Construire un hexapode pour ceux qui ne veulent pas bricoler, mais veulent programmer

Bonjour à tous. Dans cet article, je vais essayer de partager ma petite expérience dans la construction d'un robot araignée économique mais technologiquement bon.

Brève introduction:

Une fois, après avoir lu beaucoup d'articles intéressants sur la façon de construire des robots de marche à plusieurs pattes, j'ai également eu une idée. Mais ces articles qui m'ont traversé se sont concentrés davantage sur la façon de le fabriquer. Propriété de fichiers en filigrane, miracles avec du plexiglas, cercle technique pour quelqu'un à la maison éclairé par une découpeuse laser, une fraiseuse, etc., ce que la plupart des gens n'ont évidemment pas.

L'autre côté désagréable était que les cerveaux étaient principalement utilisés - sinon Arduino, puis STM32. Je voulais faire de la programmation. Pour apprendre au robot à courir après le ballon, éviter les obstacles, se déplacer dans un espace ouvert. C'est pour cela qu'il faut plus que de l'arduin. Tous les désirs reposaient sur l'argent, ce qui n'est pas suffisant, et sur les mains, qui sont tordues. Je vais essayer de dire comment j'ai contourné ces deux obstacles.

Plateforme:

En tant que plateforme, j'ai découvert des kits prêts à l'emploi sur aliexpress ou ebee. Comme ceci:



Ce sont des ensembles d'artisanat sculptés en aluminium. Assez léger, un peu plus lourd que le plastique, mais déjà en métal. Cherché pour "kit de robot hexapode à 6 pattes", il peut être trouvé jusqu'à 100 $, et le kit comprendra non seulement de grandes pièces, mais aussi de petits roulements, boulons, écrous, en général tout ce dont vous avez besoin.

Ils sont sans servomoteurs, que je recommande de commander séparément. Vous pouvez commander avec des moteurs, mais je recommanderais de ne pas faire confiance aux Chinois dans ce choix. Leur facteur de forme est unifié, vous pouvez donc trier un grand nombre de servos, selon les goûts. Ensuite, j'ai fait la première erreur. Ayant déjà appris que les servomoteurs diffèrent dans ce qu'ils peuvent être:

• . 3 1 , 5, 10. , ;
• . . . ;
• . , , , , .

J'ai pensé - eh bien, bien sûr, j'ai besoin d'un robot sur les engrenages en fer les plus solides (12 kg / cm) avec un contrôleur numérique (dans mon cas, c'était le chinois TOWARD PRO 996M). Et ce n'est que lorsque le robot a pu se tenir debout sur ses pieds qu'en utilisant au moins 10 PSU Stanionary PSU et qu'il manquait de piles - il a juste tiré ses pattes et les fils ont commencé à fondre, j'ai réalisé qu'il fallait être plus modeste.



Non seulement je ne pouvais pas l'alimenter (pour une raison quelconque, l'idée de batteries à plusieurs étages ne plaisait pas), mais le poids de 20 servomoteurs à engrenages en fer ajoutait quelques kilogrammes. Le prochain lot de passe-temps m'est venu avec des servos analogiques en plastique de 5 kg. Le robot se tenait gaiement sur un bloc d'alimentation fixe, mais 5 batteries au nickel ne l'ont pas soulevé. Ayant terminé 5 de plus, il s'est avéré que c'est assez (et suffisant pour longtemps).



En soupirant tristement au sujet des 20 servomoteurs pas si premiers lancés dans le vent pour 100 dollars, j'ai commencé à penser comment il serait maintenant pratique de tout gérer et quels cerveaux utiliser. Pour la première fois, pour vérifier les servos, j'ai utilisé une planche montée sur mon genou avec le stm32f4 Discovery coincé.



Mais je n'avais aucune envie ni de souder davantage ni d'empoisonner les planches. Il fallait quelque chose de plus ... pratique.

Puisqu'il s'agissait de vision industrielle pour les besoins, j'ai pris une part burberry A +, elle se distingue par sa petite taille et sa faible consommation de courant. L'ensemble de la partie numérique du robot consomme environ 150 mA. Soit dit en passant, le routeur TP-Link mr3020, qui est de la même taille et très populaire parmi les amateurs de petits morceaux de fer avec Linux intégré, consomme exactement la même quantité, avec seulement 32 Mo de RAM et 4 Mo de ROM. Ce qui ne tourne pas dessus comme il se doit. Raspberry a 256 Mo de RAM et une carte mémoire SD.



Son prix actuel est d'environ 20 avec un sou d'euros.

Ensuite, il était nécessaire de contrôler les jambes avec quelque chose, et 2 cartes avec des contrôleurs PWM, contrôlées via le bus I2C et ayant chacune 16 sorties, ont été achetées. Sur Aliexpress, ils vendent environ 5 dollars par pièce.



Des modules I2C d'une horloge, d'un gyroscope, d'une boussole numérique, d'un baromètre / thermomètre y ont également été achetés. Et aussi 2 cartes - une charge une batterie au lithium de 5 volts, et la seconde fait une batterie au lithium de 3 volts 5 à la sortie. Cela était nécessaire pour utiliser une batterie au lithium séparée (de l'ancien téléphone portable) pour alimenter la partie numérique afin d'éviter les interférences des moteurs.

Au total pour l'argent, il ressort du calcul de 2 à 5 dollars par module.

Tous les modules (capteurs et servocontrôleurs) sont suspendus au même bus i2c, et jusqu'à présent ils fonctionnent sans problème, ne nécessitant que 4 fils de framboise.



Un autre dossier attendait au stade du choix d'un appareil photo. Pour 20 dollars a été commandé "Raspberry PI camera noIr" - une caméra qui se connecte à une prise spéciale framboise. La joie de ce qu'elle voit dans la gamme IR a été immédiatement éclipsée par le fait que le rendu des couleurs dépendait beaucoup de la source de lumière. Il n'était pas question de vision industrielle lorsque la balle d'essai était rouge le jour et blanche le soir. Pour les mêmes 20 dollars, un simple appareil photo a été acheté, ce qui permet de bien faire face aux tâches.

J'ai été particulièrement heureux que pour toutes les planches, il soit très facile de trouver des exemples sur le python, avec lesquels vous pouvez rapidement vérifier leur fonctionnement - contracter avec un servomoteur ou voir l'angle

Ainsi, pour environ 300 $, vous pouvez assembler un robot à 6 pieds, Linux à bord, alimenté par batterie, avec des capteurs et une caméra. La soudure n'est requise que pour la boucle I2C et les fils d'alimentation. Bien sûr, ce n'est pas tout, l'intention de continuer à le peser avec des capteurs et, probablement, des manipulateurs, mais alors c'est l'imagination des concepteurs. Un approvisionnement en poids utile est présent - sous cette forme, le robot tient son poids sur 3 jambes.

Les batteries qui alimentent le cerveau (4,5 Ah) durent plusieurs heures et les batteries au nickel (5 Ah) pour faire plusieurs allers-retours au bureau plusieurs fois (jusqu'à ce que le jour puisse être planté). La première batterie est chargée à partir de l'adaptateur USB, la seconde par une charge universelle pour les batteries au nickel, que l'on trouve dans les magasins spécialisés dans les modèles radio.

Il n'a pas été possible de mettre en évidence de nombreux points, car le trajet le long du râteau a duré plus d'un an.



J'espère que mon message encouragera quelqu'un à augmenter le nombre de robots.



PS: Je ne touche pas spécifiquement aux problèmes logiciels, car je considère ce robot comme un simulateur et un mécanisme modérément polyvalent et universel.

Source: https://habr.com/ru/post/fr393585/