JERZY ZASKIEWICZ - Księga, Wędrówki 2, YAMA, Arduino
Sterowane ramię robota.
Aby poruszyć ramieniem robota na początku musimy mieć to ramię. Oczywiście można zaprojektować je samemu i wykonać cały układ mechaniczny. Ale znacznie prościej jest nabyć produkt do montażu wykonany techniką wycinania laserowego, a resztę energii zużyć na zabawę w programowanie.
W pierwszej wersji nabyłem akrylowe ramię chińskie i nawet udało mi sie je zmontować (lekko uszkadzajac) mimo braku jakiejkolwiek instrukcji, odnosząc tylko niewielkie obrażenia. Ale konstrukcja nie była zbyt stabilna, więc postanowiłem jednak postawić na naszych i nabyłem drewniane ramię robota w firmie MAGEEK. Zestaw z instrukcją, pełnym kompletem wkrętów i śrub. Zmontowałem go całkiem spokojnie (doświadczenie z chińskim wyrobem również się przydało).
Elementem niezbędnym do poruszania ramieniem są serwomechanizmy. Te niewielkie urządzenia znane, od lat modelarzom, trafiły obecnie pod strzechy robotyki. Oczywiście jest ich całe mnóstwo, ale zasada działania pozostała jednakowa: sterujemy silnikiem z przekładniami przebiegiem prostokątnym o regulownym wypełnieniu (PWM). Jak wiemy Arduino może takie przebiegi generować. Ale sterowanie kilkoma serwomechanizmami to już trochę dużo zajęcia i warto wykorzystać dodatkowe elementy, w tym przypadku sterownik PCA9685. Może on sterować szesnastoma serwomechanizmami (a nawet dużo więcej) używając jedynie dwóch pinów Arduino.
Zdalne sterowanie całości konstrukcji odbywa się za pomocą pilota podczerwieni w sytemie RC5.
Sterownik 16 serwomechanizmów - PCA 9685.
Do magistrali I2C możemy podłączyć wiele urządzeń (sterowników, wyświetlaczy). Ważne jest tylko, aby każde z urządzń miało inny adres. Do sprawdzania adresów urzadzeń I2C służy program I2C Scanner.
Jako elementy wykonawcze zostały użyte serwomechanizmy SG90 firmy Tower Pro. Sa to bardzo lekkie (9g), proste i małe urządzenia. Oczywiście nie nadają się do poruszania podnośnika warsztatowego, ale w przypadku ramienia doskonale sobie dają radę. Przy wiekszych konstrukcjach warto dodatkowo stosować przedłużacze przewodów serwomechanizmów. Są one widoczne na zdjęciach ramienia w postaci kolorowych skrętek przewodów. Kolory oczywiście standardowe: czarny masa, czerwony plus, złóty sygnał PWM.
Serwomechanizm SG90.
Modułu sterowania ramieniem robota.
Całość została zmontowana na płytce montażowj 90x50. Układem sterującym jest tu Arduino Nano firmy DFRobot, bo akurat taki był pod ręką. Piny SCL i SDA sterownika podłączamy do pinów magistrali I2C płytki Arduino Nano (D2 - SDA, D3 - SCL).
Dodatkowo została zamontowana ładowarka akumulatora Li-po z przetwornicą (do zasilania Arduino i sterownika) oraz akumulator 18650 do zasilania elementów wkonawczych. Całość uzupełniają dwa wyłączniki zasilania. Oświetlenie zapewniają dwie diody: z Arduino i ze sterownika.
Ramię w ruchu.