Materialien und Werkzeuge für hausgemachte:
- Eisenkonstrukteur (Mechanix-Kit);
- Schrauben und Muttern;
- Wäscheklammer (oder anderer Halter für einen Bleistift);
- zwei Räder (für Stützen);
- Typ Controller Arduino uno;
- Stromversorgung (Quelle 5 V 2A);
- Steckbrett;
- USB-Kabel;
- drei Servomotoren;
- Bohrer, Schraubendreher, Schlüssel;
- erforderliche Software (Arduino uno, Matlab).
Der Herstellungsprozess des Roboters:
Erster Schritt. Entwicklung mechanischer Elemente des Roboters
Das mechanische Teil wird sehr einfach zusammengebaut, dies erfolgt vom Konstrukteur. Ein fünfjähriges Kind wird diese Aufgabe ebenfalls bewältigen.
1. In die Wippen des Servomotors müssen zwei Löcher gebohrt werden. Die Löcher sollten sich in einem bestimmten Abstand befinden, der auf dem Foto sichtbar ist.
2. Jetzt müssen Sie mit dem Laufwerk Befestigungselemente für die Basis herstellen. Für die Montage des Laufwerks müssen vier Löcher gebohrt und anschließend mit Schrauben befestigt werden. Der Antrieb wird als feste Basis für einen Roboterarm verwendet.
3. Die Aluminiumglieder des Konstrukteurs müssen mit den Wippen der Antriebe verschraubt werden. Es ist wünschenswert, dass der Abstand zwischen den Wippen 20 cm beträgt.
4. Ein Schaukelstuhl muss an der bewegungslosen Basis und der zweite am zweiten Motor befestigt werden. Bevor die Wippen verriegelt werden, müssen die Servos kalibriert werden. Sie müssen so installiert werden, dass sich die Welle in einem Winkel von 90 Grad befindet. Der Servomotor an der Basis sollte parallel zu den Gliedern sein, und der Antrieb am freien Ende sollte senkrecht stehen.
5. Als nächstes werden die Konstruktionsglieder genommen und parallel zum freien Ende und zum Servomotor angebracht.
6.Am unteren Ende der Struktur müssen Sie die Räder befestigen, um den Roboter und seine Unterstützung auszugleichen.
7. Der letzte Motor sollte an das Ende der zweiten Verbindung aus dem fünften Absatz angeschlossen werden.
Zum Anbringen des Bleistifts wird eine Wäscheklammer verwendet. Sie können auch einen anderen geeigneten Griff verwenden. Es muss so am Servomotor angebracht werden, dass der Abstand zwischen ihm und dem Arbeitswerkzeug etwa 20 cm beträgt.
Während des Montageprozesses ist es wichtig, diese Abstände einzuhalten und die Motoren beim Zusammenbau ständig zu kalibrieren. Zweifellos kann der Roboter verbessert werden, aber hier hängt alles davon ab, welche Knoten verfügbar sind. Wenn sich herausstellt, dass es keinen Konstruktor gibt, können Sie Lineale, Plastikstücke und andere geeignete Objekte verwenden.
Schritt zwei Roboterschaltplan
In der Abbildung sehen Sie, wie der Arduino-Controller angeschlossen ist. Zum Anschließen können Sie das Steckbrett verwenden oder den Schild löten.
Schritt drei Roboterprogrammierung
Die Programmierung besteht aus mehreren Schritten. Zuerst müssen Sie ein Bild aufnehmen und seine Grenzen finden. Danach können Sie mit dem Zeichnen beginnen. Der Zeichenvorgang besteht aus zwei Schritten.
Zuerst müssen Sie ein Pixel finden, das der Nummer 1 entspricht, da das Bild jetzt wie Nullen und Einsen aussieht. Dabei wird geprüft, ob sich Pixel mit einer Einheit in der Nähe befinden. Danach bewegt sich der Stift zur nächsten Einheit und löscht die vorherige. Die Funktion ist in einem Kreis geschlossen, mit dem Sie glatte Linien zeichnen können.
In der zweiten Stufe wird das inverse Kinematikproblem gelöst. In diesem Fall werden die Koordinaten der Pixel berücksichtigt und dann basierend auf diesen Daten die Drehwinkel des Servomotors ausgewählt. Was genau passiert, wenn dies passiert, ist in der Abbildung zu sehen.
Jetzt können Sie Matlab und Arduino konfigurieren, damit der Code funktioniert. Zuerst müssen Sie das Arduino IO-Plugin in Matlab installieren. Als nächstes muss die Datei mit dem Namen arduino.m durch die Datei ersetzt werden, die mit genau diesem Namen an das Projekt angehängt ist.
Die Dateien finaldraw.m und draw.m müssen mit Matlab in einem Verzeichnis gespeichert werden. Eine Datei namens adioes.ino wird auf das Board hochgeladen.
In der nächsten Phase müssen Sie überprüfen, an welchen Port die Arduino-Karte angeschlossen ist, die Datei finaldraw.m öffnen und den COM3-Port durch den benötigten ersetzen.
Die Erweiterung der Zeichnung, die Sie zeichnen möchten, muss in einen PNG-Typ geändert werden. Dies geschieht sehr einfach. Sie können einen grafischen Editor verwenden, z. B. Standardfarbe. Die Datei wird im Matlab-Verzeichnis gespeichert.
Dann müssen Sie die Datei finaldraw.m öffnen und emma.png durch den Namen des Bildes ersetzen, das Sie zeichnen möchten.
Wie Sie auf dem Bild sehen können, wird das Foto von Emma Watson als Test verwendet.
Das ist alles, der Roboter ist einsatzbereit, Sie können mit dem Testen beginnen. Die Arduino-Karte stellt eine Verbindung zu einem Personal Computer her, und dann wird der Befehl finaldraw in die Matlab-Befehlszeile geschrieben. Das System ist elementar auf die gewünschten Abmessungen der Struktur abgestimmt.