Arduino-Web経由のコントロールアームロボット

このプロジェクトについて

初心者の方は、次のチュートリアルを読むことをお勧めします。

• Arduino-モーター
• Arduino-サーボモーター
• Arduino-Wifi

1.デモンストレーション

2.ユーザーインターフェース

ロボットアームには6つのモーターがあります。

• ゾーンA：制御モーター2、3、4（3つの手関節を制御）
• ゾーンB：制御モーター1（制御ベース）
• ゾーンC：制御モーター5（グリッパーの回転を制御）
• ゾーンD：コントロールモーター6（コントロールグリッパー）

3.システムアーキテクチャ

4.作業フロー

クライアント側 （Webユーザーインターフェイス-JavaScript + HTML + CSSで記述）

ユーザーが指に触れたりスイープしたり（またはマウスをクリックまたは移動）すると、座標（x、y）を取得できます。作業フローは次のとおりです。

ゾーンAの場合、モーター2、3、4の角度を計算するには、いくつかの 幾何学的計算を実行する必要があります。 。このページの最後で参照できます。

サーバー側 （Arduinoコード）：

クライアントから一連の角度を受け取ると、6つのモーターが現在の角度から新しい角度に徐々に移動します。 6つのモーターが移動し、同時に新しい角度に到達する必要があります。すべてのモーターを制御する方法を詳しく説明する前に、単一のモーターを制御する方法を見てみましょう。モーターを現在の角度（angle）から新しい角度（new_angle）に移動するとします。モーターの速度が速いので、 減速する必要があります。 そのためには、モーターが新しい角度に達するまで、次の2つの手順を繰り返します。

• 小さなステップでモーターを動かします。
• 少し間を置いてから、次のステップに進みます。

次の図は、新しい角度が現在の角度よりも大きい場合の上記のスキームを示しています。

Wherestep_numisモーターが実行する必要のあるステップ数。 ステップと時間 は事前定義された値です。後の2つが、速度と滑らかさを決定します。 上記は1台のロボットのみです。ロボットの移動と目的地への到達を同時に開始するには、次のようにします。6つのモーターが同じ step_num 、ただし step 各モーターのは互いに異なります。したがって、 step_num を選択する必要があります このプロジェクトでは最大です。

一般的に、Arduinoの作業フローは次のとおりです。

5.幾何学的計算

ロボットアームの計算を次のジオメトリの問題にしましょう：

既知

• Cは修正されました
• 既知のポイント-Dはユーザーからの入力です
• 既知のポイント-CB、BA、AD（それぞれb、a、dで示されます）
• 各アームセグメントの長さ検索： 角度C、B、A 解決策：
• 角度BとAが同じであると仮定します
• ポイントとセグメントを追加します

計算

• 点CとDを知っていた=> DCの長さを計算できる（cで示される）
• δを計算することもできます
• 三角形のABEを見ると、AE =BEおよび∠E=π-2αであると推測できます。
• だから：

• 三角形CDEの余弦定理：

• （1）と（2）を（3）に変更すると、次のようになります。

簡略化

• 上記を簡略化してください：

• a、b、c、dがわかっているので、上記の2次方程式を解くと、αの値を計算できます。 -そしてβ=π–α-これまでβを見つけましたが、γを見つけましょう-三角形BDCとBDAの余弦定理：

• この一連の方程式を解くと、γを計算できます。
• したがって、必要な角度は（δ+γ）、β、およびβです。これらはそれぞれモーター2、3、4の角度です。

6.ソースコード

ソースコードには2つのファイルが含まれています：

• RobotArmWeb.ino ：Arduinoコード
• Remote_arm.php ：PHPoC WiFiShieldまたはPHPoCShieldにアップロードされるWebアプリコード。 （この記事の説明を参照してください。）

また、画像ファイルflywheel.pngをPHPoCシールドにアップロードする必要があります。

初心者のための最高のArduinoスターターキット

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関数リファレンス

• Arduino-サーボライブラリ
• Servo.attach（）
• Servo.write（）
• Servo.writeMicroseconds（）
• Servo.read（）
• Servo.attached（）
• Servo.detach（）
• Serial.begin（）
• Serial.println（）

コード

• RobotArmWeb
• remote_arm.php

RobotArmWeb Arduino

 #include  #include  int angle_init [] ={90、101、165、153、90、120}; //モーターがまっすぐ立っているとき。ウェブでは、モーターがまっすぐ立っているときの角度は{0、90、130、180、0、0}; int angle_offset [] ={0、11、-15、-27、0、137}; //実際のサーボモーターとwebintの角度の間のオフセットcur_angles [] ={90、101、165、153、90、120}; // 6つのモーターの現在の角度（度）int dest_angles [] ={0、0、0、0、0、0}; //宛先anglesintangle_max [] ={180、180、160、120、180、137}; int angle_min [] ={0、0、0、20、0、75}; int direction [] ={1、1 、1、1、1、-1}; int angleSteps [] ={3、2、2、2、4、4}; //各モーターの移動ステップ（度）サーボサーボ1;サーボサーボ2;サーボサーボ3;サーボサーボ4;サーボサーボ5;サーボサーボ6;サーボサーボ[6] ={サーボ1、サーボ2、サーボ3、サーボ4、サーボ5、サーボ6}; PhpocServerサーバー（80）; PhpocClient client; int stepNum =0; void setup（）{Serial.begin（9600）; Phpoc.begin（PF_LOG_SPI | PF_LOG_NET）; server.beginWebSocket（ "remote_arm"）; Servo1.attach（2）; //ピン2のサーボをサーボオブジェクトservo2.attach（3）;に接続します。 //ピン3のサーボをサーボオブジェクトservo3.attach（4）;に接続します。 //ピン4のサーボをサーボオブジェクトservo4.attach（5）;に接続します。 //ピン5のサーボをサーボオブジェクトservo5.attach（6）;に接続します。 //ピン6のサーボをサーボオブジェクトservo6.attach（7）;に接続します。 //ピン7のサーボをサーボオブジェクトに接続しますfor（int i =0; i <6; i ++）servo [i] .write（angle_init [i]）;} void loop（）{PhpocClient client =server.available （）; if（client）{String angleStr =client.readLine（）; if（angleStr）{Serial.println（angleStr）; intcommaPos1 =-1; intcommaPos2; for（int i =0; i <5; i ++）{commaPos2 =angleStr.indexOf（ '、'、commaPos1 + 1）; int angle =angleStr.substring（commaPos1 + 1、commaPos2）.toInt（）; dest_angles [i] =角度*方向[i] +角度オフセット[i]; combaPos1 =combaPos2; } int angle5 =angleStr.substring（commaPos1 + 1）.toInt（）; dest_angles [5] =angle5 * direction [5] + angle_offset [5]; stepNum =0; //モーターをスムーズに動かすために、モーターを多くの小さなステップで動かし、モーターが突然動くのを防ぎます。以下は、（int i =0; i <6; i ++）{int dif =abs（cur_angles [i] --dest_angles [i]）;のステップ計算です。 int step =dif / angleSteps [i]; if（stepNum  0）{for（int i =0; i <6; i ++）{int angleStepMove =（dest_angles [i] --cur_angles [i]）/ stepNum; cur_angles [i] + =angleStepMove; if（cur_angles [i]> angle_max [i]）cur_angles [i] =angle_max [i]; else if（cur_angles [i]  
 remote_arm.php  PHP  
 このコードはウェブアプリです。
 <！DOCTYPEhtml>         
 Arduino-Web経由でアームロボットを制御
   

 WebSocket： null  
 
 接続   
 

回路図