Arduinoを使用したシンプルでスマートなロボットアーム

このプロジェクトについて

このチュートリアルでは、マスターアームを使用して制御される単純なロボットアームを作成します。腕は動きを記憶し、順番に演奏します。コンセプトは新しいものではありません。「ミニロボットアーム-Stoerpeakによる」からアイデアを得ました。長い間これを作りたかったのですが、当時はまったく初心者で、プログラミングの知識がありませんでした。ついに私はそれを構築し、シンプルで安価に保ち、皆さんと共有します。

それでは始めましょう....

ステップ1：必要なもの

必要なもののリストは次のとおりです：-

1.サーボモーターx5（Amazon Link）

2.ポテンショメータx5（Amazon Link）

3. ArduinoUNO。 （Amazonリンク）

4.バッテリー。 （私は5Vアダプターを使用しています）

5.ブレッドボード。 （Amazonリンク）

6.段ボール/木材/サンボード/アクリル、入手可能なもの、または見つけやすいもの。

また、ArduinoIDEもインストールする必要があります。

ステップ2：腕を作る

ここでは、アイスキャンデーの棒を使って腕を作りました。利用可能なあらゆる資材を使用できます。また、さまざまな機械設計を試して、さらに優れたアームを作成できます。私のデザインはあまり安定していません。

両面テープを使ってサーボをアイスキャンデースティックに貼り付け、ネジで固定しました。

マスターアームでは、ポテンショメータをアイスキャンデースティックに接着してアームを作成しました。

写真を参照すると、より良いアイデアが得られます。

ベースとして使用するA4サイズのキャンバスボードにすべてをマウントしました。

ステップ3：接続を確立する

このステップでは、必要なすべての接続を行います。上の写真を参照してください。

• 最初に、すべてのサーボを電源に並列に接続します（赤のワイヤーを+ veに、黒または茶色のワイヤーをGndに）
• 次に、信号線、つまり黄色またはオレンジ色の線をarduinoのPWMピンに接続します。
• ポテンショメータを+ 5vとGndofarduinoに並列に接続します。
• 中央の端子をardunioのアナログピンに接続します。

ここでは、デジタルピン3、5、6、9、および10がサーボの制御に使用されています

アナログピンA0〜A4は、ポテンショメータからの入力に使用されます。

ピン3に接続されたサーボは、A0に接続されたポテンショメータによって制御されます

ピン5に接続されたサーボは、A1のポットなどによって制御されます。...

注：-サーボはarduinoを搭載していませんが、サーボのGndをarduinoに接続してください。そうしないと、アームが機能しません。

ステップ4：コーディング

このコードのロジックは非常に単純で、ポテンショメータの値は配列に格納され、レコードはforループを使用してトラバースされ、サーボは値に従ってステップを実行します。 「Arduinoポテンショメータサーボ制御とメモリ」

コード:-(以下に添付されているダウンロード可能なファイル。）

• 最初に、必要なすべての変数をグローバルに宣言して、プログラム全体で使用できるようにします。これについて特別な説明は必要ありません。

  #include  
 // Servo Objects 
 Servo Servo_0; 
 Servo Servo_1; 
 Servo Servo_2; 
 Servo Servo_3; 
 Servo Servo_4; 
 //ポテンショメータオブジェクト
 int Pot_0; 
 int Pot_1; 
 int Pot_2; 
 int Pot_3; 
 int Pot_4; 
 //サーボ位置を格納する変数
 int Servo_0_Pos; 
 int Servo_1_Pos; 
 int Servo_2_Pos; 
 int Servo_3_Pos; 
 int Servo_4_Pos; 
 //以前の位置の値を格納する変数
 int Prev_0_Pos; 
 int Prev_1_Pos; 
 int Prev_2_Pos; 
 int Prev_3_Pos; 
 int Prev_4_Pos; 
 //現在の位置の値を格納する変数
 int Current_0_Pos; 
 int Current_1_Pos; 
 int Current_2_Pos; 
 int Current_3_Pos; 
 int Current_4_Pos; 
 int Servo_Position; //角度を格納します
 int Servo_Number; //サーボを格納しません
 int Storage [600]; //データを格納する配列（配列サイズを大きくすると、より多くのメモリが消費されます）
 int Index =0; //配列インデックスは0番目の位置から始まります
 char data =0; //シリアル入力からのデータを格納する変数。 

