خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / پروژه آردوینو : بازوی رباتیک بسازید [Arduino]

پروژه آردوینو : بازوی رباتیک بسازید [Arduino]

در این ساختی طرز ساخت یک بازوی رباتیک با پرینتر سه بعدی را می خوانید. تقریباً تمام قطعات این بازوی رباتیک با پرینتر سه بعدی ساخته شده است. این بزوی رباتیک سه مفصل دارد که با سروو موتور کنترل می شوند، یک پایه گردان و یک گریپر هم دارد. این بازو با چند دکمه که به آردوینو داخل پایه متصل هستند، کنترل می شود. برای اتصال سروو موتورها و دکمه ها به آردوینو از یک مدار استفاده شده است تا مونتاژ و تنظیم نهایی بازوی رباتیک آسانتر شود.

گام اول : وسایل موردنیاز

  • آردوینو Uno
  • 4 سروو موتور استاندارد
  • 2 سروو موتور میکرو
  • 8 دکمه فشاری
  • سویچ خاموش / روشن
  • پتانسیومتر و پیچ تنظیم (میزان مقاومت فرقی نمی کند)
  • LED سبز
  • تخته مدار چاپی
  • 8 مقاومت ده کیلواهمی
  • مقاومت 220 اهمی
  • سیم و کانکتور
  • پیچ و مهره (یک و نیم سانتیمتری)
  • پرینتر سه بعدی
  • یک کیلوگرم فیلامنت PLA
  • منبع تغذیه 2 آمپری (می توانید از دستگاه منبع تغذیه استاندارد برای تهیه نمونه اولیه استفاده کنید اما دقت داشته باشید که باید قبل از فرستادن ولتاژ به آدوینو و سرووها آن را تنظیم کنید)

گام دوم : قطعات را پرینت کنید

این بازوی رباتیک حدود 50 سانتی متر طول دارد و به همین خاطر فرانید پرینت آن کمی طولانی است.این قطعات با توجه به اندازه و قابلیت های پرینتر سه بعدی Afinia H479 طراحی شده اند و برخی از آنها را میتوان روی هم پرینت کرد. ما برای پرینت قطعات از وضوح 0.25 میلیمتر استفاده کرده ایم و قطعات را بصورت توخالی پرینت کرده ایم. امکان دارد در حین پرینت قطعات به یک قطعه کمکی برای نگه داشتن قطعات روی پنل پرینتر نیاز پیدا کنید. اگر میز کارتان صاف نباشد حتماً به از اینقطعه استفاده کنید.

زمان کلی برای پرینت تمام قطعات 32.5 ساعت است اما همانطور که قبلاً گفتیم می توانید بعضی از قطعات را با هم چاپ کنید. با احتساب قطعه کمکی به 842.8 گرم فیلامنت نیاز دارید که به این ترتیب یک کیلوگرم فیلامت برایتان کافی است.

بیشتر قطعات یک طرف صاف دارند که باید روی پلتفرم پرینتر قرار بگیرد (تصاویر را ببینید) برخی از آنها هم زبانه هایی دارند که برای اتصال به یکدیگر و نگهداشتن سیم ها تعبیه شده اند. قبل از شروع فرایند پرینت با دقت فایل های stl را مطالعه کنید تا بخوبی روی ریزه کاری های قطعات مسلط شوید.

گام سوم : کدهای آردوینو

میتوانید کدهای آردوینو را آنطور که میخواهید تغییر دهید
میتوانید کدهای آردوینو را آنطور که میخواهید تغییر دهید

درحالی که پرینتر سه بعدی قطعات بازوی رباتیک را پرینت می کند، سراغ آپلود کردن کدها و لحیم کردن قطعات الکترونیکی بروید.

کدهای آردوینو که برای کنترل سروو موتورها استفاده می شوند، بسیار ساده هستند. مفاصل و گریپر با چند دکمه کنترل می شوند که پوزیشن سروو موتور را با یک حرکت تغییر می دهد. پایه را هم باید به پتانسیومتری که برای چرخاندن بازوی رباتیک طراحی شده است، وصل کنید. بسته به ترتیبی که دکمه ها را سیم کشی می کنید، ممکن است نیاز باشد شماره پین ها را در کد آردوینو تغییر دهید.

پیشنهاد می کنیم کدها را با سروو موتورها امتحان کنید تا مطمئن شوید محدودیت ها با آنچه در کدها تعریف شده مطابقت داشته باشند. اگر کدها را بعد از مونتاژ بازوی رباتیک امتحان کنید، ممکن است به قطعات بازو آسیب برسد.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : دستگاه فاصله سنج ساده بسازید [Arduino]

اگر می خواهید بازوی رباتیک تان قادر به انجام کارهای اتوماتیک باشد می توانید از همین تنظیمات فیزیکی با کدهای متفاوت استفاده کنید. دقت کنید که این بازوی رباتیک هیچگونه فیدبک موقعیت دهی ارائه نمی کند بنابراین دقت بازو به دقت سروو موتورها بستگی دارد.

