Cánh tay robot dựa trên vi điều khiển PIC: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Từ dây chuyền lắp ráp của các ngành công nghiệp sản xuất ô tô đến các robot phẫu thuật trong không gian, Robotic Arms có thể được tìm thấy ở khắp mọi nơi. Cơ chế của những robot này tương tự như con người, có thể được lập trình để có chức năng tương tự và tăng khả năng. Chúng có thể được sử dụng để thực hiện các hành động lặp đi lặp lại nhanh hơn và chính xác hơn con người hoặc có thể được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt mà không gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Chúng tôi đã xây dựng một Cánh tay rô bốt và chơi Ghi âm bằng Arduino có thể được đào tạo để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và lặp lại mãi mãi.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ sử dụng Vi điều khiển 8-bit PIC16F877A tiêu chuẩn công nghiệp để điều khiển cùng một cánh tay robot với chiết áp. Thách thức với dự án này là PIC16F877A chỉ có hai chân có khả năng PWN, nhưng chúng tôi cần điều khiển khoảng 5 động cơ servo cho rô bốt của mình, vốn yêu cầu 5 chân PWM riêng lẻ. Vì vậy, chúng ta phải sử dụng các chân GPIO và tạo ra tín hiệu PWM trên các chân GPIO PIC bằng cách sử dụng các ngắt bộ định thời. Tất nhiên, bây giờ chúng ta có thể nâng cấp lên một bộ vi điều khiển tốt hơn hoặc sử dụng IC khử ghép kênh để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn rất nhiều ở đây. Tuy nhiên, vẫn đáng để thử dự án này để học hỏi kinh nghiệm.

Cấu trúc cơ học của cánh tay robot mà tôi đang sử dụng trong dự án này được in 3D hoàn toàn cho dự án trước của tôi; bạn có thể tìm thấy các tệp thiết kế hoàn chỉnh và quy trình lắp ráp tại đây. Ngoài ra, nếu bạn không có máy in 3D, bạn cũng có thể tạo Cánh tay robot đơn giản bằng các bìa cứng như hiển thị trong liên kết. Giả sử rằng bằng cách nào đó bạn đã nắm được Cánh tay robot của mình, hãy tiến hành dự án.

Bước 1: Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch hoàn chỉnh cho Cánh tay robot dựa trên Vi điều khiển PIC này được hiển thị bên dưới. Các sơ đồ được vẽ bằng EasyEDA.

Sơ đồ mạch khá đơn giản; dự án hoàn chỉnh được cung cấp bởi bộ chuyển đổi 12V. Sau đó, 12V này được chuyển đổi thành + 5V bằng cách sử dụng hai bộ điều chỉnh điện áp 7805. Một cái được gắn nhãn là + 5V và cái kia được gắn nhãn là + 5V (2). Lý do có hai bộ điều chỉnh là khi servo quay, nó sẽ kéo theo rất nhiều dòng điện, tạo ra sự sụt giảm điện áp. Sự sụt giảm điện áp này buộc PIC phải tự khởi động lại, do đó chúng tôi không thể vận hành cả PIC và động cơ servo trên cùng một đường ray + 5V. Vì vậy, một đầu ra có nhãn là + 5V được sử dụng để cấp nguồn cho Bộ vi điều khiển PIC, LCD và Potentiometers và một đầu ra bộ điều chỉnh riêng biệt có nhãn là + 5V (2) được sử dụng để cấp nguồn cho động cơ servo.

Năm chân đầu ra của chiết áp cung cấp điện áp thay đổi từ 0V đến 5V được kết nối với các chân tương tự An0 đến AN4 của PIC. Vì chúng tôi đang có kế hoạch sử dụng bộ hẹn giờ để tạo PWM nên động cơ servo có thể được kết nối với bất kỳ chân GPIO nào. Tôi đã chọn các chân dạng RD2 đến RD6 cho động cơ servo, nhưng nó có thể là bất kỳ GPIO nào bạn chọn.

Vì chương trình liên quan đến nhiều gỡ lỗi, màn hình LCD 16x2 cũng được giao tiếp với portB của PIC. Điều này sẽ hiển thị chu kỳ làm việc của động cơ servo đang được điều khiển. Ngoài ra, tôi cũng đã mở rộng kết nối cho tất cả các chân GPIO và analog, đề phòng nếu có bất kỳ cảm biến nào cần được giao tiếp trong tương lai. Cuối cùng, tôi cũng đã kết nối chân lập trình H1 để lập trình trực tiếp PIC với pickit3 bằng cách sử dụng tùy chọn lập trình ICSP.

Bước 2: Tạo tín hiệu PWM trên chân GPIO để điều khiển động cơ Servo

"loading =" lazy ">