• 次に、ピンとその機能を設定するセットアップ関数を作成します。これが最初に実行される主な機能です。

  void setup（）
 {
 Serial.begin（9600）; // arduinoとIDE間のシリアル通信用。
 //サーボオブジェクトはPWMピンに接続されています。
 Servo_0.attach（3）; 
 Servo_1.attach（5）; 
 Servo_2.attach（6）; 
 Servo_3.attach（9）; 
 Servo_4.attach（10）; 
 //サーボは初期化時に100の位置に設定されます。 
 Servo_0.write（100）; 
 Servo_1.write（100）; 
 Servo_2.write（100）; 
 Servo_3.write（100）; 
 Servo_4。 write（100）; 
 Serial.println（ "「R」を押して録音し、「P」を押して再生します"）; 
}  

次に、アナログ入力ピンを使用してポテンショメータの値を読み取り、それらを制御サーボにマッピングする必要があります。このために、関数を定義し、 Map_Pot（）;, という名前を付けます。 ユーザー定義関数である任意の名前を付けることができます。

  void Map_Pot（）
 {
 / *サーボは180度回転しますが、
制限するために使用することは、
お勧めできません。サーボが継続的にブーンという音を立てる
これは煩わしいので、サーボの移動を制限します
：1-179 * / 
 Pot_0 =analogRead（A0）; //ポットから入力を読み取り、変数Pot_0に保存します。
 Servo_0_Pos =map（Pot_0、0、1023、1、179）; // 0〜1023の間の値に従ってサーボをマップします
 Servo_0.write（Servo_0_Pos）; //サーボをその位置に移動します。
 
 Pot_1 =analogRead（A1）; 
 Servo_1_Pos =map（Pot_1、0、1023、1、179）; 
 Servo_1.write （Servo_1_Pos）; 
 
 Pot_2 =analogRead（A2）; 
 Servo_2_Pos =map（Pot_2、0、1023、1、179）; 
 Servo_2.write（Servo_2_Pos）; 
 
 Pot_3 =analogRead（A3）; 
 Servo_3_Pos =map（Pot_3、0、1023、1、179）; 
 Servo_3.write（Servo_3_Pos）; 
 
 Pot_4 =analogRead（A4）; 
 Servo_4_Pos =map（Pot_4、0、1023、1、179）; 
 Servo_4.write（Servo_4_Pos）; 
}  

• 次に、ループ関数を記述します：

  void loop（）
 {
 Map_Pot（）; //ポット値を読み取るための関数呼び出し
 
 while（Serial.available（）> 0）
 {
 data =Serial.read（）; 
 if（data =='R'）
 Serial.println（ "Recording Moves ..."）; 
 if（data =='P'）
 Serial.println（ "Playing Recorded Moves .. 。 "）; 
} 
 if（data =='R'）// 'R'が入力された場合、記録を開始します。
 {
 //値を変数
 Prev_0_Pos =Servo_0_Pos; 
 Prev_1_Pos =Servo_1_Pos; 
 Prev_2_Pos =Servo_2_Pos; 
 Prev_3_Pos =Servo_3_Pos; 
 Prev_4_Pos =Servo_4_Pos; 
 （）; //比較のために呼び出されたマップ関数
 
 if（abs（Prev_0_Pos ==Servo_0_Pos））//絶対値は比較によって取得されます
 {
 Servo_0.write（Servo_0_Pos）; //値が一致する場合サーボは再配置されます
 if（Current_0_Pos！=Servo_0_Pos）//値が一致しない場合
 {
 Storage [Index] =Servo_0_Pos + 0; //値が配列に追加されます
 Index ++; //インデックス値を1インクリメントします
} 
 Current_0_Pos =Servo_0_Pos; 
} 
 / *同様に、すべてのサーボに対して値の比較が行われ、エントリごとに+100が差分値として追加されます。 * / 
 if（abs（Prev_1_Pos ==Servo_1_Pos））
 {
 Servo_1.write（Servo_1_Pos）; 
 if（Current_1_Pos！=Servo_1_Pos）
 {
 Storage [Index] =Servo_1_Pos + 100; 
 Index ++; 
} 
 Current_1_Pos =Servo_1_Pos; 
} 
 
 if（abs（Prev_2_Pos ==Servo_2_Pos））
 {
 Servo_2.write（Servo_2_Pos）; 
 if（Current_2_Pos！=Servo_2_Pos）
 {
 Storage [Index] =Servo_2_Pos + 200; 
 Index ++; 
} 
 Current_2_Pos =Servo_2_Pos; 
} 
 
