Dalawang taon na ang nakalilipas, noong una akong nagsimulang magtrabaho sa multicopter, kailangan kong gumawa ng maliit. Dahil ang quadcopter ay nilayon na maging puro autonomous, ang kailangan lang mula sa remote control na ito ay kontrolin ang drone sa panahon ng pagsubok at pag-setup.
Sa prinsipyo, ang remote control ay nakayanan ang lahat ng mga gawain na itinalaga dito nang matagumpay . Ngunit mayroon ding mga malubhang pagkukulang.
- Hindi kasya ang mga baterya sa case, kaya kinailangan kong i-tape ang mga ito sa case gamit ang electrical tape :)
- Ang mga parameter ay nababagay gamit ang apat na potentiometers, na naging napaka-sensitibo sa temperatura. Nagtakda ka ng ilang mga halaga sa loob ng bahay, pumunta sa labas - at iba na sila, lumutang na sila.
- Ang Arduino Nano na ginamit ko sa remote ay mayroon lamang 8 analog input. Apat ay inookupahan ng tuning potentiometers. Isang potentiometer ang nagsilbing gas. Dalawang input ang konektado sa joystick. Isang output lang ang nananatiling libre, at marami pang parameter na iko-configure.
- Ang tanging joystick ay hindi isang piloto. Medyo nakakadismaya rin ang pagkontrol sa throttle gamit ang potentiometer.
- At ang remote control ay hindi gumawa ng anumang mga tunog, na kung minsan ay lubhang kapaki-pakinabang.
Upang maalis ang lahat ng mga pagkukulang na ito, nagpasya akong radikal na muling idisenyo ang remote control. Parehong bahagi ng hardware at software. Narito ang gusto kong gawin:
- Gumawa ng malaking case para mailagay mo dito ang lahat ng gusto mo (kabilang ang mga baterya), at kung ano ang gusto mo mamaya.
- Kahit papaano ay lutasin ang problema sa mga setting, hindi sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga potentiometer. Dagdag pa, magdagdag ng kakayahang mag-save ng mga parameter sa remote control.
- Gumawa ng dalawang joystick, tulad ng sa mga normal na pilot console. Well, ilagay ang mga joystick sa kanilang sarili Orthodox.
Bagong gusali
Ang ideya ay napaka-simple at epektibo. Gupitin mula sa plexiglass o iba pa manipis na materyal dalawang plato at ikonekta ang mga ito sa mga rack. Ang buong nilalaman ng kaso ay nakakabit sa alinman sa itaas o ilalim na plato.
Mga Kontrol at Menu
Upang makontrol ang isang grupo ng mga parameter, kailangan mong maglagay ng isang grupo ng mga potentiometer sa remote control at magdagdag ng ADC, o gawin ang lahat ng mga setting sa pamamagitan ng menu. Tulad ng nasabi ko na, ang pagtatakda gamit ang mga potentiometer ay hindi palaging magandang ideya, ngunit hindi mo rin ito dapat isuko. Kaya, napagpasyahan na mag-iwan ng apat na potentiometer sa remote control at magdagdag ng isang buong menu.
Upang mag-navigate sa menu at baguhin ang mga parameter, karaniwang ginagamit ang mga pindutan. Kaliwa, kanan, pataas, pababa. Ngunit nais kong gumamit ng isang encoder sa halip na mga pindutan. Nakuha ko ang ideyang ito mula sa isang 3D printer controller.
Siyempre, dahil sa pagdaragdag ng menu, ang remote control code ay lumawak nang maraming beses. Upang magsimula, nagdagdag lang ako ng tatlong mga item sa menu: "Telemetry", "Mga Parameter" at "Mga param ng tindahan". Ang unang window ay nagpapakita ng hanggang walong magkakaibang indicator. Sa ngayon ay tatlo lang ang ginagamit ko: lakas ng baterya, compass at altitude.
Sa pangalawang window, anim na parameter ang available: PID controller coefficients para sa X/Y, Z axes at accelerometer correction angle.
Ang ikatlong item ay nagpapahintulot sa iyo na i-save ang mga parameter sa EEPROM.
Mga Joystick
Hindi ako nag-isip nang matagal tungkol sa pagpili ng mga pilot joystick. Nagkataon na nakuha ko ang unang Turnigy 9XR joystick mula sa isang kasamahan sa negosyo ng quadcopter - Alexander Vasiliev, ang may-ari ng kilalang website na alex-exe.ru. Nag-order ako ng pangalawa nang direkta mula sa Hobbyking.
Ang unang joystick ay spring-loaded sa parehong mga coordinate - upang kontrolin ang yaw at pitch. Ang pangalawa na kinuha ko ay pareho, para ma-convert ko ito sa isang joystick upang makontrol ang traksyon at pag-ikot.
Nutrisyon
Sa lumang remote control gumamit ako ng isang simpleng LM7805 voltage regulator, na pinapakain ng isang grupo ng 8 AA na baterya. Isang napakalaking hindi mahusay na opsyon, kung saan 7 volts ang ginugol sa pagpainit ng regulator. 8 baterya - dahil mayroon lamang tulad na kompartimento sa kamay, at LM7805 - dahil sa oras na iyon ang pagpipiliang ito ay tila sa akin ang pinakasimpleng, at pinakamahalaga, ang pinakamabilis.
Ngayon ay nagpasya akong kumilos nang mas matalino at nag-install ng medyo epektibong regulator sa LM2596S. At sa halip na 8 AA na baterya, nag-install ako ng compartment para sa dalawang LiIon 18650 na baterya.
Resulta
Pinagsama-sama ang lahat, nakuha namin ang device na ito. Panloob na view.
Ngunit sarado ang takip.
Ang takip sa isang potentiometer at ang mga takip sa mga joystick ay nawawala.
Panghuli, isang video tungkol sa kung paano na-configure ang mga setting sa pamamagitan ng menu.
