվում է տակառաձև կոնդենսատորի կողքով), UBEC- ի զոդման +5v և-ելքերով: իգական JST SM խրոցակին:

5V մուտք ESP32- ին. Maleոդեք արական JST SM միակցիչ վարդակից երկու կին ցատկող խրոցակի վրա, UBEC- ից 5v և GND մուտքերին ESP32- ին մուտքագրելու համար (այս խրոցը թույլ է տալիս հեշտ անջատել, երբ ESP32- ը սնուցվում է միկրո USB մուտքագրում, երբ կոդը միկրոկոնտրոլերի վրա բեռնվում է):

3.3v հոսանքի ամրագոտի. Femaleոդեք 7 կին ցատկող `ESP32- ի 3.3v կապը միացնելու համար VCC- ին MPU- ում, VDD- ի և MS1 կապումներին` սլաքների շարժիչներից յուրաքանչյուրի վրա, և տղամարդ ցատկողին, որն ուժ է ապահովում LED- ի աչքերին: (թույլ տալով էներգիայի հեշտ անջատում աչքերին, երբ ESP32- ը սնվում է միկրո USB- ից, մինչ ծածկագիրը բեռնվում է):

Գրունտի ամրագոտի. Եռակցող 3 կին ցատկող `ESP32- ի GND կապը միացնելու համար GND կապերին (VDD քորոցի կողքին)` յուրաքանչյուր քայլող շարժիչով:

Stepper- ը միացնում է ամրագոտին. Եռակցող 3 կին ցատկող `ESP32- ի P23 կապը միացնելու համար stepper շարժիչներից յուրաքանչյուրի ENABLE կապումներին:

Միայնակ թռիչքային միակցիչներ. Մեկ թռիչքներն օգտագործվում են հետևյալ միացումներ կատարելու համար.

• GND ESP32- ից GND ՝ պրոցեսորի վրա
• P21- ը ESP32- ից SCL- ին MPU- ում
• P22- ը ESP32- ից SDA- ին MPU- ում
• P26- ը ESP32- ից DIR- ին `ձախ սլաքի վարորդի վրա
• P25 ESP32- ից դեպի STEP ձախ սլաքի վարորդի վրա
• Jumper SLEEP և RESET ձախ սլաքի վարորդի վրա
• P33 ՝ ESP32- ից մինչև DIR ՝ աջ սանդղակի վարորդի վրա
• P32- ը ESP32- ից դեպի STEP աջ սանդղակի վարորդի վրա
• Jumper SLEEP և RESET աջ սանդղակի վարորդի վրա

Միացրեք UBEC- ը. UBEC- ի ելքի էգ JST SM վարդակից կարելի է միացնել համապատասխան արական խրոցակին, որը սնուցում և սնուցում է ESP32- ի 5v և GND մուտքերին: Այնուամենայնիվ, այս խրոցը պետք է անջատվի, երբ ESP32- ը սնուցվում է միկրո USB- ով (օրինակ ՝ բեռնման կոդը), հակառակ դեպքում ESP32- ից հիմնական հոսանքի հակադարձ հոսանքը կխաթարի ESP32- ի պատշաճ աշխատանքը:

Տեղադրեք էլեկտրոնային տախտակ. Սահեցրեք էլեկտրոնիկայի տախտակը պատյան ներքին մասի ռելսերի մեջ:

Միացրեք շարժիչի մալուխները. Միացրեք լարերը ձախ շարժիչից դեպի ձախ սլաքի վարորդին, համապատասխանաբար 1B, 1A, 2A և 2B կապերին կապող կապույտ, կարմիր, կանաչ և սև լարերը: Միացրեք լարերը աջ շարժիչից դեպի աջ սլաքի վարորդին, համապատասխանաբար կապույտ, կարմիր, կանաչ և սև լարերը միացնող 2B, 2A, 1A և 1B կապերին (նշեք, որ շարժիչները լարված են հայելային պատկերով, քանի որ դրանք ունեն հակառակ կողմնորոշումներ): Շարժիչի ավելորդ լարերը կպցրեք պատյանների ստորին հատվածին:

