Mecanum Wheel Robot - Bluetooth-gestuurd - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Sinds ik me kan herinneren heb ik altijd al een mecanum wielrobot willen bouwen. De mecanum-wielrobotplatforms die op de markt verkrijgbaar waren, waren iets te duur voor mij, dus besloot ik mijn robot helemaal opnieuw te bouwen.

Als geen andere robot kan de meacanum-wielrobot zonder enige moeite oversteken. Deze functie maakt het uniek en zorgt voor gemakkelijk manoeuvreren in krappe ruimtes zonder dat het op zijn plaats hoeft te draaien.

Nou, het is tijd om aan het werk te gaan!

Onderdelen nodig in dit project:

1. Arduino Mega 2560 x1
2. TB6612FNG Dual Motor Driver Carrier x2
3. HC-06 bluetooth-module of vergelijkbaar x1
4. Breadboard (minimaal formaat) x1
5. Li-Po-batterijen: 7,4V 2200 mAh en 11,1V 2800 mAh x1
6. SKYRC iMAX B6 Mini-batterijlader x1
7. DC-motor 12V x4
8. Mecanum wiel x4
9. Jumpers en kabels
10. Bouten en moeren
11. Chassis van kunststof

Stap 1: Robotchassis bouwen

Het eerste wat je moest doen was een stuk plastic plaat (153x260 mm) snijden. In de volgende stap schroefde ik de gelijkstroommotoren in een metalen buis op de plastic basis. In plaats van 2 metalen buizen kunt u ook 4 metalen houders gebruiken voor gelijkstroommotoren. De laatste stap in de constructie van het robotchassis was het monteren van de wielen.

Stap 2: De Mecanum-wielen monteren

Mecanum wielen dienen op de juiste manier gemonteerd te worden. Een correcte configuratie vereist dat elk van de vier mecanumwielen is ingesteld op de manier zoals weergegeven in bovenstaande afbeelding. De rotatie-as van de bovenste rol van elk wiel moet het midden van het robotchassis kruisen (punt C).

Stap 3: Aansluiting van elektronische onderdelen

Het brein van het systeem is Arduino Mega 2560. Als motor driver heb ik twee TB6612FNG dual motor driver carriers gebruikt. Deze motorcontroller heeft voldoende bereik van acceptabele ingangsspanningen (4,5V tot 13,5V) en continue uitgangsstroom (1A per kanaal). Robot wordt bestuurd via bluetooth met behulp van Android-applicatie. In dit project heb ik een populaire goedkope bluetooth-module HC-06 gebruikt. Het elektronische systeem is uitgerust met twee stroombronnen. Een voor de voeding van de DC-motoren (LiPo-batterij 11.1V, 1300 mAh) en de andere voor de voeding van Arduino en bluetooth-module (LiPo-batterij 7.4V, 1800 mAh).

Alle aansluitingen van elektronische modules zijn de volgende:

1. Bluetooth (bijv. HC-06) -> Arduino Mega 2560

   • TXD-RX1 (19)
   • RXD-TX1 (18)
   • VCC - 5V
   • GND - GND

2. TB6612FNG Dual Motor Driver -> Arduino Mega 2560

   • RechtsvoorMotor_PWMA - 2
   • LeftFrontMotor_PWMB - 3
   • RechtsachterMotor_PWMA - 4
   • LeftRearMotor_PWMB - 5
   • RechtsvoorMotor_AIN1 - 22
   • RechtsvoorMotor_AIN2 - 23
   • LinksvoorMotor_BIN1 - 24
   • LinksvoorMotor_BIN2 - 25
   • RechtsAchterMotor_AIN1 - 26
   • RechtsAchterMotor_AIN2 - 27
   • LinksachterMotor_BIN1 - 28
   • LinksachterMotor_BIN2 - 29
   • STBY - Vcc
   • VMOT - motorspanning (4,5 tot 13,5 V) - 11,1 V van LiPo-batterij
   • Vcc - logische spanning (2,7 tot 5,5) - 5V van Arduino
   • GND - GND

3. TB6612FNG Dubbele motorbesturing -> DC-motoren

   • MotorDriver1_A01 - Rechtsvoormotor
   • MotorDriver1_A02 - Rechtsvoormotor
   • MotorDriver1_B01 - Linksvoor Motor
   • MotorDriver1_B02 - Linksvoor Motor
   • MotorDriver2_A01 - Rechtsachtermotor
   • MotorDriver2_A02 - Rechtsachtermotor
   • MotorDriver2_B01 - LinksachterMotor
   • MotorDriver2_B02 - LinksachterMotor

Stap 4: Arduino Mega-code

De volledige code voor dit project is beschikbaar op GitHub: link

Het Arduino-programma controleert in de hoofdlus - "void loop()" of het nieuwe commando (teken) via Bluetooth vanuit de Android-app is verzonden. Als er een inkomend teken van Bluetooth-serieel is, begint het programma met de uitvoering van de functie "void processInput()". Vervolgens wordt vanuit deze functie, afhankelijk van het teken, een specifieke richtingsbesturingsfunctie aangeroepen (bijv. voor "r" wordt de tekenfunctie "void moveRight(int mspeed)" aangeroepen). Vanuit een bepaalde richtingsbesturingsfunctie wordt elke motor ingesteld op de gewenste snelheid en draairichting door functie "void motorControl" zodat de robot in de gewenste richting beweegt.

Je kunt ook mijn andere codevoorbeeld voor Arduino Mega 2560 gebruiken waarmee je een mecanumwielrobot kunt besturen met spraakopdrachten: link. Bovendien moet u de BT Voice Control for Arduino-app downloaden van Google Play.

Stap 5: Besturing van de Mecanum Wheel Robot

Elk mecanumwiel heeft vrije rollen, die een hoek van 45 graden maken met de as van het wiel. Met dit wielontwerp kan de robot in elke richting bewegen, zoals weergegeven in bovenstaande afbeelding. De blauwe en groene pijlen geven de richting aan van de wrijvingskrachten die op elk mecanumwiel werken. Door alle vier de wielen in dezelfde richting te bewegen, kunnen we een voorwaartse of achterwaartse beweging krijgen. Als we de twee wielen op één diagonaal in dezelfde richting en andere twee wielen in de tegenovergestelde richting besturen, krijgen we zijwaartse beweging zoals weergegeven in de tweede afbeelding (beweeg naar rechts).

U kunt mijn Android-app downloaden waarmee u de mecanumwielrobot kunt besturen via Google Play: link

Hoe de Android-app te gebruiken:

• tik op de menuknop of 3 verticale stippen (afhankelijk van de versie van je Android)
• selecteer het tabblad "Een apparaat aansluiten"
• tik op het tabblad "HC-06" en na een tijdje zou je het bericht "Verbonden met HC-06" moeten zien
• na het aansluiten kunt u uw robot besturen
• als je je bluetooth-apparaat HC-06 niet ziet, tik je op de knop "Scannen naar apparaten"
• bij het eerste gebruik koppelt u uw bluetooth-apparaten door de standaardcode "1234" in te voeren

Als je mijn andere projecten met betrekking tot robotica wilt zien, ga dan naar:

• mijn website: www.mobilerobots.pl
• facebook: mobiele robots