Bottom line
Ang remote control ay pisikal na binuo. Ngayon ay nagsusumikap ako sa pagsasapinal ng code para sa remote control at quadcopter upang maibalik sila sa dati nilang matatag na pagkakaibigan.
Habang nagse-set up ng remote control, natukoy ang mga pagkukulang. Una, ang mga ibabang sulok ng remote control ay nasa iyong mga kamay: (Marahil ay i-redesign ko ng kaunti ang mga plato, pakinisin ang mga sulok. Pangalawa, kahit isang 16x4 display ay hindi sapat para sa isang magandang telemetry display - kailangan kong paikliin ang mga pangalan ng parameter sa dalawang titik Sa susunod na bersyon ng device ay mag-i-install ako ng isang tuldok na display , o kaagad ng isang TFT matrix.
Ang actuator ay isang mekanismo para sa pagmamaneho ng control equipment teknolohikal na proseso gamit ang electrical, pneumatic o hydraulic signal. Ito ay isang mahalagang bahagi sa robotics. Ang mga drive na ginagamit sa mga robot ay nakakaapekto sa kanilang pagiging posible at pagganap. Samakatuwid, sa artikulong ito titingnan natin ang 7 pinakakaraniwang mga drive na maaaring nilagyan ng mga robot para sa iba't ibang layunin.
Brushless DC Motor
Magsimula tayo sa mga de-kuryenteng motor. Brushless o brushless ay isa sa mga uri ng actuator na nakakakuha ng katanyagan sa robotics. Tulad ng iminumungkahi ng pangalan, ang ganitong uri ng motor ay hindi gumagamit ng mga brush para sa commutation, ngunit sa halip ay commutated sa elektronikong paraan. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng drive na ito ay batay sa pakikipag-ugnayan ng mga magnetic field sa pagitan ng isang electromagnet at isang permanenteng magnet. Kapag ang likid ay pinalakas, ang magkasalungat na pole ng rotor at stator ay naaakit sa isa't isa. Ang mga actuator na ito ay ginagamit sa halos anumang robot.
Ang mga pakinabang ng BDP ay ang mga sumusunod:
- Ang bilis ng pagtugon na nauugnay sa mga katangian ng metalikang kuwintas;
- Mas mataas na bilis ng pag-ikot;
- Mataas na dynamic na katangian;
- Pangmatagalan serbisyo;
- Tahimik na operasyon.
Bahid:
- Kumplikado at mahal na speed controller;
- Hindi gumagana nang walang electronics.
Kasabay na drive
Naglalaman ang motor na ito ng rotor na sabay-sabay na umiikot sa isang oscillating field o current. Ang mga synchronous drive ay may maraming mga pakinabang sa iba pang mga motor. Una sa lahat, nalalapat ito sa mga tagapagpahiwatig ng enerhiya. Ang mga drive na ito ay ginagamit sa mga manufactured na robot na pang-industriya na may average na kapasidad ng pagkarga at ang bilang ng mga degree ng kalayaan mula 3 hanggang 6. Ang katumpakan ng pagpoposisyon ng electric drive ay umabot sa mga halaga na hanggang ± 0.05 mm. Ginagamit ang mga ito sa parehong positional at contour operating mode.
Mga kalamangan:
- Mataas na kahusayan;
- Dali ng pagpupulong at mahusay na mga katangian ng pagsasaayos;
- Ang katumpakan ng paggamit ng sabaysabay na drive para sa mga mekanismo na hindi nangangailangan ng kontrol sa bilis ay halata.
Bahid:
- Ang paggamit ng isang kasabay na motor ay mahirap kung ang mga mekanismo ay may malalaking masa ng flywheel, kung saan kinakailangan na magkaroon ng isang adjustable o double drive;
- Walang panimulang panimulang torque. Dahil dito, upang simulan ito, kinakailangan upang mapabilis ang rotor gamit ang isang panlabas na metalikang kuwintas sa isang bilis ng pag-ikot na malapit sa kasabay.
Asynchronous na motor
Ang electric drive na ito para sa pag-convert ng AC electrical energy sa mekanikal na enerhiya ay kapaki-pakinabang din para sa maraming mga kadahilanan. Ang terminong "asynchronous" mismo ay nangangahulugang hindi sabay-sabay. Nangangahulugan ito na ang mga makinang ito ay may bilis ng pag-ikot magnetic field Ang stator ay palaging mas malaki kaysa sa bilis ng rotor. Ang mga asynchronous na motor ay gumagana sa AC power.
Ang ganitong uri ng motor ay pangunahing ginagamit upang paganahin ang mga gulong sa pagmamaneho ng isang kotse, at samakatuwid ay makakahanap ng lugar sa mga gulong na robotics. Ang pagkakaroon ng high-power semiconductors ay naging praktikal na gumamit ng mas simpleng AC induction motors.
Mga kalamangan:
- Ang pagiging simple at pagiging maaasahan dahil sa kawalan ng isang kolektor;
- Mura;
- Makabuluhang mababang timbang;
- Mas maliliit na sukat.
Bahid:
- Maaaring mag-overheat, lalo na sa ilalim ng pagkarga;
- Kawalan ng kakayahang mapanatili ang isang matatag na bilis ng pag-ikot;
- Medyo maliit na mekanismo ng pag-trigger.
Stepper motor
Stepper motor - drive, in Kamakailan lamang kadalasang ginagamit sa robotics. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan nito at lahat ng iba pang mga uri ng makina ay ang paraan ng pag-ikot. Tulad ng alam mo, ang mga naunang nakalistang makina ay patuloy na umiikot. Ngunit ang mga stepper drive ay umiikot sa "mga hakbang". Ang bawat hakbang ay kumakatawan sa bahagi ng isang kumpletong pag-ikot. Ang bahaging ito ay nakasalalay sa mekanikal na disenyo ng motor at ang paraan ng kontrol.
