W ramach konkursu razem z kolegą chcielibyśmy pochwalić się projektem, który kiedyś zrealizowaliśmy. Jest to ramię robota oparte na serwomechanizmach modelarskich. Byliśmy wtedy uczniami technikum – ja elektronik, kolega – mechatronik. Postanowiliśmy zrobić coś „WOW”, w porównaniu do tego, o czym się uczyliśmy.
Ja zająłem się sterowaniem i elektroniką, a kolega robił projekt 3D w SketchUp i konstrukcje mechaniczną. Nie mam za dużo zdjęć z projektowania, bo kolega był zajęty pracą. Ale coś się znalazło.
Początkowo pracowałem na AVR ATmega32, ale okazało się, że ATmega 8 w zupełności wystarczy (chodziło o odpowiednią ilość wyjść PWM, ale rozwiązaliśmy to programowo).
W konstrukcji znalazło się 7 serw – jedno do obrotu całego robota, dwa do pierwszego unoszenia i opuszczania, kolejne do następnego ruchu góra dół, i jeszcze jedno góra-dół (do chwytaka), małe serwo do obrotu chwytaka i na końcu zamykanie i otwieranie chwytaka (sam chwytak został zakupiony gotowy, gdyż nie wiedzieliśmy jak go zrobić).
Program na uC polega na odebraniu kodu w postaci liczb z portu szeregowego i sumy kontrolnej i odpowiednio serwomechanizmów. Zakres ruchu wynosi od 0 do 255 stopni.
Krótki filmik z testowania ruchów serw :
Do komunikacji wykorzystałem przejściówkę z USB-RS232 TTL (Rx i Tx).
Sterować możemy przy pomocy pada od PS2, bez problemu komunikuje się z PC-tem, dzięki temu mamy pełną władze nad robotem, przyciski są zaprogramowane intuicyjnie, tak żeby nie trzeba było się zastanawiać jak się zmieniało oś do sterowania.
Program na komputer pisał mi znajomy informatyk ze szkoły, a tak prezentuje się po załączeniu:
Dzięki niemu mam podgląd na wychylenie serw, widzę czy jest pad podłączony (znajduje go automatycznie) oraz pokazuje mi, czy port jest otwarty. Oczywiście mam możliwość zmiany prędkości manipulatora oraz prędkości komunikacji szeregowej itd.
Mogę ustawić go jak mi pasuje i zapisać tę pozycje i później gdy np. załączam zasilanie ustawia mi się do tej pozycji. Ponad to mam możliwość tworzenia dowolnych sekwencji ruchów (ze zmienianą szybkością wykonywania ruchów ) i potem wystarczy wcisnąć start i robot wykonuje zadane ruchy.
Tutaj testowaliśmy sekwencje ruchów, czy to w ogóle będzie działać jak założyliśmy:
Zasilany jest ze starego zasilacza komputerowego, ze względu na dużą wydajność prądową – w sumie 28A max (jedno duże serwo potrafi zjeść 2A pod obciążeniem). Konstrukcja wykonana jest z płaskowników aluminiowych ze względu głównie na wagę i łatwość w obróbce.
Schemat rysowałem w Eagle-u:
Oczywiście nie obeszło się bez problemów, jak to uczeń technikum, bez doświadczenia. Poniżej małe wideo które przedstawia problem nad którym myślałem dobre pół dnia:
Zmieniałem program, bo myślałem że gdzieś bubla zrobiłem – 0 efektu. Wgrywałem nową konfiguracje do mikro kontrolera – dalej to samo. Wymieniłem procesor na inną ATmege – dalej to samo. To było moje pierwsze uruchomienie serwomechanizmu, wiedziałem że w zależności jaki ma poziom wypełnienia sygnału wysokiego do takiej pozycji się obraca i tam czeka, jeżeli nie będziemy mu regulować szerokości pulsu.
Co się okazało – mikro kontroler zasilałem poprzez USB, a serwomechanizm zasilałem poprzez zasilacz laboratoryjny i zapomniałem spiąć mas – potencjału 0V obydwóch zasilaczy. Głupi, prosty błąd a doszukiwałem się nie wiadomo czego.
Pierwszy raz miałem do czynienia z serwomechanizmami i chyba ostatni, są za słabe jak na moje oczekiwania w stosunku do ceny. Teraz wykorzystałbym silniki krokowe. Dodatkowo pierwszy raz robiłem rozmieszczenie elementów wydrukowanych na płytce. Jak na pierwszy raz to wydaje mi się, że wyszło całkiem nieźle.
Dzięki temu projektowi nauczyliśmy się komunikacji komputer – mikro kontroler poprzez port szeregowy, oraz generować na zwykłym wyjściu sygnał prostokątny o regulowanym poziomie wypełnienia. Razem z robotem braliśmy udział w Małopolskim Konkursie Własnych Prac Technicznych w 2015 roku w marcu. Zajęliśmy 2 miejsce, konkurencja była poważna.
Poniżej macie całą galerię od początku tworzenia :
Jeśli macie jakieś pytania albo wątpliwości postaram się odpowiedzieć.
Oczywiście to był mój pierwszy projekt związany z automatyką, byłem wtedy w 3 technikum i chciałbym zachęcić uczniów do działania i kreatywnego myślenia, bo im więcej będziemy działać szerzej za ucznia-studenta tym prościej i łatwiej będzie nam w dorosłym życiu w naszej wymarzonej pracy jako Automatyk.
 Artykuł został nagrodzony w Konkursie iAutomatyka w edycji Grudzień 2018 Nagrodę Głośnik Panasonic + gadżety firmowe dostarcza firma Panasonic Electric Works Europe Więcej o konkursie: https://iautomatyka.pl/konkurs-iautomatyka/ |