Միացրեք մարտկոցները. Սահեցրեք մարտկոցները պատյանների գրպանների մեջ և միացրեք նրանց JST SM միակցիչ վարդակները հիմնական հոսանքի լարին մուտքի համապատասխանող արական խրոցակին (մարտկոցի առջևի տուփը կարող է ուղղորդվել անցք էլեկտրոնիկայի տախտակի կենտրոնում ՝ հետևի վարդակից մուտք գործելու համար): Մարտկոցների տուփերը կարող են անջատվել, ինչը թույլ է տալիս հեշտությամբ տեղադրել նոր մարտկոցներ: Մարտկոցի ցանկացած մարտկոցի միացման անջատիչն անջատված դիրքի կհանգեցնի հոսանքի միացմանը (քանի որ փաթեթները շարված են). Բոտի հետևի անջատիչները պետք է միացված լինեն, որպեսզի միացումն ակտիվանա:

Քայլ 5: Պատրաստեք գլուխը և աչքերը

Երկարացրեք գլխի հիմքում գտնվող անցքը. Օգտագործեք 1”բահի փորված գայլիկոն` գլխի ներքևի հատվածի խորությունը մեծացնելու համար, որպեսզի այն ավարտվի աչքերի բարձրությունից վեր (օգտակար է մի փոքր կտոր դնել ժապավենը բիտի լիսեռի համապատասխան վայրում `նշելու, թե երբ է հասել համապատասխան խորությունը): Հորատվելուց առաջ 2-3 »բիթը մղեք փոսի մեջ, որպեսզի չվնասեք փոսի բացումը (դուք կցանկանաք ամուր տեղավորվել PVC խողովակի վրա, որն այն կպահի պատյանի կափարիչին): Պահպանեք մի փոքր ավելի մեծ չափաբաժիններ `ավելի ուշ աչքերը լիցքավորելու համար:

Ստեղծեք կեռիկներ լարերը մղելու/քաշելու համար. Կոշտ մետաղյա գավազանի մի ծայրին թեքեք մի փոքր N ձև (սա կօգտագործվի լարերը մղելու համար, որպեսզի լուսադիոդային աչքերը միացնեն պոլիստրոմի գլխիկի միջոցով): Թեքեք մի փոքր մանգաղ մյուս թունդ մետաղյա գավազանի ծայրին (սա կօգտագործվի գլխի ներքևի անցքից մետաղալարը դուրս հանելու համար):

Լարեր անցկացրեք. Կարմիր, դեղին, կանաչ և կապույտ լարերի ծայրերում կապեք մեծ օղակներ ՝ օգտագործելով ամուր հանգույցներ: Աշխատելով միանգամից մեկ մետաղալարով, օղակը ամրացրեք N ձևի կեռիկի ծայրին և մղեք այն գլխի աչքով ՝ ուղին հորիզոնական պահելով և ուղղված դեպի գլխի կենտրոնական անցքը: Երբ մետաղալարը մղվում է փոսի մեջ, օգտագործեք կեռ գավազանով ՝ գլխի ներքևից բռնելով օղակը և քաշեք այն անցքից ՝ մյուս ձողը հանելով նաև աչքից (թողնելով 2-3 դյույմ մետաղալար գլխի ներքևում և կախված աչքից): Կրկնեք գործընթացը մյուս երեք գունավոր մետաղալարերի հետ ՝ հետևելով նույն ուղուց դեպի աչք դեպի կենտրոնական անցք (օգտագործեք պիտակավորված կայծակ կապով `այս լարերը միասին ամրացնելու համար և նշեք, թե որ աչքն են նրանք վերահսկում): Կրկնեք երկրորդ աչքով ևս 4 լարով:

Կցեք RGB LED- ները. Կարճացրեք RGB լուսադիոդների լուսարձակները ՝ համոզվեք, որ նշեք ընդհանուր անոդը (ավելի երկար կապարը և նշեք R- ի գտնվելու վայրը (անոդի մի կողմի միակ լարը, ինչպես ցույց է տրված սխեմայի վրա) և G և B տողերը (անոդի մյուս կողմում գտնվող երկու լարերը): erոդեք համապատասխան լարերը, որոնք կախված են աչքերից մեկից LED- ին (կարմիրը ՝ անոդին, դեղինը ՝ R- ը, կանաչը ՝ G- ն, իսկ կապույտը ՝ B- ն):, ջերմամեկուսիչ խողովակներով կապերը մեկուսացնելով: Մղեք լուսադիոդի լարերը գլխի մեջ, բայց թողեք, որ մի փոքր դուրս գա մինչև փորձարկվելը: Կրկնեք գործընթացը մյուս LED- ով և մյուս աչքից լարերով:

Կցեք ցատկող լարեր. Sոդեք 220 օմ դիմադրիչ և կանացի միակցիչով ցատկող մետաղալար `գլխի ներքևից դուրս ցցված յուրաքանչյուր դեղին, կանաչ և կապույտ լարերի վրա: Միացրեք երկու կարմիր մետաղալարերը և ամրացրեք տղամարդու միակցիչով մի ցատկողի հետ (նշեք. Սա միակ արու թռիչքն է, որն անհրաժեշտ է շղթայում):

Միացրեք թռիչքաձողերը և ամրացրեք գլուխը. Անցեք թռիչքաձողերը գլխարկի մեջ գտնվող PVC խողովակի միջով և սահեցրեք PVC- ն գլխի անցքի մեջ `ամրացնելով այն գլխարկին: Կցեք արու թռչկոտող թռչկոտիչին 3.3 վ լարման գոտու վրա, իսկ կանացի RGB թռչկոտիչը ՝ ESP32- ին (ձախ աչքի դեղին, կանաչ և կապույտ լարերը համապատասխանաբար P4, P0 և P2 և դեղին, կանաչ և կապույտ) աջ աչքի լարերը համապատասխանաբար P12, P14 և P27): Վերջապես, ամրացրեք գլուխը/գլխարկը հիմնական պատյանին:

Քայլ 6: Վերբեռնեք ծածկագիրը և տեղադրեք վարորդական կայանը

Տեղադրելով HeadBot ծածկագիրը ESP32- ում. Ներբեռնեք և տեղադրեք Arduino IDE- ն ձեր համակարգչում: Այցելեք https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa և կտտացրեք «Ներբեռնեք փոստային հասցե» կանաչ «Clone or Download» կոճակի տակ: Տեղափոխեք ներսում սեղմված թղթապանակը ձեր համակարգչի ցանկացած վայր և վերանվանեք այն «ursa»

Բացեք ursa.ino- ն ՝ օգտագործելով Arduino IDE- ն: «Ֆայլ» բաժնի նախապատվությունների ցանկում «https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json» բաժնում ավելացրեք «Լրացուցիչ տախտակների մենեջերի հասցեներ»: Տեղադրեք esp32 տախտակները Espressif Systems- ի կողմից Գործիքներ> Տախտակի կառավարիչ բաժնում: Գործիքներ> Տախտակ ընտրեք «esp32 dev module» բաժնում: Տեղադրեք Pret by Brett Beauregard գրադարանը ՝ «Էսքիզ» ընտրացանկում կտտացնելով «Գրադարանների կառավարում» կոճակին:

Միացեք ESP32- ին `օգտագործելով USB-MicroUSB մալուխը: Ընտրեք տախտակը Գործիքներ բաժնում: Սեղմեք և պահեք «I00» պիտակով փոքր կոճակը ESP32- ի միկրո USB միակցիչի կողքին, այնուհետև սեղմեք Arduino IDE- ի բեռնման կոճակը և բաց թողեք «I00» - ը, երբ Arduino IDE- ն ասի, որ դա «Միանում է…»: Վերբեռնումն ավարտվելուց հետո MicroUSB մալուխը կարող է անջատվել:

HeadBot վարորդական կայանի տեղադրում. Ներբեռնեք և տեղադրեք Processing ձեր համակարգչում: Այցելեք https://github.com/SouthEugeneRoboticsTeam/ursa-ds-prototype և ներբեռնեք ծածկագիրը: Բացեք «ursaDSproto.pde» - ն ՝ օգտագործելով Processing IDE- ն: Տեղադրեք Ketai, Game Control Plus և UDP գրադարանները Processing- ի գրադարանի մենեջերի միջոցով (Էսքիզներ> Ներմուծման գրադարան): Եթե ձեր համակարգչի վրա աշխատում եք սկավառակի կայանը, ապա մշակման պատուհանի վերևի աջ անկյունում բացվող ընտրացանկում ընտրեք Java ռեժիմ; Android- ում այն գործարկելու համար տեղադրեք Android ռեժիմը մշակման համար ՝ կտտացնելով վերևի աջ մասում գտնվող «Java» բացվող ընտրացանկին: Այնուհետեւ, միացրեք սարքը, միացրեք USB կարգաբերումը, ընտրեք Android ռեժիմ: Drive կայանը գործարկելու համար կտտացրեք «Գործարկել ուրվագիծը»: Եթե ձեր համակարգիչը միացված է Android սարքին, ապա վարորդական կայանը կտեղադրվի դրա վրա:

Քայլ 7: Սկսեք HeadBot- ը և կարգավորեք PID- ի արժեքները

Գործարկում. Համոզվեք, որ մարտկոցի տուփերը միացված են, և որ UBEC ելքը միացված է ESP32 մուտքային միակցիչին: Headbot- ը կողքին պառկած է կայուն դիրքում, միացրեք էներգիան ՝ մարտկոցի երկու տուփերի հոսանքի անջատիչը սահելով դեպի ON դիրքը, թողնելով Headbot- ը մի քանի վայրկյան անշարժ վիճակում, մինչ գիրոսկոպը գործարկվում է: Կարճ ուշացումից հետո դուք պետք է կարողանաք տեսնել Headbot wifi ազդանշանը (SERT_URSA_00) այն սարքում, որը կօգտագործեք բոտը կառավարելու համար. Ընտրեք այն և մուտքագրեք «Headbot» գաղտնաբառը: Կապ հաստատվելուց հետո գործարկեք շարժական կայանի ծրագիրը ձեր հեռախոսի/պլանշետի վրա կամ գործարկեք սկավառակի սկավառակի մշակումը ձեր համակարգչում: Startsրագիրը գործարկելուց և կապ հաստատվելուց հետո դուք պետք է տեսնեք, որ «սկիպիդար» արժեքը սկսում է արձագանքել ՝ ցույց տալով Headbot- ի թեքությունը:

PID- ի արժեքներ սահմանելը. Headbot- ը կառավարելու համար հարկավոր է կարգավորել PID- ի արժեքները: Այստեղ նկարագրված Headbot- ի տարբերակի համար: Շարժիչ կայանի վերին ձախ մասում գտնվող քառակուսու վրա սեղմելը կհանգեցնի արժեքների ճշգրտման սահիչներ: Առաջին երեք սահիչները նախատեսված են P, I և D անկյունի (PA, IA և DA) համար հարմարեցնելու համար: Այս արժեքներն առաջնային նշանակություն ունեն Headbot- ին հավասարակշռությունը պահպանելու հնարավորություն տալու համար: Ստորին երեք սահիչները նախատեսված են P, I և D արագության համար (PS, IS և DS) կարգավորելու համար: Այս արժեքները կարևոր են, որպեսզի Headbot- ը կարողանա ճիշտ կարգավորել իր շարժման արագությունը `ըստ ջոյսթիկի մուտքի: Headbot- ի այս տարբերակով լավ մեկնարկային արժեքներն են PA = 0.08, IA = 0.00, DA = 0.035, PS = 0.02, IS = 0.00 և DS = 0.006:Այս արժեքները սահմանելուց հետո կտտացրեք «Պահել կարգավորումը» վանդակը սկավառակի վերևի ձախ մասում (սա պահում է պարամետրերը ավելի դիմացկուն ձևով, որը կպահպանի բոտի վերաբեռնումը):