Ang paggamit ng mga stepper motor ay isa sa pinakasimpleng, pinakamurang at pinakamadaling solusyon para sa pagpapatakbo ng mga precision positioning system. Samakatuwid, ang mga motor na ito ay madalas na ginagamit sa mga makina at robot ng CNC.
Mga kalamangan:
- Ang pangunahing bentahe ay ang katumpakan ng trabaho. Kapag ang mga potensyal ay inilapat sa mga windings, ang motor ay mahigpit na iikot sa isang tiyak na anggulo;
- Mura;
- Angkop para sa automation ng mga indibidwal na mekanismo at sistema kung saan hindi na kailangan ng mataas na dinamika.
Bahid:
- May problema sa "slippage" ng rotor na may tumaas na pagkarga sa baras;
- Limitasyon sa hakbang (maximum na 1000 rpm).
Servo
Ito ay isang uri ng electromechanical na motor na hindi patuloy na umiikot, tulad ng mga stepper motor, ngunit gumagalaw sa isang signal sa isang tiyak na posisyon at pinapanatili ito hanggang sa susunod na signal. Hanapin malawak na aplikasyon sa iba't ibang sektor ng robotics - mula sa mga homemade na mekanismo hanggang sa mga kumplikadong android.
Gumagamit ang mga Servo ng mekanismo ng feedback para pangasiwaan at itama ang mga error sa pagpoposisyon. Ang ganitong sistema ay tinatawag na sistema ng pagsubaybay. Kung ang ilang puwersa ay naglalagay ng presyon sa actuator upang baguhin ang posisyon nito, ang motor ay maglalapat ng puwersa sa tapat na direksyon upang itama ang nagresultang error. Kaya, nakakamit ang mataas na katumpakan ng pagpoposisyon.
Mga kalamangan:
- Higit pa mataas na bilis pag-ikot;
- Mataas na kapangyarihan;
- Ang posisyon ng mekanismo ay palaging nakikita at magagamit para sa pagsasaayos.
Bahid:
- Kumplikadong koneksyon at sistema ng kontrol;
- Nangangailangan ng kwalipikadong serbisyo;
- Mataas na presyo.
Pneumatic drive
Isang makina na nagpapatakbo ng makinarya gamit ang enerhiya ng naka-compress na hangin. Ang pangunahing bahagi dito ay ang compressor. Ang hangin na na-compress ng compressor ay pumapasok sa mga linya ng pneumatic, at pagkatapos ay sa pneumatic motor. Dahil sa kawalan ng malapot na daluyan, ang mga naturang makina ay maaaring gumana sa mas mataas na dalas - ang bilis ng pag-ikot ng pneumatic motor ay maaaring umabot sa libu-libong mga rebolusyon kada minuto.
Ang ganitong uri ng drive ay lalong ginagamit sa robotics, dahil ito ay may mababang running smoothness at operating accuracy. Pinaka makatuwirang gamitin ito para sa mga mekanismo na may dalawang estado - pagbawi at pagbuga o pagsasara at pagbubukas.
Mga kalamangan:
- Ang pagiging simple at ekonomiya;
- Ang gumaganang likido ay hindi limitado sa isang naibigay na dami at maaaring mapunan sa kaso ng pagtagas;
- Sa halip na isang tagapiga, maaari kang gumamit ng isang naka-compress na silindro ng gas, na nagpapadali sa pagtatayo ng isang pneumatic system;
- Hindi gaanong sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura kapaligiran.
Bahid:
- Mas mababang kahusayan;
- Mataas na halaga ng pneumatic energy kumpara sa electrical energy;
- Pag-init at paglamig ng gumaganang gas sa mga compressor, na maaaring humantong sa posibilidad ng pagyeyelo ng mga sistema o, sa kabaligtaran, paghalay ng singaw ng tubig mula sa gumaganang gas.
Hydraulic drive
Kung ang robot ay dapat gumana nang may kargang higit sa 100 kg, dapat mong isaalang-alang ang paggamit ng hydraulic drive. Ang ganitong uri ng motor ay ginagamit para sa pagpapaandar executive body gumagamit ng likido. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic drive ay binubuo ng isang pump na lumilikha ng presyon ng gumaganang likido sa linya ng presyon na konektado sa hydraulic motor. Ang makina ay nagko-convert ng fluid pressure sa mechanical pressure. Kasabay nito, kinokontrol ng mga regulator ang bilis at direksyon ng paggalaw ng hydraulic motor.
Ang mga drive na ito ay pangunahing ginagamit sa pang-industriyang robotics. Ngunit may mga kaso ng kanilang paggamit sa iba pang mga prototype, halimbawa, sa sikat na brainchild ng DARPA - ang BigDog robot.
Mga kalamangan:
- Maliit na sukat at timbang;
- Mataas na pagganap - bubuo ng 25 beses na mas puwersa kaysa sa isang katulad na laki ng pneumatic actuator;
- regulasyon ng makinis na puwersa;
- Temperatura ng pagtatrabaho- mula -50 hanggang +100С.
Bahid:
- Sa altapresyon posibleng pagtagas ng likido;
- Mataas na halaga ng kagamitan at pagpapanatili;
- Patuloy na pagkonsumo ng enerhiya;
- Mahirap subaybayan ang katumpakan ng trabaho.
Ito ang mga pinakapangunahing uri ng actuator na pinaka ginagamit sa modernong robotics.
Ang isang natatanging tampok ng mga robot drive ay ang pagkakaroon ng kontrol. Nangangahulugan ito na ang control system ay dapat magbigay ng output sa tinukoy na parameter nang tumpak hangga't maaari: metalikang kuwintas, bilis, posisyon, acceleration. Minsan ang mga kumbinasyon ng mga ito ay posible, halimbawa, ang mga sistema ng kontrol na may mga contour ng bilis at posisyon ay karaniwan, ang ilan ay may kakayahang limitahan ang metalikang kuwintas, pati na rin ang pagtatakda ng acceleration (karaniwang nagsisimula at pagtatapos).