 if（abs（Prev_3_Pos ==Servo_3_Pos））
 {
 Servo_3.write（Servo_3_Pos）; 
 if（Current_3_Pos！=Servo_3_Pos）
 {
 Storage [Index] =Servo_3_Pos + 300; 
インデックス++; 
} 
 Current_3_Pos =Servo_3_Pos; 
} 
 if（abs（Prev_4_Pos ==Servo_4_Pos））
 {
 Servo_4.write（Servo_4_Pos）; 
 if（Current_4_Pos！=Servo_4_Pos）
 {
 Storage [Index] =Servo_4_Pos + 400; 
 Index ++; 
} 
 Current_4_Pos =Servo_4_Pos; 
} 
 / *値はシリアルモニターに出力され、「\ t」は値を表形式で表示するためのものです* / 
 Serial.print（Servo_0_Pos）; 
 Serial.print（ "\ t"）; 
 Serial.print（Servo_1_Pos）; 
 Serial.print（ "\ t"）; 
 Serial.print（Servo_2_Pos）; 
 Serial.print（ "\ t"）; 
 Serial.print（Servo_3_Pos）; 
 Serial.print（ "\ t"）; 
 Serial.println（Servo_4_Pos）; 
 Serial.print（ "Index ="）; 
 Serial.println（Index）; 
 delay（50）; 
} 
 if（data =='P'）// IF'P 'が入力された場合、記録された動きの再生を開始します。
 {
 for（int i =0; i  {
 Servo_Number =Storage [i] / 100; //サーボの数を検索します
 Servo_Position =Storage [i]％100; //サーボの位置を検索します
 switch（Servo_Number）
 {
ケース0：
 Servo_0.write（Servo_Position）; 
 break; 
ケース1： 
 Servo_1.write（Servo_Position）; 
 break; 
ケース2：
 Servo_2.write（Servo_Position）; 
 break; 
ケース3：
 Servo_3.write（Servo_Position）; 
 break; 
ケース4：
 Servo_4.write（Servo_Position）; 
 break; 
} 
 delay（50）; 
} 
} 
}  

• コードの準備ができたら、arduinoボードにアップロードします。

スマートアームは動作する準備ができています。この機能は、Stoerpeakが作成したものほどスムーズではありません。

コードを改善したり、提案があれば、コメントセクションでお知らせください。

それでは、テストに移りましょう。...

ステップ5：テスト

ボードにコードを正常にアップロードした後、[ツール]オプションで見つけることができる[シリアルモニター]を開きます。シリアルモニターが起動すると、arduinoはリセットされます。これで、マスターアームを使用してロボットアームを制御できます。しかし、何も記録されていません。

記録を開始するには、モニターに「R」と入力して、記録したい動きを実行できるようにします。

移動が完了したら、記録された移動を再生するために「P」を入力する必要があります。ボードがリセットされない限り、サーボは移動を実行し続けます。

プロジェクトが気に入っていただければ幸いです。

ありがとう...

コード

• Record-Play.ino
• コードスニペット＃1
• コードスニペット＃2
• コードスニペット＃3
• コードスニペット＃4

Record-Play.ino Arduino

コードスニペット＃1 プレーンテキスト

 #include  // Servo ObjectsServo Servo_0; Servo Servo_1; Servo Servo_2; Servo Servo_3; Servo Servo_4; //ポテンショメータObjectsintPot_0; int Pot_1; int Pot_2; int Pot_3; int Pot_4; //サーボ位置を格納する変数intServo_0_Pos; int Servo_1_Pos; int Servo_2_Pos; int Servo_3_Pos; int Servo_4_Pos; //以前の位置値を格納する変数intPrev_0_Pos; int Prev_1_Pos; int Prev_2_Pos; int Prev_3_Pos; int Prev_4_Pos; //現在の位置の値を格納する変数intCurrent_0_Pos; int Current_1_Pos; int Current_2_Pos; int Current_3_Pos; int Current_4_Pos; int Servo_Position; //角度を格納しますintServo_Number; // servointストレージを保存しません[600]; //データを格納する配列（配列サイズを大きくすると、より多くのメモリが消費されます）int Index =0; //配列インデックスは0番目のpositionchardata =0から始まります; //シリアル入力からのデータを格納する変数。

コードスニペット＃2 プレーンテキスト

 void setup（）{Serial.begin（9600）; // arduinoとIDE間のシリアル通信用。 //サーボオブジェクトはPWMピンに接続されています。 Servo_0.attach（3）; Servo_1.attach（5）; Servo_2.attach（6）; Servo_3.attach（9）; Servo_4.attach（10）; //サーボは初期化時に100の位置に設定されます。 Servo_0.write（100）; Servo_1.write（100）; Servo_2.write（100）; Servo_3.write（100）; Servo_4.write（100）; Serial.println（ "「R」を押して録音し、「P」を押して再生します"）; } 

コードスニペット＃3 プレーンテキスト

 void Map_Pot（）{/ *サーボは180度回転しますが、サーボを制限するために使用することは、サーボが継続的にブーンという音を立てて煩わしいため、サーボを次の間で移動するように制限するため、お勧めできません。1-179* / Pot_0 =analogRead（A0）; //ポットから入力を読み取り、変数Pot_0に保存します。 Servo_0_Pos =map（Pot_0、0、1023、1、179）; // 0〜1023の間の値に従ってサーボをマップしますServo_0.write（Servo_0_Pos）; //サーボをその位置に移動します。 Pot_1 =analogRead（A1）; Servo_1_Pos =map（Pot_1、0、1023、1、179）; Servo_1.write（Servo_1_Pos）; Pot_2 =analogRead（A2）; Servo_2_Pos =map（Pot_2、0、1023、1、179）; Servo_2.write（Servo_2_Pos）; Pot_3 =analogRead（A3）; Servo_3_Pos =map（Pot_3、0、1023、1、179）; Servo_3.write（Servo_3_Pos）; Pot_4 =analogRead（A4）; Servo_4_Pos =map（Pot_4、0、1023、1、179）; Servo_4.write（Servo_4_Pos）;} 

コードスニペット＃4 プレーンテキスト

 void loop（）{Map_Pot（）; //ポット値を読み取るための関数呼び出しwhile（Serial.available（）> 0）{data =Serial.read（）; if（data =='R'）Serial.println（ "Recording Moves ..."）; if（data =='P'）Serial.println（ "記録された動きを再生しています..."）; } if（data =='R'）// 'R'が入力された場合、記録を開始します。 {//値を変数に格納しますPrev_0_Pos =Servo_0_Pos; Prev_1_Pos =Servo_1_Pos; Prev_2_Pos =Servo_2_Pos; Prev_3_Pos =Servo_3_Pos; Prev_4_Pos =Servo_4_Pos; Map_Pot（）; //比較のために呼び出されたマップ関数if（abs（Prev_0_Pos ==Servo_0_Pos））//絶対値は{Servo_0.write（Servo_0_Pos）;を比較することによって取得されます。 //値が一致する場合サーボは再配置されますif（Current_0_Pos！=Servo_0_Pos）//値が一致しない場合{Storage [Index] =Servo_0_Pos + 0; //値が配列Index ++に追加されます; //インデックス値を1インクリメントします} Current_0_Pos =Servo_0_Pos; } / *同様に、値の比較はすべてのサーボに対して行われ、+ 100が差分値としてエントリごとに追加されます。 * / if（abs（Prev_1_Pos ==Servo_1_Pos））{Servo_1.write（Servo_1_Pos）; if（Current_1_Pos！=Servo_1_Pos）{Storage [Index] =Servo_1_Pos + 100;インデックス++; } Current_1_Pos =Servo_1_Pos; } if（abs（Prev_2_Pos ==Servo_2_Pos））{Servo_2.write（Servo_2_Pos）; if（Current_2_Pos！=Servo_2_Pos）{Storage [Index] =Servo_2_Pos + 200;インデックス++; } Current_2_Pos =Servo_2_Pos; } if（abs（Prev_3_Pos ==Servo_3_Pos））{Servo_3.write（Servo_3_Pos）; if（Current_3_Pos！=Servo_3_Pos）{Storage [Index] =Servo_3_Pos + 300;インデックス++; } Current_3_Pos =Servo_3_Pos; } if（abs（Prev_4_Pos ==Servo_4_Pos））{Servo_4.write（Servo_4_Pos）; if（Current_4_Pos！=Servo_4_Pos）{Storage [Index] =Servo_4_Pos + 400;インデックス++; } Current_4_Pos =Servo_4_Pos; } / *値はシリアルモニターに出力されます。 '\ t'は値を表形式で表示するためのものです* / Serial.print（Servo_0_Pos）; Serial.print（ "\ t"）; Serial.print（Servo_1_Pos）; Serial.print（ "\ t"）; Serial.print（Servo_2_Pos）; Serial.print（ "\ t"）; Serial.print（Servo_3_Pos）; Serial.print（ "\ t"）; Serial.println（Servo_4_Pos）; Serial.print（ "インデックス="）; Serial.println（インデックス）; delay（50）; } if（data =='P'）// IF'P 'が入力された場合、記録された動きの再生を開始します。 {for（int i =0; i  

回路図