Un braccio robotico è un tipo di braccio meccanico, solitamente programmabile, con funzioni simili a un braccio umano; il braccio può essere la somma totale del meccanismo o può essere parte di un robot più complesso.
Come utilizzare un braccio robotico con Arduino?
Costruire da zero è molto difficile, richiede tempo e risorse finanziare per comprare i vari servomotori e le varie componenti come shield.
Oggi vediamo insieme il kit tinkerkit per costruire e programmare un braccio robotico molto facilmente.
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CONTENUTO DELLA CONFEZIONE
Il kit di montaggio è composto da tutto ciò che è necessario per la costruzione di un Braccio Robotico Tinkerkit:
- 21x componenti in materiale plastico
- 4x servomotori SR 431
- 2x servomotori SR 311
- 1x shield Arduino-compatibile
- 1x alimentatore 5V – 5A
- 1x cavo a spirale schermato
- 63x viti
- 16x guarnizioni piatte
- 7x dadi esagonali
- 2x molle
- 1x chiave a doppio anello esagonale
- 1x cacciavite Phillips
Che cosa è?
Questo kit di montaggio permette di costruire il Braccio Robotico Tinkerkit: un braccio robotico he può essere assemblato in moltissimi modi. Oltre a tutti i componenti necessari alla realizzazione del Braccio Robotico, questo kit contiene un manuale (disponibile anche in versione PDF) con istruzioni di montaggio semplici e dettagliate.
Il braccio può essere assemblato in numerose versioni. Grazie alla sua versatilità, il braccio Robotico Tinkerkit è in grado anche di manipolare numerosi oggetti.
All’interno della guida è disponibile uno sketch chiamato “testBraccio90”, tramite il quale si può regolare l’allineamento di tutti i motori. Lo sketch orienterà il Braccio Tinkerkit nella posizione verticale nel caso in cui questo non avvenga, è necessario riallineare i servi, come indicato nella guida.
Il kit di montaggio per il Braccio Robotico Tinkerkit include quattro servomotori SpringRC SR431 e due servomotori SpringRC SR311.
E’ presente inoltre una shield che permette di controllare e gestire i servomotori direttamente tramite una scheda Arduino.
La shield dispone di 12 connettori Tinkerkit standard 3-pin e 2 connettori Tinkerkit 4-pin direttamente collegati ai pin Arduino, come specificato nella tabella sotto riportata:
- Connettori Tinkerkit bianchi (I0 ~ I5): input analogici.
- Connettori Tinkerkit arancioni (M1 ~ M6): collegati alle uscite PWM della scheda Arduino a cui si possono connettere i servomotori per la gestione della movimentazione del braccio; ognuna di queste connessioni dispone di un fusibile di protezione: i connettori da M1 a M4 vengono limitati a 1.1A, mentre i connettori M5 e M6 vengono limitati a 750mA.
- Connettore Tinkerkit 4-pin azzurro (TWI): permette ad una scheda Arduino di comunicare con i dispositivi che supportano il sistema TWI (Two Wire Interface) o il protocollo I2C (Inter-Integrated Circuit) tramite libreria Arduino Wire; sul connettore sono presenti anche i pin GND e 5V, oltre a quelli necessari per la comunicazione (SDA, SCL).
ATTENZIONE: poichè la scheda Arduino UNO utilizza per la comunicazione I2C i pin analogici 4 e 5 (A4 e A5), l’uso del connettore Tinkerkit TWI precluderà l’accesso ai relativi pin di input analogici presenti sulla shield (connettori I4 e I5). - Connettore Tinkerkit 4-pin giallo (SERIAL): riporta i segnali che permettono alla scheda Arduino di comunicare con altri dispositivi che supportano la comunicazione seriale; sul connettore sono presenti anche i pin GND e 5V, oltre a quelli necessari per la comunicazione (RX, TX).
ATTENZIONE: nel caso in cui si stiano trasmettendo o ricevendo dati da e verso il computer, non è possibile l’utilizzo del connettore SERIAL per la comunicazione con dispositivi esterni.
La shield dispone inoltre di un pulsante di reset e di tre LED indicatori di stato: LED ON (verde) che segnala lo stato di accensione della shield; LED OK (verde) che segnala la corretta alimentazione della shield; LED ERR (rosso) che segnala un’errata alimentazione della shield.
Un’importante caratteristica di questa shield è la presenza di un connettore jack che permette di separare l’alimentazione dei servomotori da quella che si fornisce alla logica della scheda Arduino. Si raccomanda quindi di alimentare la shield tramite l’alimentatore a tensione regolata (5V DC@5000mA) incluso nella confezione.