Sa ating bansa, ang mga sumusunod na kumpanya ay nakikitungo sa mga drive:
Hindi ko isinasaalang-alang ang maraming kumpanya na nagbebenta ng mga induction motor. Ang pinaka-naa-access na mga drive ay mula sa NPF Elektroprivod, ngunit ang assortment na ito, tulad ng makikita natin sa ibang pagkakataon, ay hindi sumasaklaw sa mga pangangailangan ng mga mobile robotics. Una, tingnan natin ang mga uri ng magagamit na mga drive (gamit ang halimbawa ng mga produkto ng NPF Elektroprivod):
1. Stepper motor. Ito ang pinakamadaling kontrolin, mataas na metalikang kuwintas, naa-access at murang uri ng drive, na sa pinakasimpleng kaso ay hindi nangangailangan ng feedback. Ang mga pangunahing kawalan nito ay:
Posibleng paglaktaw ng mga hakbang sa ilalim ng pagkarga
Mga resonant na frequency at kasamang mga hakbang sa paglaktaw
Limitadong dynamics, kapag nalampasan, naaabala ang kasabay na paggalaw.
Ito ang uri ng mga drive na dapat mong simulan, dahil mayroon silang mga simpleng kontrol at magagamit bilang mga yari na driver at control system, pati na rin ang mga binuo na driver + switch circuit na hindi kumukuha ng maraming espasyo sa board.
Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa paglitaw ng "matalinong" stepper drive, kung saan ang kontrol ay isinama na (at kung minsan ay mayroong Feedback, na nagpapataas ng dynamics). Ngunit ang mga ito ay ganap na hindi makatwirang mahal.
1.FL20STh, FL28STH
- Torque: mula 0.18 hanggang 1.2 Kgs (paalalahanan kita, 9.88 Kgs = 1 Nm)
Gastos: tungkol sa 1000 kuskusin.
Mga agos ng phase mula 0.6A hanggang 0.95 A
Flange 20 o 28 mm (Sa pagtatalaga ng motor, ang unang mga numero ay ang laki ng flange, STH ay nangangahulugang mataas na metalikang kuwintas, pagkatapos ay dumating ang haba ng motor, pagkatapos ay sa pamamagitan ng isang gitling ang pagtatalaga ay 2804, kung saan ang 280 ay 2.8 A, kasalukuyang bahagi , 4 na bilang ng mga pin, halimbawa FL57STH56-2804 )
Haba mula 30mm hanggang 51mm
4 at 6 na pin
Ang unit na ito ay isa sa mga pinaka-compact walking stepper motors. Ang ganitong mga motor ay halos hindi angkop para sa paggalaw ng robot, ngunit napakahusay para sa mga actuator. Ginamit namin ito upang ilipat ang mga conveyor. Nagkaroon kami ng problema sa sobrang pag-init ng motor na ito, na nalutas sa pamamagitan ng pagtatakda ng kasalukuyang driver nang mas tumpak. (Higit pa tungkol dito sa ibang pagkakataon).
2. FL35ST, FL39ST
- Static na sandali 0.5 -2.9 kgf*cm
Gastos: mga 900 kuskusin.
Mga agos ng phase mula 0.16A hanggang 0.65 A
Haba mula 20mm hanggang 38mm
4 at 6 na pin
Isa pang uri ng mga compact steppers. Ang modelong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng maikling haba nito, 20mm - ito ang pinakamaikling motor sa paglalakbay sa hanay. Hindi ko ginamit ang modelong ito. Ngunit ito ang eksaktong pagpipilian kapag ang isang maikling haba ng engine ay kinakailangan para sa mga auxiliary na operasyon.
-
Torque hanggang 4.4 kgf*cm,
Gastos mula 900 hanggang 1100 rubles
Haba mula 25 hanggang 61 mm
Mga agos ng phase: mula 0.3A hanggang 1.68A
4 at 6 na pin
Isa sa mga pinakasikat na modelo ng engine. Sa paraang ito ay lubos na posible na parehong patnubayan ang iyong sasakyan at magsagawa ng mga pantulong na operasyon. Ang hanay ng mga phase currents ay nagpapahintulot na magamit ito kasabay ng murang kumbinasyon na L293+L298, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa kontrol na binuo sa board (at wala nang iba pa ang kailangan dito).
4. FL57ST at FL57STH. Hybrid stepper motors. Pinangalanan ang mga ito dahil sa mga additives sa mga magnet na nagpapataas ng metalikang kuwintas. Hayaan akong ipaalala sa iyo na ang metalikang kuwintas ay nakasalalay sa kasalukuyang sa paikot-ikot at sa lakas ng mga permanenteng magnet.
- Analogues ng DSHI-200, cr. sandali 2.88-18.9 kgf*cm
Posible upang matukoy ang bilis sa pamamagitan ng back EMF. Maaaring maging kapaki-pakinabang para sa murang, open-loop na solusyon.
PID speed controller.
Sa bersyon na may contour ng posisyon, magagamit ang pagsasaayos ng katangian ng bilis (trapezoid).
Magkakaroon ng malaking artikulo sa board na ito na may code at isang pagtalakay sa mga pakinabang at disadvantages. Kapansin-pansin na ang bersyon ng speed loop ay may sariling protocol, kaya kinailangan naming magsulat ng pagpapatupad para dito.
Konklusyon: Ang mga DPT ay nagbibigay-daan sa pagtaas ng dynamics ng isang mobile robot. Kasabay nito, tumataas din ang presyo ng isyu. Ipinapakita ng pagsasanay na ang pagtitipid sa makina ang pinakamasamang opsyon.