گام چهارم : کابل های سروو را دراز کنید

دقت کنید که هنگام اتصال سیم اضافی ترتیب رینگ سیم ها را رعایت کنید
دقت کنید که هنگام اتصال سیم اضافی ترتیب رینگ سیم ها را رعایت کنید

چون سروو موتورها در نقاط مختلف بازو قرار خواهند گرفت، باید کابل ها را کمی درازتر کنید. برای اینکار کافی است سیم را ببرید و یک تکه سیم اضافی بیم سروو و کانکتور اضافه کنید. برای اینکار می توانید از جدول زیر استفاده کنید.

پوزیشن سروو طول سیم اضافی تعداد سرووها
پایه 1 سروو استاندارد
مفصل پایینی 12 سانتیمتر 2 سروو استاندارد
مفصل وسطی 24 سانتیمتر 1 سروو استاندارد
مفصل بالایی 38 سانتیمتر ا سروو میکرو
گریپر 45 سانتیمتر 1 سروو میکرو

 گام پنجم : کابل های بیشتری بسازید

کابل بالایی کابل سروو و پایینی کابل دکمه هاست
کابل بالایی کابل سروو و پایینی کابل دکمه هاست

در این مرحله باید دو سری کابل برای وصل کردن مدار به آردوینو بسازید. کابل سیگنال سروو در هر دو طرف کانکتور نر دارد که هر کدام 6 پین دارند (به ازای هر سروو یک پین). کابل سیگنال دکمه ها هم در هر دو طف کانکتور نر دارد اما این کانکتورها 8 پین دارند (به ازای هر دکمه یک پین). در یک سر کابل دکمه ها باید دو پین را از شش پین دیگر جدا کنید زیرا این دو پین به جهت دیگر آردوینو وصل می شوند.

گام ششم : مدار را بسازید

مدار بازوی رباتیک بیشتر روشی برای مسیریابی کارآمد سیم ها و سیگنال های مختلف است تا راهی برای افزودن قطعات بیشتر. کار ساخت مدار را با مقاومت ها آغاز کنید و سپس کانکتورها را وصل کنید (دقت کنید که بعضی از کانکتورها ماده و بعصی نر هستند). در نهایت هم اتصالات را لحیم کنید.

گام هفتم : گریپر را بسازید

بعد از اینکه قطعات بازوی رباتیک را پرینت کردید، می توانید مونتاژ را شروع کنید. کارتان را قرار دادن میکرو سروو (با بلندترین کابل اضافی) داخل پایه گریپر آغاز کنید و سیم ها را از کانال رد کنید. دسته های بازو را به میکرو سروو وصل کنید و آنها را تا حداکثر اندازه ای که می خواهید گریپر باز شود، باز کنید. چنگال ها را فشار دهید و مطمئن شوید چرخ دنده ها داخل هم گیر کرده باشند. دومین میکروسروو را کنار گریپر قرار دهید و بقیه گریپر را مونتاژ کنید. در قسمت بالای گریپر پین هایی وجود دارد که دسته ها را نگه می دارد و ممکن است این قسمت نیاز به کمی سنباده داشته باشد (نباید پین ها را فشار دهید چون ممکن است بشکنند).

گام هشتم : بخش پایینی را بسازید

حالا باید بخش پایینی بازوی رباتیک را بسازید.

قطعات بلند بازو را به همراه کانال های سیم شان کنار هم بگذارید و بهم محکم کنید. بازوی چهار پره موتور سروو را سرجایش قرار دهید و آن را کاملاً تا ته فشار دهید. سروو را به پایه نصبش پیچ کنید و چک کنید که قسمت اضافی سروو روی قسمت داخلی بازو باشد (به تصاویر دقت کنید). با استفاده از بست های کوچک دو نیمه بخش های پایین بازو را بهم وصل کنید. دقت کنید که بست کلفت تر را باید طرفی بگذارید که بازوی سروو قرار گرفته است.

در ساختنی بخوانید :  آموزش نصب کتابخانه های آردوینو در Arduino IDE

گام هشتم : بخش میانی را بسازید

قسمت بلند بخش میانی بازو را درست مثل بخش پایین مونتاژ کنید و بازوی سروو را هم به همان ترتیب سرجایش قرار دهید. گریپر را بردارید و میکروسرووی مفصل بالایی آن را تا یکی از مرزهایش بچرخانید و آن را به بازوی سروو فشار دهید؛ با اینکار قطعات تقریباً یک زاویه 90 درجه پیدا می کنند. همین کار را با مفصل میانی سروو تکرار کنید. به این ترتیب سرووها طوری تنظیم می شوند که مرزهای آنها با هم متقارن می شوند و محدوده حرکت مفاصل در بهترین حالت قرار می گیرد. بست ها را به یک طرف بخش میانی بازو وصل کنید تا کاملاً سفت شوند.