Come assemblare il Braccio Robotico Tinkerkit
Possiamo utilizzare il manuale in PDF. Clicca qui per le istruzioni oppure vedi il video qui sotto.
Utilizzo del Braccio Robotico Tinkerkit
SPECIFICHE
- Braccio Robotico Tinkerkit (assemblato):
- Range di distanza operativa (max): 80cm
- Capacità di carico (distanza operativa 32 cm): 150g
- Capacità di carico (in configurazione minima): 400g
- Altezza (max): 52cm
- Larghezza della base: 14cm
- Ampiezza pinza: 90mm
- Lunghezza del cavo: 40cm
- Peso: 792g
- Shield (comp. Arduino) per controllo servomotori:
- Tensione operativa: 5V
- Consumo: 20mW
- Corrente (max): 1.1A (M1 ~ M4) – 750mA (M5 ~ M6)
- Servomotori SpringRC SR431/SpringRC SR311:
- Riduzione: in metallo
- Connettore : Tipo J (Futaba)
- Segnale di controllo: Analogico PWM
- Cuscinetti a sfera: 2
- Angolo di rotazione: 180°
- Coppia:
- SR431: 12.2 kg-cm (@4,8V) – 14.5 kg-cm (@ 6.0V)
- SR311: 3.1 kg-cm (@ 4.8V) – 3.8 kg-cm (@ 6.0V)
- Velocità:
- SR431: 0.20 sec/60° (@4.8V) – 0.18 sec/60° (@6.0V)
- SR311: 0.14 sec/60° (@4.8V) – 0.12 sec/60° (@6.0V)
- Dimensioni e peso:
- SR431: 42 × 20.5 × 39.5 mm – 62g
- SR311: 31.3×16.5×28.6 mm – 27g
Codice
Per provare diversi codici potete scaricarli su questo link.
Scarichiamo il file zip.
Estraiamo il file zip nella cartella arduino.
Apriamo la cartella e andiamo su uno degli esempi.
Apriamo uno scketch.
Ho aperto testBraccio90
Vediamo il codice:
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 |
/* testBraccio90.ino testBraccio90 is a setup sketch to check the alignment of all the servo motors This is the first sketch you need to run on Braccio When you start this sketch Braccio will be positioned perpendicular to the base If you can't see the Braccio in this exact position you need to reallign the servo motors position Created on 18 Nov 2015 by Andrea Martino This example is in the public domain. */ #include <Braccio.h> #include <Servo.h> Servo base; Servo shoulder; Servo elbow; Servo wrist_rot; Servo wrist_ver; Servo gripper; void setup() { //Initialization functions and set up the initial position for Braccio //All the servo motors will be positioned in the "safety" position: //Base (M1):90 degrees //Shoulder (M2): 45 degrees //Elbow (M3): 180 degrees //Wrist vertical (M4): 180 degrees //Wrist rotation (M5): 90 degrees //gripper (M6): 10 degrees Braccio.begin(); } void loop() { /* Step Delay: a milliseconds delay between the movement of each servo. Allowed values from 10 to 30 msec. M1=base degrees. Allowed values from 0 to 180 degrees M2=shoulder degrees. Allowed values from 15 to 165 degrees M3=elbow degrees. Allowed values from 0 to 180 degrees M4=wrist vertical degrees. Allowed values from 0 to 180 degrees M5=wrist rotation degrees. Allowed values from 0 to 180 degrees M6=gripper degrees. Allowed values from 10 to 73 degrees. 10: the toungue is open, 73: the gripper is closed. */ // the arm is aligned upwards and the gripper is closed //(step delay, M1, M2, M3, M4, M5, M6); Braccio.ServoMovement(20, 90, 90, 90, 90, 90, 73); } |
Carichiamo il codice e il braccio si disporrà in verticale.
Controllare in rete un Braccio Robotico Tinkerkit
Diversi progetti
Laboratorio di meccatronica: Tinkerkit Braccio Coffee
Arduino & Braccio Robot arm playing a couple of Xmas tunes
Voice controlled coffee robot – Amazon Echo, Arduino Braccio and a Raspi
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Link utili
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Simone Candido
Simone Candido è un ragazzo appassionato del mondo tech nella sua totalità. Simone ama immedesimarsi in nuove esperienze, la sua filosofia si basa sulla irrefrenabile voglia di ampliare a 360° le sue conoscenze abbracciando tutti i campi del sapere, in quanto ritiene che il sapere umano sia il connubio perfetto tra cultura umanistica e scientifica.