大家好！ 六脚架的开发正在进行中，现在该展示固件设计和计划的根本变化。 由于新的电子设备和外壳的冗长设计，新文章的发布出现了很大的停顿。 原则上，这将是文章，一如既往的图片很多。
发展阶段：第1部分-设计第2部分-组装第3部分-运动学第4部分-数学轨迹和序列第5部分-电子产品第6部分-过渡到3D打印一些一般要点
我给该项目起了一个新的名字，因为目前尚无实用程序可言。 实际上，SKYNET是一个天体网络，或者类似的东西（天空-天空，网络-网络）。 在这种情况下，没有网络，甚至没有天空。
新名称是
AIWM（人工智能步行机） -一种具有人工智能的步行机。 以智慧为代价，现在还为时过早，但突然之间我可以活到这一点:)
我做了简短的演示，介绍了当前功能（从第二分钟开始对新设计进行预览）。
功能变更
在重新设计期间，出现了许多想法和复杂性。 删除了一些不必要的部分，并添加了新功能。 以下是计划实施的更改的列表：
- 多处理器体系结构。 目前计划使用3个MCU：机器视觉控制器（Broadcom BCM2835），电源控制器（STM32F030），头部控制器（STM32F373）；
- 机器视觉控制器是现成的Raspberry Pi Zero模块，将用于收集，处理和识别相机中的物体。 已为此连接了所有必需的硬件。 在从站模式下使用ModBus协议进行通讯；
- 电源控制器是功能强大（高达250W）的DC-DC，具有通过通信实时调整输出电压的能力。 它为六足动物的所有电子设备供电，是它的心脏。 也许将来可能会切换到7.4V驱动器的直接电源，但是即使在Ali上，这种驱动器也相当昂贵。 在从站模式下使用ModBus协议进行通讯；
- 头控制器是此体系结构中的链接。 他从事运动处理并提供与外界通信的界面。 在从站模式（外部环境）和主站模式（进程间通信）下，根据ModBus协议进行通信；
- 如果Raspberry Pi Zero有足够的免费资源，则视频流支持或WIFI图像传输可在视线外进行控制；
- 决定将控制权转移到蓝牙（将使用现成的BLE-UART HM-10桥接器），因为从理论上讲，WIFI已用于向控制面板广播视频。 另外，我希望能够从远程服务器上即时更新固件或配置，并且如果您使用WIFI进行通讯，则您将不再在线。
- 前面管理RGB LED以便在黑暗中照明并同时显示FW的状态；
- 触摸传感器被集成到腿的结构中，这将允许更智能的运动算法；
头控制器或控制板
我对当前的夹心板感到厌倦，因此决定设计新的控制板，同时考虑到设计中的创新。 在设计过程中，显示器被扔掉了（不是真的，那是什么用途，在那里需要他）和一个超声波测距仪（然后是鸟粪）。 一路走来，我决定迁移到STM32F373以便最终摆脱Arduino，并且在该处理器中很好地存在FPU，它确实吸引了安装它。
在绘制了一周的电路并进行了跟踪之后，出现了电路板的电子原型。 设计总共花了20个小时，为减少可能的错误来源，计划逐步过渡到新的电子产品。 在这种情况下，第一个控制计划将与旧电源板一起启动。
为了与当前的Android软件兼容，在WIFI-UART桥下提供了占位空间，该桥现在已在原型中使用。 该板的屏幕截图如下所示（WIFI-UART已在3D视图中删除，因为Altium出于某种原因完全以一种颜色显示其模型）。 实际上，使用什么进行通信没有区别-主要是接口输出具有UART。
主板上提供以下连接器：
-主电源是来自平衡连接器的12V +触点，用于监视每个电池的电压；在此基础上，您还可以确定所连接电池的类型（电池数量）；
-用于将信号传输到伺服电源板的连接器；
-机器视觉控制器和电源控制器的连接器；
-用于控制正面RGB LED的连接器；
-四肢触摸传感器的连接器；
-用于连接压电发射器的连接器。 假定高音扬声器已经具有控制电路，并且我们仅切换电源。
一切都非常简单，转向STM应该很轻松。 我已经成功地设计了代码，足以替换使用外围寄存器的驱动程序。
电源控制器
随着我在电子领域的经验的增加，通过一连串的反复试验，我终于能够理解DC-DC。 实际上，那里没有什么复杂的，主要的是要知道线圈如何工作以及为什么在那里实际需要它。
