Jürgens Roboterarm Version 2


Roboticarm V2

 

 

 

 

Release Infos RA2
Änderungsinformationen zum Roboterarm V2

Version 2 vs Version 1

  • Mechanik
    • der Durchmesser des Basiszylinders wurde reduziert (rascherer und günstigerer 3D Druck)
    • der Servocontroller ist nun im Basiszylinder integriert
    • am Montageblock des Basisservos sind Aufnahmeöffnungen für die M3 Muttern vorhanden
    • die Basisplatte ist nun geteilt zur einfacheren Montage der Servos
    • der Kabeldurchlass in der Basisplatte wurde vergrößert
    • die Arme können nun mit den günstigeren Kunststoff-Servoadaptern montiert werden
    • der hintere Teil des oberen Arms wurde verstärkt
    • die Servoaussparungen am oberen Arm passen genauer
    • am vorderen Teil im Drehfeld sind die M3 Muttern nun in das Material versenkt
    • die die Passung der Lagerung am oberen Arm ist nun genauer
    • das "Handgelenk" wurde verstärkt
    • die Servo Montagemutternaufnahmen am Handgelenk sind nun in das Material eingelassen
    • der Greifer kann nun komplett am 3D Drucker hergestellt werden
    • die Kabelführung am gesamten Arm wurde verbessert
  • Elektronik
    • die gesamte Elektronik ist nun in einem Gehäuse verbaut
    • das Controllkeyboard wurde um 6 Taster und 2 Schalter erweitert
    • statt 20x4 LCD findet nun eine 16x2 LCD Anzeige Verwendung
    • die Elektronik wurde um einen SD Card Reader erweitert
    • die gesamte Verkabelung ist nun mit entsprechenden Stecker gecrimpt (nicht mehr gelötet)
    • ein Spannungsregler (7,2V5A) ist nun Teil des Arms, somit kann ein günstiges 12V5A Netzteil als Stromquelle dienen.
  • Funktionen
    • Zusätzlich zur manuellen Steuerung (Normalmodus) des Arms existieren nun 2 weitere Modi:
      • Programmiermodus
        In diesem Modus können einzelne Positionen welche mit der manuellen Steuerung eingestellt werden, per Druck auf den MEM Button, auf der SD automatisch gespeichert werden.
        Mit dem gleichzeitigen Drücken beider DEL Buttons können nach einer Sicherheitsfrage durch Drücken auf die MEM Taste die gespeicherten Positionen von der SD Karte gelöscht werden.

      • Replaymodus
        In diesem Modus werden die zuvor auf der SD Karte abgespeicherten Armpositionen ausgelesen und der Reihe nach in einer Endlosschleife am Arm eingestellt. Werden keine abgespeicherten Positionen gefunden so fährt der Arm eine "Default" Strecke ab.

    • Es existiert nun eine Reset Funktion bei der die beiden RST Buttons gleichzeitig gedrückt werden müssen. Danach wird der Arm mit einem Reset in den Einschaltzustand gesetzt.
    • das Ansprechverhalten des Speed Taste wurde verbessert und funktioniert nun korrekt.
  • Programmierung
    • In der Programmierung wurden um die für die zusätzlichen Arm-Funktionen erforderlichen Teile erweitert. Der ursprüngliche Plan den Arm mit dem Arduino Nano zu btreiben habe ich mangles Speicherplatz am Nano fallengelassen, es wird wie bei der Version 1 ein Arduino Mega eingesetzt.

 

Liste der verbauten Hardware:
  • 1 x Set gedruckte Teile (3D Druckdatei Thingiverse Download)
  • 7 x Servos (zB. TP-MG995 / 996R oder HD-1501MG oder TYG1501) inkl. Servoadapterscheiben
  • 8 x Kugellager 623ZZ
  • 1 x Arduino ATMEGA 2560(Nachbau tuts auch)
  • 1 x 16x2 LCD Display mit I2C Schnittstelle
  • 1 x Micro SD Card Reader für Arduino
  • 1 x PCA9685 PWM Driver (Servocontroller)
  • 18 x Miniatur Taster 6x6x10mm für 2,54mm Raster
  • 1 x Kippschalter Ein/Ein
  • 1 x Kippschalter Ein/Aus/Ein
  • 1 x. Lochraster Platine Streifenraster 94x53mm 2,54mm Lochabstand
  • mehrere Dupont Stecker und Buchsen
  • mehrere Dupontsteckergehäuse (1-, 2-, 3-, und 4-fach)
  • 3 x Widerstand 10 kOhm 1/4 Watt
  • 3 x MJ2955 (2n2955) inkl. Kühlbleche (je 40x30x1mm)
  • 1 x LM338 inkl. Kühlrippe (40x30x1mm)
  • 3 x Widerstand 0,1 Ohm 5W
  • 1 x Widerstand 6 Ohm 2 Watt
  • 1 x Widerstand 270 Ohm 1/4 Watt
  • 1 x Widerstand 1300 Ohm 1/4 Watt
  • 2 x Keramikkondensator 100nF
  • 1 x ELKO 16V 1uF
  • 1 x Lochrasterplatine 50x70mm 2,54mm Lochabstand
  • mehrere Meter verschiedenfärbige Kupferlitzen Einzeladern ca. 0,5mm²
  • mehrere M3 Schrauben in verschiedenen Längen (10mm - 40mm), M3 Muttern, M3 Muttern selbstsichernd, 1m M3 Gewindestange, M3 Beilagscheiben, M3 Kunstsstoffschrauben und Muttern, ca. 3x20 Treibschrauben/Holzschrauben
  • mehrere Kabelbinder

Pinout

PCA9685 -> Arduino MEGA
-------------------------
VCC -> +5V
GND -> GND
SDA -> SDA (D20)
SCL -> SCL (D21)

Control Keyboard-> Arduino MEGA
--------------------------------
1 -> D30
2 -> D32
3 -> D34
4 -> D31
5 -> D33
6 -> D35
7 -> D37
8 -> D39
9 -> D41
10 -> +5V
11 -> RX1_D19 (INT 4)
11 -> 10k Ohms Resistor -> GND
12 -> D36
12 -> 10k Ohms Resistor -> GND
13 -> D38
13 -> 10k Ohms Resistor -> GND
14 -> RST
15 -> GND

LCD1602 -> Arduino MEGA
-------------------------
VCC -> +5V
GND -> GND
SDA -> SDA_D20
SCL -> SCL_D21

SD Card
Reader  -> Arduino MEGA
------------------------
GND -> GND
VCC -> 5V
MISO -> D50
MOSI -> D51
SCK -> D52
CS -> D53

Other switches Arduino MEGA
----------------------------
D19 = speed switch
D36 = programming mode
D38 = replay mode
RST = reset Arduino

PCA9685 -> