2016年11月30日 星期三

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - PCA9685 驅動板 (三十)

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - PCA9685 驅動板 (三十): 

筆者完成了 PIC24 mini 控制板後,但 PIC24 mini 控制板的空間有限,不能夠有足夠的空間放置 PCA9685 驅動板,所以要將 PCA9685 驅動板組裝在另一片 PCB 板上,組合時將 PCA9685 驅動板放在 PIC24 mini 控制板上面,而 PIC24 mini 控制板和 PCA9685 驅動板是利用擴展匯流排(Expansion I/O Bus)連接,這樣便可以節省空間和有擴展空間。

PIC24 mini board - PCA9685 驅動板的正面
PIC24 mini board - PCA9685 驅動板的背面
PIC24 mini board -組裝 PIC24 mini 控制板和 PCA9685 驅動板
PIC24 mini board - PIC24 mini 控制板和 PCA9685 驅動板的側面
2016年 11月 30日 天氣報告
氣溫:20.7度 @ 20:40
相對濕度:百分之 60%
天氣:天色大致良好

2016年11月29日 星期二

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - PIC24 控制板 (二十九)

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - PIC24 控制板 (二十九): 

在試驗雙足人形機械人(Humanoid Robot)時,是使用 PIC24(PIC24FJ64GA008)開發板作測試,但這片開發板是比較大,尺寸是 160mm x 100mm x 1.6mm(L x W x H),所以不適合安裝在機械人上,要從新設計另外一片控制板,而且要考慮要兼容硬件,尺寸要小巧,方便安裝在機械人的雙足上面。

PIC24 開發板和 PIC24 mini board 處理器 PCB 板比較
所以選擇了一片細小的 PCB 板,尺寸是 90mm x 70mm x 1.6mm(L x W x H),由於零件比較多,會使用上下層層疊設計,下層是處理器 PCB 板,上層是驅動 PCB 板,上下層是通過 I/O 接口連接。PIC24 mini board 處理器 PCB 板,包括有 LED 顯示、LCD1602 顯示和 3x3 Keypad。

PIC24 mini board 處理器 PCB 板的零件
開始組裝 PIC24 mini board
PIC24FJ65GA008 處理器 PCB 板
PIC24 mini board 的連接器組裝
完成基本的 PIC24 mini board 組裝
2016年 11月 29日 天氣報告
氣溫:18.0度 @ 20:30
相對濕度:百分之 64%
天氣:大致多雲

2016年11月28日 星期一

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - 改良 (二十八)

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人3 - 改良 (二十八): 

因為雙足機械人2 的舵機位置問題,發現在雙足向前移動時,有左大腿(Left Thigh)和右小腿(Right Calf)舵機是順時針(Clockwise /  CW)方向,但右大腿(Right Thigh)和左小腿(Left Calf)舵機是逆時針(Anticlockwise / ACW)方向,這樣會令到編寫程式時會比較混亂,所以決定再改動舵機的位置,達致雙足向前移動時舵機是順時針(Clockwise /  CW)方向,向後移動時舵機是逆時針(Anticlockwise / ACW)方向。

雙足機械人3
雙足機械人3 的移動角度
雙足機械人3 的結構
由雙足機械人2 改造成雙足機械人3,最主要是改到舵機位置,但舵機位置改動是需要將配件拆散,基本上是重新組裝一次。

改良前雙足機械人2
改良後雙足機械人3
雙足機械人3

2016年 11月 28日 天氣報告
氣溫:19.2度 @ 21:20
相對濕度:百分之 68%
天氣:大致多雲

2016年11月25日 星期五

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人2 - 測試 (二十七)

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人2 - 測試 (二十七): 

有了雙足人形機械人(Humanoid Robot)的測試裝置,便可以進行測試,測試主要是要確定機械人的六軸(六自由度)動作,包括右腳板(Right Footplate)、右小腿(Right Calf)、右大腿(Right Thigh)、左腳板(Left Footplate)、左小腿(Left Calf)和左大腿(Left Thigh)的動作。

雙足機械人2
測試結果:
發現左右大腿作 90度移動後,會慢慢向下移動,不能固定在 90度的位置,估計大腿的舵機不能負荷腳板加上小腿的重量,可能要用較大扭力的舵機或增加供電電壓。

雙足機械人2 的移動角度
右小腿、右大腿和左小腿、左大腿的動作相動,但驅動的 PWM 訊號不同,這是舵機的安裝位置問題,為了方便編程,要從新組合雙足機械人的舵機位置。

雙足機械人2 的結構
2016年 11月 25日 天氣報告
氣溫:21.2度 @ 20:10
相對濕度:百分之 83%
天氣:大致多雲

2016年11月24日 星期四

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人2 - 測試裝置 (二十六)

DIY - Robot 機器人 - 雙足機械人2 - 測試裝置 (二十六): 

試驗改良後的雙足人形機械人(Humanoid Robot),需要連接到 PIC24FJ64GA008 開發板和 NXP PCA9685 16通道驅動板模塊,但連接的電線是有限長度(大約 300mm),所以需要一個裝置可以試驗雙足人形機械人的動作移動,考慮到地方和防止在試驗中機械人跌倒受損,筆者建做了一個懸掛式的測試裝置,減省地方和可避免機械人損壞。

雙足機械人2 的測試裝置
筆者使用了一個組合式的網架,這個網架包含了 5片金屬網和 8個塑膠十字扣,將塑膠十字扣套入金屬網的角,用了 3片金屬網和 4個塑膠十字扣,將組成一個 U 形的網架,然後將雙足機械人懸掛著,便可以試驗機械人動作移動。

組合式的網架
8個塑膠十字扣
塑膠十字扣正面和背面
將塑膠十字扣套入金屬網的角
雙足機械人2 的測試裝置
2016年 11月 24日 天氣報告
氣溫:16.1度 @ 20:20
相對濕度:百分之 73%
天氣:多雲

2016年11月23日 星期三

DIY - Robot 機器人 -製作雙足機械人2 - 改良(二十五)

DIY - Robot 機器人 -製作雙足機械人 2 - 改良(二十五): 

筆者完成了第一次的雙足人形機械人(Humanoid Robot)組裝後,發現大腿(Thigh)使用了短 U 型金屬支架有問題,由於短 U 型金屬支架的長度比多功能金屬支架短,令到短 U 型金屬支架不能達到 180度的擺動,但需要改良。

雙足機械人2 改良的正面
解決方案:
  1. 解決方法一是將大腿(Thigh)的舵機安裝位置改變,便可以達到 180度的擺動,但需要增加一片 L  型金屬支架連接U型金屬支架和多功能金屬支架。 
  2. 解決方法二是將大腿(Thigh)的短 U 型金屬支架改用長 U 型金屬支架,因長U型金屬支架長度比多功能金屬支架長,擺動可以達到 180度。

雙足機械人2 改良的背面
雙足機械人2 改良的側面
機械人改良2 單腳大腿(Thigh)的零件表:
零件
數量
MG995金屬舵機
1
U型金屬支架
1
L 型金屬支架
1
多功能金屬支架
1
短U型金屬支架
1
金屬舵盤
1
杯士軸承
1
舵機防震膠套
4
M3 x 6圓頭螺絲 (金屬舵盤)
5
M3 x 8圓頭螺絲 (舵機和金屬支架)
17
M3 螺絲帽
17
M3 彈簧介片
17

筆者選用了解決方法一,加入了 L 型金屬支架,機械人尺寸是 25mm x 180mm x 250mm(L x W x H),高度增加了 15mm(25 x 180 x 235mm),重量是 786g,比之前增加了 10g(776g)。

大腿(Thigh)的舵機安裝位置改變
增加 2片 L 型金屬支架連接 U 型金屬支架和多功能金屬支架
雙足機械人2 改良的移動
雙足機械人2 改良可做一字馬

2016年 11月 23日 天氣報告
氣溫:18.2度 @ 21:10
相對濕度:百分之 85%
天氣:微雨

2016年11月22日 星期二

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 雙足組裝(二十四)

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 雙足組裝(二十四): 

完成了腳板(Footplate)、小腿(Calf)和大腿(Thigh)的組裝後,便將三個部分組裝起來,首先將右腳板(Right Footplate)和右小腿(Right Calf),再組裝右大腿(Right Thigh),然後再組裝左腳板(Left Footplate)、左小腿(Left Calf)和左大腿(Left Thigh),便完成六軸(自由度)機械人雙足組裝。

六軸(自由度)雙足機械人
完成雙足人形機械人(Humanoid Robot)雙足組裝,機械人尺寸是 25 x 180 x 235mm(L x W x H),重量是 776g。但發現大腿(Thigh)使用了短 U 型金屬支架,由於短 U 型金屬支架的長度比多功能金屬支架短,令到短U型金屬支架不能達到 180度的擺動,需要改良。

六軸(自由度)雙足機械人的正面
六軸(自由度)雙足機械人的側面
六軸(自由度)雙足機械人的移動
2016年 11月 22日 天氣報告
氣溫:21.8度 @ 20:00
相對濕度:百分之 96%
天氣:雨

2016年11月19日 星期六

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 大腿組裝(二十三)

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 大腿組裝(二十三): 

完成了腳板(Footplate)和小腿(Calf)的組裝後,開始雙足人形機械人(Humanoid Robot)大腿(Thigh)組裝,大腿(Thigh)組裝是用多功能金屬支架、U 型金屬支架和短 U 型金屬支架組成,也先組裝右大腿(Right Thigh),然後組合左大腿(Left Thigh)。

雙足機械人 -大腿組裝
機械人單腳大腿(Thigh)的零件表:
零件
數量
MG995 金屬舵機
1
U 型金屬支架
1
多功能金屬支架
1
短 U 型金屬支架
1
金屬舵盤
1
杯士軸承
1
舵機防震膠套
4
M3 x 6 圓頭螺絲 (金屬舵盤)
5
M3 x 8 圓頭螺絲 (舵機和金屬支架)
13
M3 螺絲帽
13
M3 彈簧介片
13

雙足機械人大腿組裝的零件
雙足機械人大腿組裝的零件
右腳大腿(Right Thigh)的組裝順序:
  1. 首先要將 MG995 金屬舵機定在 0度(中央)位置。 
  2. 用 1顆 M3 x 8 圓頭螺絲組裝在金屬多功能支架上,位置是舵機舵盤的反方向。
  3. 用 4顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將 U 型金屬支架(長)和多功能金屬支架上固定。
  4. 將金屬舵盤套在 MG995 金屬舵機上 (不用安裝螺絲)。 
  5. 將防震膠套固定在 MG995 金屬舵機兩邊,並放入多功能金屬支架(不用安裝螺絲)。 
  6. 將短 U 型金屬支架垂直安裝在金屬舵機上,可能需要將金屬舵機昇高,方便套上短 U 型金屬支架。
  7. 將杯士軸承放入短U型金屬支架,放入 M3 彈簧介片,用 M3 螺絲帽鎖緊。
  8. 用 5顆 M3 x 6 圓頭螺絲固定金屬 U 形支架和金屬舵盤。
※ 左腳大腿(Left Thigh)的的組裝順序是一樣,但金屬舵機安裝在不同的位置(180度反方向)

右腳大腿(Right Thigh)的組裝順序:

首先要將 MG995 金屬舵機定在 0度(中央)位置。
用 1顆 M3 x 8 圓頭螺絲組裝在金屬多功能支架上,位置是舵機舵盤的反方向。
用 4顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將 U 型金屬支架(長)和多功能金屬支架上固定。
將金屬舵盤套在 MG995 金屬舵機上 (不用安裝螺絲)。
將防震膠套固定在 MG995 金屬舵機兩邊,並放入多功能金屬支架(不用安裝螺絲)。
將短 U 型金屬支架垂直安裝在金屬舵機上,可能需要將金屬舵機昇高,方便套上短 U 型金屬支架。
將杯士軸承放入短 U 型金屬支架,放入 M3 彈簧介片,用 M3 螺絲帽鎖緊。
用 5顆 M3 x 6 圓頭螺絲固定金屬 U 形支架和金屬舵盤。
完成雙足機械人右腳大腿(Right Thigh)和左腳大腿(Left Thigh)組裝
2016年 11月 19日 天氣報告
氣溫:26.8度 @ 21:40
相對濕度:百分之 74%
天氣:大致多雲

2016年11月18日 星期五

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 小腿組裝(二十二)

DIY - Robot 機器人 - 製作雙足機械人1 - 小腿組裝(二十二): 

完成了腳板(Footplate)的組裝後,開始雙足人形機械人(Humanoid Robot)小腿(Calf)組裝,小腿(Calf)組裝是用多功能金屬支架、L型金屬支架和短 U 型金屬支架組成,先組裝右小腿,然後組合左小腿。

雙足機械人 - 小腿組裝
機械人右腳小腿(Right Calf)的零件表:
零件
數量
MG995 金屬舵機
1
L 型金屬支架
1
多功能金屬支架
1
短 U 型金屬支架
1
金屬舵盤
1
杯士軸承
1
舵機防震膠套
4
M3 x 6圓頭螺絲 (金屬舵盤)
5
M3 x 8圓頭螺絲 (舵機和金屬支架)
13
M3 螺絲帽
13
M3 彈簧介片
13

雙足機械人小腿組裝的零件
雙足機械人小腿組裝的零件
右腳小腿(Right Calf)的組裝順序:
  1. 首先要將 MG995 金屬舵機定在 0度(中央)位置。 
  2. 用 1 顆 M3 x 8 圓頭螺絲組裝在金屬多功能支架上,位置是舵機舵盤的反方向。
  3. 用 4 顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將 L 型金屬支架(長)和多功能金屬支架上固定。
  4. 將金屬舵盤套在 MG995 金屬舵機上 (不用安裝螺絲)。
  5.  將防震膠套固定在 MG995 金屬舵機兩邊,並放入多功能金屬支架(不用安裝螺絲)。 
  6. 將短 U 型金屬支架垂直安裝在金屬舵機上,可能需要將金屬舵機昇高,方便套上短 U 型金屬支架。
  7. 將杯士軸承放入短U型金屬支架,放入 M3 彈簧介片,用 M3 螺絲帽鎖緊。
  8. 用 5顆 M3 x 6 圓頭螺絲固定金屬 U 形支架和金屬舵盤。
  9. 用 4顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將金屬舵機固定在多功能金屬支架上。 
※ 左腳小腿(Left Calf)的組裝順序是一樣,但金屬舵機安裝在不同的位置(180度反方向)

右腳小腿(Right Calf)的組裝順序:
首先要將 MG995 金屬舵機定在 0度(中央)位置。
用 1顆 M3 x 8 圓頭螺絲組裝在金屬多功能支架上,位置是舵機舵盤的反方向。
用 4顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將 L 型金屬支架(長)和多功能金屬支架上固定。
將金屬舵盤套在 MG995 金屬舵機上 (不用安裝螺絲)。
將防震膠套固定在 MG995 金屬舵機兩邊,並放入多功能金屬支架(不用安裝螺絲)。
將短 U 型金屬支架垂直安裝在金屬舵機上,可能需要將金屬舵機昇高,方便套上短 U 型金屬支架。
將杯士軸承放入短 U 型金屬支架,放入 M3 彈簧介片,用 M3 螺絲帽鎖緊。
用 5顆 M3 x 6 圓頭螺絲固定金屬 U 形支架和金屬舵盤。
用 4顆 M3 x 8 圓頭螺絲和螺絲帽,將金屬舵機固定在多功能金屬支架上。
完成雙足機械人右腳小腿(Right Calf)和左腳小腿(Left Calf)組裝
2016年 11月 18日 天氣報告
氣溫:25.0度 @ 20:10
相對濕度:百分之 85%
天氣:微雨