Walbi: стабильный двухногий робот на Arduino и сервоприводах LX-16A

Компоненты и материалы

Инструменты

• 3D-принтер

Приложения

• Arduino IDE

О проекте

Walbi (WALink BIped) — двухногий робот для проекта по машинному обучению. «Мозг» — Arduino Nano, «мышцы» — 10 сервоприводов LX-16A, «кости» — 3D-печатные детали (PLA). Сервоприводы LX-16A: легкие, момент 19 кг·см, последовательное соединение одним кабелем (серво-серво) — монтаж прост. Рост 55 см (пятка-пояс), вес 1.1 кг. Белые детали напечатаны на FlashForge Creator Pro, можно использовать дерево или металл.

Сборка Walbi

STL-файлы на Thingiverse. Нужны металлические крепления четырех типов для крепления серв к деталям и друг к другу (подробности в блоге Release The Inner Geek).

Проводка

Управление LX-16A через LewanSoul Debug Board. Она получает команды от последовательного порта Arduino Nano. Жесткий Serial занят связью с ПК, поэтому используется SoftwareSerial на пинах 10 (RX) и 11 (TX) — соединяем с Debug Board (TX, RX, GND). Сервоприводы цепочкой соединяются кабелями из комплекта, тайные в поясе — прямо в Debug Board. Бодрейт 115200 — высокий для SoftwareSerial, реализованы проверка ошибок и повторные попытки.

Питание

Сервоприводы дают 19.5 кг·см при 7.4 В. Использовали 6 В, ток заторможения < 3 А.

Программирование

Код на GitHub: ptavaressilva/Walbi. Две программы: захват поз (motion capture) и воспроизведение.

1. Руками задаете позу (сервы по умолчанию свободны).
2. Программа Walbi_record считывает и выводит углы всех серв.
3. Углы копируются в массив poseAngles в программе Walbi_play.
4. Воспроизводится последовательность поз со скоростью timeToMove (мс).

Можете научить Walbi ходить, ползать, прыгать, танцевать — даже айриш-данс 😀

Советы (Inner Geek Nuggets)

• Крепления LX-16A идут на серву только в ОДНОЙ ориентации — легко ошибиться. Проверяйте внимательно.
• Все сервы из коробки с ID=1. Назначьте уникальные ID до монтажа, иначе связь невозможна.
• Хлопьями (cable ties) улучшаете вид и надежность проводки.
• В комплекте серв идут винты для рогов и креплений. Для креплений-к-креплениям и креплений-к-пластику нужны свои винты (DIN912 M2x6 и M2x10).
• Наклейте силиконовые накладки на подошвы — улучшит сцепление.
• Лучше металлические рога серв — пластиковые ломаются при ударах ног, появляется люфт, теряется точность воспроизведения.

Код

Arduino-скетчи для захвата движений и воспроизведения: GitHub

3D-модели

STL для 3D-печати (FlashForge Creator Pro): Thingiverse