为了控制强大的负载（在这种情况下为18个驱动器，平均功耗为12-15A），需要比简单的DC-DC效率更高的负载。 通常，二极管的瓶颈是二极管，二极管在大电流下开始加热房间。 驱动器的电源电压为6V，输入电压最高为12V，在这种情况下，二极管的工作频率约为周期的50％（粗略估计，不考虑电压降和其他干扰）。 因此，即使使用肖特基二极管，分配给它的功率也足够大，可以开始考虑散热问题。
同步DC-DC得以抢救，其中使用场效应晶体管代替二极管。 使用良好的晶体管，沟道电阻足够低，可以驱动大电流而不会产生大量热量。 异步DC-DC和同步之间的主要区别如下所示：
通常，在阅读了大量信息之后，我最终决定了要求：
- 在额定模式下能够驱动高达20A的电流；
- 违反正常操作过渡到紧急模式：线圈过热或饱和，电源开关过热，输入电压低，短路，输出电压不足和其他问题；
- 与DC-DC通信以获取测量值的能力：输入和输出电压，电流消耗，线圈温度和电源开关；
- 足够的效率；
我决定使用STM32F030微控制器设计DC-DC，它花费一分钱，并且具有解决问题所需的所有外围设备。 使用此MK的唯一缺点是在100kHz频率下以25mV的步进进行相当粗略的电压调整。 为了获得更高的精度，您需要在板上使用带有高分辨率定时器的MK，或者降低晶体管的开关频率。 对于我的要求，此电压调节步骤已足够。
目前，第一个原型已经设计和组装，展示了电路的效率。 在电路板的调试配置中，使用保护电阻通过直通电流（在设置开关晶体管之间的停滞时间时是必需的），在11A的电流下，粗略测量的效率为87％。
当我想到它时，有关DC-DC的更多详细信息将在稍后。 有趣的是，快门驱动器和MK的味道非常有趣:)顺便说一下，这些晶体管非常强大，以至于由于故障，通过的电流烧毁了印刷电路板，同时晶体管仍然完好无损。
关于新建筑的一些知识
电子学非常有趣，但是您也不必忘记机械学。 最终，六足动物获得了足够的封闭状态，从那里不会伸出电线和印刷电路板。 他在这里
在设计过程中，我试图避免调整肢体和身体本身的大小，因为以前的版本在驱动器的速度和负载方面表现得很好。 通常，仅保留腿的位置和大小的想法保留在先前的建筑物中，其余部分则进行了重新设计。
设计中最困难的部分是船体设计的开发。 起初，由于幻想与现实之间的差异，我想多次放弃这项业务，但是装饰元素日渐开始出现，这种感觉消失了。 毕竟，雕塑家也不会立即磨碎他的创作，而这一刻只需要经历即可。
该包装盒是一组零件，用于随后用M3的“螺栓”螺栓组装（在某些地方，您可以使用塑料紧固件，例如上下盖板用）以减轻重量。 在这种情况下，将螺栓通过预切螺纹直接拧入塑料中的孔中。
用凹槽将底座从三个不同的部分组装起来，然后用螺栓固定。 将它分成几部分没有设计思想，只是打印机的物理功能（220x220），我并不是真的想扩展它，所以我必须弄清楚如何摆脱这种情况。 它有它自己的优点-如果有任何损坏，仅重印损坏的零件就足够了，这将节省塑料和维修时间（测试过程中可能发生任何事情）。
将所有部件连接在一起，安装驱动器和电子设备后，整个过程用6mm的盖子封闭，该盖子以相同的方式用螺栓固定。 控制板安装在中央盖板上，然后用装饰面板将其关闭。
车身的强度从0.5m的高度下降到坚固的表面，而不会破坏整体性。 顺便说一下，船体的胶合板版本无法在飞机上的苛刻条件下幸存下来，而船体却被大块颠簸包装，结果腿部折断了。
肢体控制驱动器移至FEMUR，由于紧固件转移和伺服电机移至离杠杆起点更近的位置，因此可以通过减轻TIBIA的重量来稍微减轻负载。 如果在FEMUR零件上安装TIBIA和COXA，则设计会更好，而不是像以前那样相反。
根据初步计算，打印外壳将需要670克塑料和51个小时的连续打印，其厚度为0.2毫米，喷嘴厚度为0.4毫米。 通常，花钱比胶合板便宜一点，但是这种设计甚至毫无意义可比，而且值得。
聚苯乙烯
我对此案有任何建议将感到高兴。 在撰写本文时，表壳已经被打印了，但是仍然有时间来更改其余的细节。 我是整个项目的唯一开发人员，有时有时候我不会突然想到新的想法-现在这个时期开始了:)