Construindo um hexapod para quem não quer mexer, mas quer programar

Olá pessoal. Neste artigo, tentarei compartilhar minha pouca experiência na construção de um orçamento, mas tecnologicamente bom robô-aranha.

Breve introdução:

Depois de ler muitos artigos interessantes sobre como construir robôs ambulantes de várias pernas, também tive uma ideia. Mas os artigos que me apareceram se concentraram mais em como elaborá-lo. Propriedade de arquivos em filigrana, milagres com plexiglás, um círculo tecnológico para alguém em casa iluminado com um cortador a laser, uma fresadora e assim por diante, que a maioria das pessoas obviamente não possui.

O outro lado desagradável era que os cérebros eram usados ​​principalmente - se não o arduino, o STM32. Eu queria fazer programação. Para ensinar o robô a correr atrás da bola, evite obstáculos, mova-se no espaço aberto. É para isso que é preciso mais do que arduino. Todos os desejos se apóiam no dinheiro, que não é suficiente, e nas mãos, que são tortas. Vou tentar contar como contornei esses dois obstáculos.

Plataforma:

Como plataforma, descobri kits prontos no aliexpress ou no ebee. Assim:



são conjuntos de artesanato esculpidos em alumínio. Bastante leve, um pouco mais pesado que o plástico, mas já metálico. Pesquisado por "kit de robô hexapod de 6 pernas", ele pode ser encontrado por até US $ 100, e o kit incluirá não apenas peças grandes, mas também rolamentos de giro pequenos, parafusos, porcas, em geral tudo o que você precisa.

Eles ficam sem servomotores, que eu recomendo encomendar separadamente. Você pode encomendar com motores, mas eu recomendaria não confiar nos chineses nessa escolha. Seu fator de forma é unificado, para que você possa resolver vários servos, dependendo do gosto. Então eu cometi o primeiro erro. Tendo aprendido anteriormente que os servomotores diferem no que podem ser:

• . 3 1 , 5, 10. , ;
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Eu pensei - bem, é claro que preciso de um robô com as engrenagens de ferro mais fortes (12 kg / cm) com um controlador digital (no meu caso, era o chinês TOWARD PRO 996M). E somente quando o robô conseguia se manter em pé usando apenas um mínimo de 10 PSUs de estéreis amperados e sem baterias - apenas puxava as patas e os fios começavam a derreter, percebi que era necessário ser mais modesto.



Não só não consegui fornecer energia (por algum motivo, a idéia de baterias de vários andares não atraiu), como o peso de 20 servomotores com engrenagens de ferro acrescentou alguns quilos. O próximo lote de hobbies chegou até mim com servos analógicos, de plástico de 5 kg. O robô estava alegremente em uma fonte de alimentação estacionária, mas cinco baterias de níquel não a levantaram. Depois de terminar mais 5, descobriu-se que isso é bastante (e suficiente por um longo tempo).



Suspirando tristemente sobre os não-primeiros 20 servomotores lançados ao vento por 100 dólares, comecei a pensar em como agora seria conveniente gerenciar tudo e quais cérebros usar. Pela primeira vez, para verificar os servos, usei uma placa montada no joelho com o stm32f4 Discovery preso.



Mas eu não tinha nenhum desejo de soldar mais ou envenenar as placas. Algo mais ... era necessário.

Como era uma visão de máquina para os propósitos, tomei uma parte A + da Burberry, que se distingue por seu tamanho menor e baixo consumo de corrente. Toda a parte digital do robô consome cerca de 150 mA. A propósito, o roteador TP-Link mr3020, que tem o mesmo tamanho e é muito popular entre os amantes de pequenos pedaços de ferro com Linux integrado, consome exatamente a mesma quantidade, com apenas 32 MB de RAM e 4 MB de ROM. O que não dá a volta como deveria. Raspberry tem 256 MB de RAM e um cartão de memória SD.



Seu preço atual é de cerca de 20 com um centavo de euros.

Em seguida, foi necessário controlar as pernas com alguma coisa, e duas placas com controladores PWM, controladas pelo barramento I2C e com 16 saídas cada, foram adquiridas. No Aliexpress, eles vendem cerca de 5 dólares por peça.



Também foram comprados módulos I2C de um relógio, giroscópio, bússola digital, barômetro / termômetro. E também duas placas - uma carrega uma bateria de lítio de 5 volts e a segunda produz uma bateria de lítio de 3 volts 5 na saída. Isso foi necessário para usar uma bateria de lítio separada (do telefone celular antigo) para alimentar a parte digital, a fim de evitar interferências dos motores.

No total, o dinheiro saiu do cálculo de 2 a 5 dólares por módulo.

Todos os módulos (sensores e servocontroladores) ficam no mesmo barramento i2c e, até agora, funcionam sem problemas, exigindo apenas 4 fios da framboesa.



Outro arquivo aguardava na fase de escolha de uma câmera. Por 20 dólares foi encomendado o "Raspberry PI camera noIr" - uma câmera que se conecta a uma tomada especial de framboesa. A alegria do que ela vê na faixa de infravermelho foi imediatamente ofuscada pelo fato de a reprodução de cores depender muito da fonte de luz. Não havia nenhuma visão de máquina quando a bola de teste estava vermelha durante o dia e branca à noite. Pelos mesmos 20 dólares, foi comprada uma câmera simples, que lida muito bem com as tarefas.

Fiquei especialmente satisfeito com o fato de que, para todas as placas, é muito fácil encontrar exemplos no python, com os quais você pode verificar rapidamente sua operação - se contorcer com um servomotor ou ver o ângulo

Assim, por cerca de US $ 300, você pode montar um robô com 6 pernas, Linux a bordo, alimentado por bateria, com sensores e uma câmera. A solda é necessária apenas para o circuito I2C e os fios de energia. Obviamente, isso não é tudo, planeja continuar a pesá-lo com sensores e, provavelmente, manipuladores, mas é a imaginação dos designers. Um suprimento de peso útil está presente - desta forma, o robô mantém seu peso em três pernas.

As baterias que alimentam o cérebro (4,5Ah) duram várias horas e as baterias de níquel (5Ah) vão e voltam pelo escritório várias vezes (até que o dia possa ser plantado) .A primeira bateria é carregada do adaptador USB, a segunda por carregamento universal para baterias de níquel, que podem ser encontradas em lojas especializadas em modelos de rádio.

Não foi possível destacar muitos pontos, pois a viagem ao longo do rake durou mais de um ano.



Espero que meu post incentive alguém a aumentar o número de robôs.



PS: Eu não ligo especificamente para problemas de software, porque considero esse robô um simulador e um mecanismo moderadamente versátil e universal.

Source: https://habr.com/ru/post/pt393585/