Mga Servo:
Isa pang yunit mula sa kategorya ng pagmomolde. Sa loob, bilang isang patakaran, mayroon silang parehong DPT, ang feedback ay ginawa sa anyo ng isang variable na risistor. Ginagamit para sa tumpak na paggalaw ng mga robot actuator. Inilarawan ni Kasamang DiHalt ang mga isyu sa pamamahala nang detalyado sa kanyang artikulo. Perpektong inilarawan din niya kung paano kontrolin ang ilang servos nang sabay-sabay gamit ang isang timer. Tingnan natin ang halimbawa ng MG995 (magagamit sa dealextreme.com para sa 290 rubles).
- Supply boltahe - mula 4.5 hanggang 6 volts
Torque hanggang 1 Nm.
Metal gearbox.
Ang anggulo ng pag-ikot ay 180 degrees.
Mga alon ng pagkonsumo - hanggang sa 400 mA.
Bumili kami ng ilan sa mga bagay na ito nang sabay-sabay dahil mura ang mga ito. Halos isang buwan kaming naglakad. Ang kawalan ay ang pagkalat ng mga parameter. Sa parehong halaga ng duty cycle, ang iba't ibang servos ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga anggulo ng pag-ikot. Para sa power supply, kadalasan ay nag-i-install ako ng hiwalay na 5V hanggang 3A na mapagkukunan, halimbawa tulad nito:
- Input 18-36 volts, output 5 volts
Kasalukuyang hanggang 3A
Proteksyon laban sa short circuit, polarity reversal
Salain ayon sa pagkain
Nagkakahalaga ng 400 kuskusin.
Pag-mount ng board
Sinubukan ko ito sa 8 MG995 servos na walang load at 4 na may full load. May sapat na kasalukuyang output.
Ang Servo MG995 ay kabilang sa middle power class, para sa mga espesyal na okasyon, sa tingin ko ang sumusunod na modelo ay magiging kapaki-pakinabang:
- Sukat:67.9x30.2x56mm
- Bilis (4.8V): 0.20s/60 degrees
- Bilis(6V): 0.16s/60 degrees
- Pinakamababang torque (4.8V): 22 kg*cm
- Pinakamataas na metalikang kuwintas (6V):25kg*cm
- Boltahe: 4.8 - 6 Volts
- Nagkakahalaga ng halos 1200 kuskusin.
- Hindi pa ako nakakita ng mas malakas na servo, ginamit namin ito sa , mayroon itong plastic gearbox.
Ang hanay ng mga servos ay napakalawak. Pangunahing tagagawa: Hitec, Futaba, Robo, TowerPro. Ang Futaba ay isang mas mahal at de-kalidad na uri ng drive. Ang pinaka-accessible at pinakamura ay ang Hitec at TowerPro.
Konklusyon: Ang mga Servo ay isang naa-access, medyo mura at madaling kontrolin na actuator. Ang mga murang suplay ng kuryente ay magagamit para sa kanila.
Konklusyon: Nasuri ko na ang karamihan sa mga drive na naranasan ko. Ngunit ang artikulo ay hindi kasama ang isang klase ng mga brushless motor, kung saan wala akong karanasan. Ang BLDC ay susunod na hakbang humimok ng pag-unlad. Sila na ngayon ang aktibong lumipat sa automation at robotics dahil sa kawalan ng brush assembly at, bilang kinahinatnan, isang mas mataas na mapagkukunan. Gayunpaman, ang pamamahala sa kanila ay mas mahirap. Sa palagay ko pagkatapos ng ilang oras ang ganitong uri ng drive ay ilalarawan din sa artikulo.
Robotics at paglikha iba't ibang sistema Ang automation ay may malaking interes hindi lamang sa mga propesyonal, kundi pati na rin sa mga nagsisimulang radio amateurs.
Naapektuhan ang mabilis na paglago ng teknolohiya modernong pamilihan radio-electronic na mga bahagi. Ang isang malaking seleksyon ng iba't ibang microcontroller, sensor, relay, expansion board ay nagpapahintulot sa iyo, tulad ng isang taga-disenyo, na lumikha ng isang kumplikadong teknikal na solusyon sa bahay.
Kung dati, upang lumikha at magpatupad ng isang sistema ng Smart Home, kinakailangan na makipag-ugnay sa mga dalubhasang kumpanya, ngayon ang karamihan sa mga elemento ay maaaring tipunin nang nakapag-iisa. Ang amateur robotics ay hindi nahuhuli sa mga pang-industriyang disenyo. Ang naka-assemble na robot sa bahay ay maglalakbay sa isang partikular na landas, sisingilin mula sa isang solar panel, susukatin ang temperatura/halumigmig ng kapaligiran, at kukuha ng mga larawan ng lugar. Malayo ito sa buong listahan kung ano ang maaaring idagdag, ngunit ang modelong ito ay katulad na sa pag-andar at lohika, halimbawa sa sasakyang pangkalawakan Curiosity, na nag-explore sa planetang Mars.
Sa ngayon, nagsimulang muling mabuhay ang mga bilog sa inhinyero ng radyo, kung saan, sa ilalim ng patnubay ng mga may karanasang guro, ang nakababatang henerasyon ay pinagkadalubhasaan ang robotics. Ito ay hindi lamang libangan, kundi pati na rin ng maraming gawaing pangkaisipan, na nangangailangan ng kaalaman sa matematika, pisika, at computer science.
Maraming mga gawa ang makikita sa Internet. Ang ilan ay nararapat ng espesyal na atensyon:
Tingnan natin ang mga pangunahing punto na kakailanganin natin kapag nagdidisenyo at nag-iipon ng isang robot.
Pagpaplano ng badyet
Ang trabaho sa pagdidisenyo at pag-assemble ng robot ay nagsisimula sa pagpaplano ng badyet. Depende sa functionality at ginamit teknikal na base ang huling halaga ng robot ay maaaring mataas.