Փորձեք ամեն ինչ. Սեղմեք մեքենայի կայարանի վերևի աջ մասում գտնվող «Jոյսթիք» բարին ՝ ռոբոտին կառավարելու ջոյսթիք բերելու համար: Գլուխը բարձր կանգնեցրեք գրեթե հավասարակշռված կողմնորոշմամբ և սեղմեք մուգ կանաչ Enable քառակուսին վերևի աջ կողմում (հարևան կարմիր վանդակը սեղմելը կակտիվացնի բոտը): Եթե ամեն ինչ լավ ընթանա, դուք կունենաք ինքնահավասարակշռող Headbot, բայց, ամենայն հավանականությամբ, ձեզ հարկավոր է ճշգրիտ կարգավորել PID- ի արժեքները: Սովորաբար P- ի համեմատ քիչ I կամ D կա, ուստի սկսեք այնտեղից: Շատ քիչ, և այն չի արձագանքի: Չափից շատ, և այն կտատանվի այս ու այն կողմ: Սկսեք Սկսեք անկյունային PID արժեքներից ՝ փոքր փոփոխություններ կատարելով ՝ տեսնելու համար, թե ինչպես են իրերը ազդում: Անկյունային հանգույցի որոշ D տերմին կարող է օգնել նվազագույնի հասցնել տատանումները, բայց փոքր քանակությունը կարող է արագ բերել շատ ցնցումներ, ուստի օգտագործեք խնայողաբար: Եթե Անկյունի արժեքները ճիշտ են, Headbot- ը պետք է դիմադրի որոշ նուրբ հարվածների ՝ առանց ընկնելու: Սպասվում են փոքր ցնցումներ, մինչդեռ Headbot- ը հավասարակշռված է, քանի որ յուրաքանչյուր ճշգրտման հետընթաց շարժիչները շարժվում են 0,9 աստիճանի կես քայլերով:

Հավասարակշռության հասնելուց հետո փորձեք քշել ՝ կատարելով ջոյսթիկի փոքր շարժումներ, կատարելով Speed PID- ի արժեքների փոքր ճշգրտումներ, որպեսզի բոտը պատասխանի սահուն, նրբագեղ կերպով: I տերմինի ավելացումը կարող է օգտակար լինել ռոբոտին, որը չի հավատարիմ սահմանված արագությանը: Warnedգուշացեք, սակայն. Speed PID- ի արժեքների փոփոխությունները կպահանջեն հետագա ճշգրտումներ անկյունային PID- ի արժեքներին (և հակառակը), քանի որ PID օղակները փոխազդում են:

Headbot- ի ընդհանուր քաշի և քաշի բաշխման փոփոխությունները (օրինակ ՝ ակնոցներ, դիմակներ, կեղծամներ կամ գլխարկներ կրելիս) կպահանջեն PID- ի արժեքների հետագա ճշգրտում: Ավելին, եթե զգեստները չափազանց շատ են շեղում հավասարակշռությունը, գուցե անհրաժեշտ լինի շտկել մեկնարկային pitchOffset արժեքը ursa.ino ծածկագրում և ծածկագիրը վերաբեռնել ESP32- ում:

Երկրորդ տեղ ռոբոտաշինության մրցույթում