گام نهم : سیم ها را رد کنید

کارتان را با طرف باز بخش میانی بازو شروع کنید و به آرامی کابل ها را از کانال های آن و زیر زبانه ها رد کنید. برای اطمینان از اینکه شل بودن مفصل های متحرک مطمن شوید، قطعات را بچرخانید تا کابل ها تا جایی که می شود از کانال ها فاصله بگیرند و در کانال ها کاملاً راحت باشند. رد ردن کابل ها را ادامه دهید و اگرلازم بود بست ها را جدا کنید (و سپس سر جایش قرار دهید) اگر برای رد کردن سیم ها از ابزار استفاده می کنید دقت کنید سیم ها را نبرید.

گام دهم : بازو را به پایه وصل کنید

یک سروو موتور استاندارد را به پایه نصب سروو وصل کنید و هر دو پایه نصب در پایه چرخنده قرار دهید. دو پیچ بالایی سرووی دوم را روی پایه قرار دهید اما سروو را اضافه نکنید. سرووی نصب شده را بچرخانید تا به یکی از مرزهایش برسد و به آرامی بازو را داخل آن قرار دهید و بازوی سروو را فشار دهید. سرووی دوم را بازوی دیگر وصل کنید و آن را با پیچ های باقیمانده سفت کنید. کابل های سروو را از سوراخ های روی پایه چرخنده رد کنید.

گام یازدهم : پایه را بسازید

آخرین بازوی سروو (قطعه سیاه مدور) را هم به کف پایه چرخنده فشار دهید. بالای پایه را بین دو نیمه پایه چرخنده قرار دهید و دو نیمه را بهم قفل کنید. در این مرحله بازو باید بتواند روی بازو بچرخد.

آخرین سروو (این سروو کایل اضافی ندارد) را روی کف پایه نصب کنید. دقت کنید که سروو در جهت درست قرار داشته باشد. سروو را تا یکی از مرزهایش بچرخانید و بازو را هم طوری بچرخانید که با سرو منطبق شود؛ در حین کار حواستان به کابل ها باشد. بالای بازو را به کف آن فشار دهید و دندانه ها و بازوی سروو را کاملاً در هم قفل کنید. اگر بازو را بچرخانید باید صدای سروو را بشنوید که داخل پایه می چرخد.

گام دوازدهم : پنل کنترل را بسازید

پنل کنترل بازوی رباتیک از 8 دکمه، یک پتانسیومتر، یک LED و یک سوئیچ روشن و خاموش تشکیل می شود. بهتر است قبل از وصل کردن قطعات به پایه رابط ها را به همه آنها لحیم کنید. (رنگ کدهای سیم ها به این شرح است: قرمز = برق، مشکی = GND، بقیه سیم ها = سیگنال). به یکی از سر یکی از پایه های LED هم یک مقاومت 220 اهمی وصل کنید.

در ساختنی بخوانید :  جامسواکی کوچک، کم هزینه و بهداشتی بسازید

دکمه ها و پتانسیومترهایی که در تصویر می بینید سوراخ دارند و براحتی می توان آنها را به اطراف پایه پیچ کرد. LED و سوئیچ را روی پایه محکم کنید. کی از سیم های سوئیچ را از سوراخ کناری رد کنید و سیم مشکی را دور آن بپیچید (این سیم مشکی مدار را به زمین وصل می کند). وقتی قطعات را سرجایشان قرار دادید، پیچ تنظیم را به پتانسیومتر وصل کنید.

در ادامه چند تا از سیم ها را با هم دسته کنید. خطوط برق 5 ولتی دکمه ها با یکی از پین های مدار تغذیه می شوند. 8 خط سیگنال هم اید به یک کانکتور ماده لحیم شود. هنگام تنظیم دکمه ها از یک نظم منطقی پیروی کنید تا خاطران بماند کدام دکمه کدام است.

گام سیزدهم : مدار را اضافه کنید

در این مرحله باید کابل های پنل کنترل را به مدار وصل کنید. هدرها را به سمت ردیف کانکتورهای ماده زیر مقاومت ها هدایت کنید . سیم پنج ولتی پتانسیومتر و دکمه ها به هدر 5 ولتی وصل می شوند. سیم زمین پتانسیومتر، LED و سیم مشکی به هدرهای GND وصل می شوند.

گام چهاردهم : آردوینو و سروو موتورها را وصل کنید

با استفاده از کابل هایی که از قبل ساخته اید، آردوینو را وصل کنید. دکمه ها به پین 2 تا 7 و A3 و A4 وصل می شوند. سیم های سیگنال سروو هم به پین های 8 تا 13 وصل می شوند. سیم برق LED را به پین 3.3 ولتی وصل کنید و وایپر پتانسیومتر هم به پین A0 وصل می شود.