Para sa karamihan ng mga proyekto, maaari mong gamitin hindi lamang ang orihinal na mga ekstrang bahagi, kundi pati na rin ang kanilang mga analogue (mga kopya). Ito ay makabuluhang bawasan ang gastos ng proyekto. Mas gusto ng maraming tao na mag-order ng mga bahagi mula sa mga online na tindahan ng Tsino. Ang halaga ng isang order na may libreng paghahatid ay mukhang mas kaakit-akit kaysa sa pagbili ng parehong mga bahagi, ngunit may malaking markup sa Russia.
Pagpili ng isang robot platform
Ang pinakakaraniwan at murang mga platform ay may gulong At sinusubaybayan. Mayroong maraming handa na mga bahagi para sa mga platform na ito, kaya ang mga ito ay perpekto bilang isang panimulang proyekto.
Ang isang may gulong na platform ay maaaring magkaroon ng anumang bilang ng mga gulong. Ang pinakakaraniwan ay mga modelong tatlo at apat na gulong (2WD, 4WD). Dahil sa maliit na contact area sa ibabaw, maaaring madulas ang wheeled platform. 
Maaaring gamitin ang mga gulong ng goma upang mabawasan ang pagkawala ng traksyon.
Magkaroon ng mas mataas na kakayahan sa cross-country sinusubaybayang mga platform. Pinipigilan nila ang pagdulas at maaaring mapagtagumpayan ang iba't ibang artipisyal at natural na mga hadlang. Ang kawalan ng platform ay ang kumplikadong mekanikal na pag-install.
Mga robot na may mga paa maaaring gumagalaw nang matatag sa mga napakalubak na ibabaw. Ngunit ang pangunahing kawalan ng platform na ito ay ang pagiging kumplikado ng coding at ang mataas na pangwakas na gastos.
Nag-aalok ang modernong merkado ng maraming handa na solusyon para sa mga aerial robot. Lalo na sikat ang mga quadcopters At mga helicopter. 
Ang mga aerial robot ay mainam para sa pagmamasid at pag-film sa mga ibabaw mula sa itaas at paggalugad ng mga lugar na mahirap maabot. Ang ilang mga kumpanya ay aktibong bumubuo at gumagamit ng mga aerial platform upang maghatid ng mga kalakal. Ang isang makabuluhang kawalan ng platform ng hangin ay ang bahagyang, at sa karamihan ng mga kaso, kumpletong pagkawala ng buong istraktura sa isang aksidente. 
Upang madagdagan ang pag-andar umiiral na mga species ginagamit ang mga platform iba't ibang uri mga manipulator. Ang mga manipulator ay maaaring nilagyan ng alinman sa isa o sampung natatanging antas ng kalayaan.
Mga platform ng tubig ay hindi malawakang ginagamit. Pangunahing ginagamit sa mga larangang pang-agham at pang-industriya.
Pagpili ng isang motor para sa isang robot
Upang itulak ang karamihan sa mga platform na tinalakay sa itaas, kinakailangan ang isang makina (electric motor). Ito ay isang aparato na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ang pagpili ng mga motor ay depende sa paraan ng paggalaw ng robot. 
Angkop para sa mga may gulong o sinusubaybayan na mga platform DC gear motor. Papasok ang gearbox sa kasong ito nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang metalikang kuwintas. Ang baras sa magkabilang panig ng motor ay nagbibigay-daan sa pag-install ng isang encoder, na tumutulong na matukoy ang anggulo ng pag-ikot at distansya na nilakbay ng gulong. Ang lakas ng makina ay kinakalkula batay sa bigat ng robot mismo. 
Stepper motor gumagalaw sa pantay na hakbang. Ang mga stepper motor ay kinokontrol ng mga pulso. Ang bawat salpok ay na-convert sa isang antas kung saan nangyayari ang pag-ikot. Ganitong klase Ang makina ay naka-install sa mga robot kung saan kinakailangan ang isang napaka-tumpak na anggulo ng paggalaw. 
Servomotor binubuo ng DC motor, gearbox, electronics at rotary potentiometer na sumusukat sa anggulo. Ang anggulo ng pag-ikot ay humigit-kumulang 180 degrees. Ang mga servomotor ay karaniwang ginagamit sa mga robotic arm at robot na may mga limbs.
Sa pagsasagawa, maraming mga modelo ng robot ang naglalaman iba't ibang uri mga makina. Para sa sentralisadong kontrol, ginagamit ang mga driver ng motor (Motor shield).
Pagpili ng motor controller (driver)
Upang i-convert ang mga low-power control signal sa mga alon na sapat upang kontrolin ang mga motor, ginagamit nila mga driver ng motor (Motor Shield) 
Nararamdaman lamang ng driver ng motor ang bilis at direksyon ng motor, ngunit hindi ito direktang makontrol dahil sa limitadong output ng kuryente. Samakatuwid, ang paggamit ng driver ng motor na walang microcontroller ay hindi posible. Ang lohika ng mga modernong driver ng motor ay nagpapahintulot sa iyo na kontrolin iba't ibang uri motors parehong hiwalay at sabay-sabay. Kapag pumipili ng driver, kailangan mong bigyang-pansin ang rate ng boltahe at kasalukuyang. 
Ang mga pagtutukoy ay karaniwang nagpapahiwatig ng saklaw ng boltahe ng input at kasalukuyang kung saan ito idinisenyo. Sa kabila ng mga built-in na overload na sistema ng proteksyon, hindi mo dapat ikonekta ang isang 5V na motor sa isang 3V controller.
Ang pagpili ng controller (motor driver) ay dapat gawin pagkatapos matukoy at maaprubahan ang uri ng mga motor na nakaplanong i-install sa robot.
Pagpili ng Control System
Mayroong ilang mga paraan upang makontrol ang robot:
Wired na kontrol
Ang pinakamadaling paraan upang makontrol ang isang robot ay wired. Ang control panel ay konektado sa robot gamit ang isang cable. Hindi nangangailangan ng mga kumplikadong elektronikong bahagi. Ang isang makabuluhang kawalan ay limitadong paggalaw. Ang hanay ng kontrol ay ganap na nakasalalay sa haba ng cable. Ang isang kable na masyadong mahaba ay patuloy na sasabit at mabubuhol.
