Робот-платформа с манипулятором на ATmega

Робот для подбора и перемещения предметов, управляя  на расстоянии при помощи любого ИК пульта.

Вот уже почти год, как я занимаюсь робототехникой и электроникой. Вначале были простенькие робо-пауки на микросхемах, затем РУ модели машинок, обычные  устройства для измерений состояний внешней среды. И вот, наконец,  решил построить что –то намного серьёзнее и интереснее – робо-платформу, с радиоуправляемой рукой на ней!  Но, как всем известно каждому роботу необходим отличный, высокопроизводительный процессор, из всех доступных вариантов самым подходящим является Микроконтроллер(PIC, Atmel и др.).

Сначала, я хотел приобрести ARDUINO в качестве микропроцессорного устройства, а также сенсоры и датчики DFROBOT. Но затем посчитав во сколько мне всё это с доставкой обойдётся – понял, что микроконтроллер лучше всего собрать самому, и  всё это мне будет намного дешевле. Для выполнения этой задачи вполне сойдет микроконтроллер ATmega328P PU.

Прежде всего, для начала воссоздания именно такого робота необходимы будут:
1 - контроллер логики (ATmega328P PU);
2 - контроллер или драйвер двигателей платформы (l293 d или b, без разницы, обе подойдут);
3 - корпус для платформы и, соответственно, руки;
4 - остальные детали (пульт любой и двигатели). 

Из выше перечисленного можно создать некоторую таблицу:

1.Контроллер (основной модуль).

На основной плате находится сам микроконтроллер и драйвер, будут добавлены стабилизатор напряжения для сервоприводов и все соединения. Верхней части платформы будут расположены разъёмы для подключения по проводам ISP программатора. Для подключения питания остальных модулей, на плате  имеется пара проводов подключаемых к разьему батарейки крона (+ -). 

Принципиальная схема всех подключений:

2.Драйвер двигателей.

Драйвер является посредником между электродвигателем и контроллером. Устройство выполнено на микросхеме l297B, что обеспечивает возможность использовать двигатели с током до 1 ампер, в случае использования драйвера на всю мощность, на стабилизатор напряжения необходимо установить радиатор.

Таблица: Управление двигателями.

Принципиальная схема всех подключений:

3. ISP программатор.

В качестве программатора я использовал старую плату ARDUINO, но перед процедурой прошивки я вынул из платы микроконтроллер (для тех, кто не знает ОБЯЗАТЕЛЬНО).

Для программирования необходимо присоединить все провода согласно надписям(на фото) и использовать Arduino IDE.

3. Стабилизатор напряжения (LM7805CT).

К стабилизатору можно подключать хорошие аккумуляторы выше 5 вольт, но самое главное чтобы ток был не меньше, чем 1000мА,

Если ток и напряжение аккумулятора будут выше то к стабилитрону лучше всего будет прикрепить радиатор.

4. Собираем корпус. Аппаратная часть.

Необходимые материалы:
Аккумулятор (я использовал 1500 мА, 7.4V)
два двигателя для платформы (я использовал две сервы пост. вращения)
4 любых сервопривода(для руки)
500г. поликапролактона
несколько деталек Lego для клешни
4-е колеса(тоже из Lego).

1) Сначала, нужно начать с изготовления основы. С задней стороны платформы можно расположить провода с сервоприводов.

Расплавьте полиморф и раскатайте по стеклянной или металлической пластине, затем необходимы вырезать основу прямоугольной формы.Раскатывать желательно ровно и , пожалуй, можно воспользоваться скалкой. Мой пластик получился немного грязным , это потому что я его много использовал и к тому же плавил его паяльником в маленьких областях, чтобы быстро можно было заделать неудавшиеся участки.

2) Макетную плату с контроллером стоит разместить  в задней стороне основы, прикрепив все пластиком и припаяв:

3) Двигатели для платформы  стоит установить спереди и оставить место для батарейки кроны, питающей контроллер.

У меня моторы для основы являются сервоприодами постоянного вращения, а двигатели манипулятора:
2 х Сервоприводы на 6 кг\см
2 х Сервоприводы на 2 кг\см

Кабель, с синим, красным, черным проводами,  выходит из аккумулятора для его подзарядки.

4) Колёса передних двигателей устанавливаются на их валы, а задних на детальки Lego Г-образные:

5) Основа внешне закрывается оставшимся пластиком.

6) Манипулятор делается в основном из Lego, но первые две сервы прикрепляются при помощи двух кронштейнов:

Основание манипулятора прикрепляется к остальной руке с помощью пластика,

Из деталек Lego, вы сами сможете собрать руку, может быть, ещё лучше, чем у меня.

Впрочем, делать руку можно хоть из чего угодно.

И, наконец, клешня делается при помощи микросервы и шестеренок. 

5. Пишем программу. Программная часть.

Программа не сложная, включает в себя всего лишь две библиотеки, с комментариями.

В будущем программа будет упрощаться. Вообщем, с помощью этой программы можно будет управлять платформой и рукой дистанционно. При помощи кнопок можно будет изменять положение сервоприводов:
1) кнопки 5, 0 - схватить, разжать,
2) кнопки 2, 8 - опускать, поднимать всю руку,
3) кнопки 4, 6 - поворачивать влево, вправо весь манипулятор,
4) одна кнопка FUNC/STOP - отправка в исходное положение,
5) кнопка питания - включение серв,
6) кнопка паузы - отключение серв,
7) VOL+ и VOL- - вперед, назад,
8) перемотка -  влево вправо,
9) стрелка вниз и вверх - изменение положения локтя манипулятора.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Arduino
• Proteus
• Робот
• ДУ