دو شاخه های سرووها هم به هدرهای نر بالای مدار وصل می شوند (به تصاویر دقت کنید).

در این مرحله باید کدها را امتحان کنید. دقت کنید که بازو هنگام روشن شد می پرد و ممکن است به چیزی بخورد. سروو مورتورها را بررسی کنید و ببینید وقتی دکمه ها را می زنید در جهت درست حرکت می کنند یا نه. اگر لازم بود کدها را با توجه به نحوه مونتاژ بازوی رباتیک آپدیت کنید (ممکن است لازم باشد برخی از روابط دکمه ها و سرووها را معکوس کنید – برای اینکار فقط کافی است شماره دکمه ها را در جمله های شرطی تغییر دهید).

گام پانزدهم : پایه را ببندید

قطعات الکترونیکی را مرتب داخل پایه قرار دهید و پنل کنترل را در سرجایش روی کف پایه محکم کنید. حالا هر دو نیمه را ببندید.

بازوی رباتیک آماده است

منبع تغذیه تان را آماده کنید و از بازوی رباتیک تان اضافه کنید. چون این بازوی رباتیک 6 سروو دارد، بازو جریان زیادی را می کشد (2 آمپر برای راه اندازی و 1.5 آمپر در حین کار).

وقتی از کارکردن بازوی رباتیک مطمئن شدید می توانید دامنه حرکات بازو را با اضافه کردن گریپرهای متفاوت و تغییر کدها بسیار گسترده تر و متنوع تر کنید.

منبع

خلاصه مطلب
پروژه آردوینو : بازوی رباتیک بسازید
عنوان مطلب
پروژه آردوینو : بازوی رباتیک بسازید
توضیح کوتاه
در این پست روش ساخت یک بازوی رباتیک با آردوینو و پرینتر سه بعدی را می خوانید.
نویسنده

بیشتر بخوانید:

با برد آردوینو درام الکترونیکی بسازید در این ساختنی یاد می گیرید چطور با برد آردوینو Mega درام الکترونیکی بسازید. هزینه ساخت این درام بسیار پایین است و ساختش هم نیاز به مهارت خاصی ندارد. پ...
آموزش ساخت گیرنده FM با برد آردوینو و ماژول TEA5767... اگر می خواهید ایستگاه رادیویی خودتان را بسازید یا با دوستان تان ارتباط رادویویی برقرار کنید، قبلاً از هر چیز به یک فرستنده FM و گیرنده FM نیاز دارید. ...
با برد آردوینو سنسور ضربان قلب را به گوشی هوشمند وصل کنید... در این ساختنی یاد می گیرید چطور یک سیستم اندازه گیری ضربان قلب بسازید و داده های آن را روی گوشی هوشمند نمایش بدهید. با این سیستم می توانید ضربان قلب ت...
با پرینتر سه بعدی و برد آردوینو دوربین دیجیتال بسازید... در این ساختنی یاد می گیرید یک دوربین دیجیتال سه بعدی بسازید. با ساخت دوربین دیجیتال، با طرز کار این دستگاه آشنا می شوید و می توانید آن را مطابق نیازتا...
با برد آردوینو پیانوی الکترونیکی بسازید و ملودی دلخواه تان را بنوازید... قبلاً در ساختنی آموزش ساخت پیانو با تایمر ۵۵۵ و پیانوی اولتراسونیک با اینتل ادیسون را یاد گرفته اید. در این پست هم طرز ساخت پیانوی الکترونیکی با برد آ...
با برد آردوینو و SW520D مدار تشخیص حرکت بسازید... در این ساختنی طرز ساخت مدار تشخیص حرکت با برد آردوینو را یاد می گیرید. این پروژه آردوینو نسبت به نمونه های مشابه بسیار ساده تر است و قیمت قطعاتش هم کم...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

سیستم روشنایی هوشمند با قابلیت نصب روی وسایل مختلف بسازید

حتماً برای شما هم پیش آمده که به رختخواب رفته و خاموش کردن لامپ ها …

۵ دیدگاه ها

  1. به نظر من بهتره پروژه ها کمی واقع گرا تر باشه

  2. از نظر کاربرد و تز یاد گیری نه واقع گرا نیست

  3. سلام،
    این پروژه رو آمادش رو دارین برای فروش؟ ممنون

  4. سلام
    لطفا اطلاعات سروو های استفاده شده رو قرار بدید
    سرووهای استاندارد متفاوتی از لحاظ اندازه و… وجود داره ممنون میشم راهنمایی کنید دقیق از چه سروو هایی برای این پروژه استفاده کردین؟

پاسخ دهید