Wireless na kontrol
Infrared signal
Ang isang remote control ay ginagamit upang kontrolin ang robot. Sa ilang mga kaso, maaari mong i-configure ang isang regular na remote control ng TV. Ang isang IR sensor ay naka-install sa robot, na konektado sa microcontroller at nagpapadala ng mga control signal dito. Tulad ng kapag gumagamit ng TV remote control, ang robot ay maaaring kontrolin sa isang limitadong distansya sa direktang linya ng paningin ng IR sensor.
Bluetooth
Kapag gumagamit ng teknolohiyang Bluetooth, nagiging posible ang kontrol ng robot gamit ang mga Bluetooth-compatible na device (tablet, mobile phone, computer). Hindi na kailangang nasa direktang linya ng paningin sa transmitter, bagama't ang Bluetooth ay may limitadong saklaw ng pagpapatakbo (mga 10-15 m).
Ang robot ay maaaring kontrolin mula sa anumang lugar kung saan may access sa Internet. Kailangan mo lang ikonekta ang wi-fi module ng robot sa isang router na may access sa Internet.
GPRS/GPS
Ginagamit ang GPS upang mahanap ang lokasyon ng robot. Gamit ang nabigasyon, maaari mong kalkulahin ang kurso at distansya ng isang waypoint.
Ang mga GSM card ay nagbibigay ng kakayahang tumawag at tumanggap ng mga tawag mula sa iba pang mga telepono, magpadala ng SMS sa isang ibinigay na numero kapag pinindot mo ang isang partikular na button. Kaya, ang pagpapadala ng SMS mula sa iyong cellphone makakapagpadala kami ng mga utos sa robot sa pamamagitan ng GSM network. Bukod dito, ang robot mismo ay matatagpuan sa anumang punto kung saan mayroong saklaw ng GSM network.
Pagpili ng isang microcontroller
Tulad ng alam na nating lahat, ang microcontroller ay isang microcircuit na idinisenyo upang kontrolin mga kagamitang elektroniko. Ito ay isang single-chip na computer na may kakayahang gumanap ng medyo mga simpleng gawain. Upang makipag-ugnayan sa labas ng mundo Ang microcontroller ay nilagyan ng mga contact kung saan ang electrical signal ay maaaring i-on (1) o i-off (0). Ang mga pin ay maaaring gamitin upang basahin ang mga de-koryenteng signal na nagmumula sa iba't ibang mga aparato at sensor.
Ang mga modernong microcontroller ay may pinagsamang boltahe regulator. Pinapayagan nito ang microcontroller na gumana sa isang malawak na hanay ng boltahe na hindi nangangailangan sa amin na magbigay ng eksaktong operating boltahe.
Mayroong maraming iba't ibang mga microcontroller na maaaring gamitin, ngunit ang Arduino hardware platform ay malawakang ginagamit sa mga araw na ito. 
Dahil sa cross-platform nito, mababang gastos, bukas na arkitektura at pagiging simple ng programming language, ang Arduino ay naging napakapopular sa mga nagsisimula at propesyonal.
Ang mga sikat na proyekto kung saan ginagamit ang Arduino platform ay ang konstruksyon mga simpleng sistema automation at robotics. Gamit ang platform na ito, maaari kang mag-organisa ng matalinong tahanan, bumuo ng home weather station, at makabisado ang robotics.
Telemetry
Ang lahat ng uri ng sensor ay ginagamit upang pag-aralan at sukatin ang mundo sa paligid ng robot. Sa tulong nila, malalaman natin ang lokasyon ng ating robot, matukoy ang distansya sa mga bagay, sukatin ang temperatura/halumigmig/presyon, kumuha ng larawan ng lugar, atbp.
Ang tamang napiling expansion board ay lubos na magpapasimple sa proseso ng pagdaragdag ng mga bagong uri ng mga sensor at magliligtas sa atin mula sa pangangailangang baguhin ang naka-embed na logic sa yugto ng disenyo.
Tingnan natin ang mga pangunahing uri ng mga sensor na abot-kaya at madaling i-program:
Mga sensor ng espasyo
Ultrasonic range finder
Ang pinagmulan ng ultrasound ay naglalabas ng pulsed signal, at ang receiver ay nakakakita ng mga pagmuni-muni ng signal mula sa iba't ibang mga hadlang. 
Ang distansya sa bagay ay natutukoy sa pamamagitan ng pagsusuri sa round trip time ng signal. Hindi tulad ng mga infrared rangefinder, ang ultrasonic sensor ay hindi apektado ng mga pinagmumulan ng liwanag o ang kulay ng obstacle. Ang pinakasikat na ultrasonic rangefinder para sa mga radio amateur ay ang HC-SR04. Ito ay may kakayahang sukatin ang mga distansya mula 2 hanggang 450 cm.
IR distance sensor
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay upang pag-aralan ang sinasalamin na infrared radiation ng sensor LED mula sa nakapalibot na mga bagay.
Idinisenyo para sa pag-install sa mga mekanikal na aparato upang matukoy ang distansya sa mga gumagalaw na bahagi ng isang istraktura. Ang Sharp GP2Y0A21YK0F optoelectronic distance sensor ay maginhawang gamitin sa mga robotics na proyekto. Ang distansya ng pagtuklas ay mula 100 hanggang 550 cm, maiiwasan nito ang pagbangga ng robot sa isang balakid.
Mga sensor ng posisyon
Gyroscope ay magbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang posisyon at paggalaw ng aparato sa espasyo: roll at trim (pitch) anggulo, na tumutuon sa vector ng gravity at bilis ng pag-ikot. Kapag gumagalaw, tinutukoy ang linear acceleration at angular velocity sa paligid ng sarili nitong mga axes X, Y at Z at nagbibigay ng kumpletong larawan ng posisyon. 
Ang pinakakaraniwang module batay sa MPU6050 chip. Ang module ay binubuo ng isang accelerometer, gyroscope at temperature sensor.
Mga sensor ng klima
Digital na sensor ng temperatura at halumigmig nagbibigay-daan sa iyo upang sukatin ang temperatura at halumigmig ng kapaligiran.
Ang pinakakaraniwang mga sensor: . Kung ikukumpara sa DHT11 sensor, ang DHT22 sensor ay may mataas na katumpakan sa pagsukat at maaaring masukat ang mga temperatura sa ibaba 0.
Meter ng presyon nagpapahintulot sa iyo na sukatin Presyon ng atmospera. Kasama sa pinaka-abot-kayang pressure sensor ang BMP180 sensor. Ang sensor ay may isang I2C interface upang maaari itong konektado sa anumang platform mula sa pamilya Arduino. 
Mga sensor ng gas
Mga analisador ng gas nagbibigay-daan sa iyo na makakita ng mga pagtagas ng propane, butane, methane at hydrogen. Maaari ding gamitin upang kontrolin ang panloob na usok. Bilang resulta ng mga sukat, ang sensor ay bumubuo ng isang analog signal na proporsyonal sa nilalaman ng gas. Ang kalidad ng mga sukat ay nakasalalay sa temperatura at halumigmig ng kapaligiran. May ganitong hanay ng mga katangian sensor malawak na saklaw mga gas MQ-2.
Mga light sensor
Light sensor ay magbibigay-daan sa aming robot na makilala ang araw mula sa gabi, maaraw na panahon mula sa maulap na panahon, anino mula sa liwanag. Sa wastong pagsasaayos at pagbabago ng diagram ng koneksyon, papayagan ka nitong i-orient ang mga solar panel ng device patungo sa araw. 
Paano pumili ng angkop na mga motor para sa isang gulong na robot? Hindi madaling sagutin ang tanong na ito nang tumpak sa simula ng paggawa ng robot. Upang gawin ito, kailangan mong malaman ang bigat ng robot, ngunit hindi pa ito naitayo. Gayunpaman, ang mga teknikal na katangian at sukat ng mga motor ay makabuluhang nakakaimpluwensya sa mga huling parameter ng mobile robot. Para makatanggap buong impormasyon, torque, bilis at kapangyarihan ay dapat isaalang-alang. Para sa isang robot na may gulong, kailangan ding piliin ang diameter ng mga gulong at tukuyin ang tamang ratio ng gear upang makalkula ang bilis nito.
Torque
Ang metalikang kuwintas ng makina ay ang puwersa kung saan ito kumikilos sa umiikot na axis. Upang makagalaw ang isang robot, ang puwersang ito ay dapat na mas malaki kaysa sa bigat ng robot (ipinahayag sa N/m).
Ginagamit ito ng ilang tao sa halip na ang konsepto metalikang kuwintas, termino metalikang kuwintas. Sa pangkalahatan ito ay ang parehong bagay. Parehong sandali lang sa engineering, ang torque ay ang load sa wheel, at ang torque ay ang load sa engineering science na tinatawag na "Strength of Materials".
Isaalang-alang natin ang isang pinasimple na idealized na modelo ng isang gulong na robot.
Sa aming kaso, ang bigat ng robot ay katumbas ng 1 kg, at gusto naming makamit ang pinakamataas na bilis ng paggalaw nito 1m/s na may radius ng gulong na katumbas ng 20mm.
Kapag gumagalaw sa isang tuwid na linya para sa isang distansya 1m, kalkulahin ang acceleration na kinakailangan upang maabot ang bilis ng 1m/s.
saan ang distansya na sakop ng robot, ang paunang bilis nito (nagsisimula tayo sa isang lugar, samakatuwid ),
nasaan ang bilis ng robot at ang acceleration nito.
Palitan natin ang mga value na tinanggap sa ating modelo, nakukuha natin
m/s 2
Ang torque na kinakailangan upang ilipat ang robot at bigyan ito ng acceleration na kailangan upang maabot ang pinakamataas na bilis ay kinakalkula bilang mga sumusunod:
Kailan ang moment of inertia at ang angular acceleration, nakukuha natin
Dito m/s 2— acceleration of free fall (round it to 10), — radius ng gulong, — masa ng buong robot
Ang pagpapalit ng mga halaga, nakukuha namin
mN m
Upang i-convert ang isang halaga na ipinahayag sa N m sa kg cm, kailangan mong isaalang-alang na 1H = 0.102 kg at 1 m = 100 cm Samakatuwid, 50 mN m = 50 0.102: 1000 * 100 = 0.51 kg cm.
Ang resultang metalikang kuwintas ay ipinamamahagi sa pagitan ng dalawang motor ng robot at kailangan pa rin itong hatiin sa ratio ng gear ng gear na ginamit (higit pa tungkol sa mga gear mababasa mo ito).
kapangyarihan
Upang makalkula ang maximum na lakas ng mga makina, kailangan namin ang bilis ng pag-ikot, na ipinahayag sa mga rebolusyon bawat minuto
(rpm) =
o sa radians bawat segundo
(rad/s) =
sa pamamagitan ng pabilog na dalas
Ang pagpapalit ng radius ng gulong, nakukuha namin
rad/s
rpm.
Ang lakas ng makina ay proporsyonal sa torque at bilis:
Ang pagpapalit dito ng mga formula para sa metalikang kuwintas at dalas, nakukuha natin:
Gamit eigenvalues, nakukuha namin
Muli, nakuha namin ang kabuuang lakas para sa lahat ng mga makina, sa aming kaso mayroong dalawang makina, kaya kailangan naming hatiin ang resulta sa dalawa at, tulad ng pagkalkula ng metalikang kuwintas, kung ginagamit ang mga gear, hatiin sa ratio ng gear.
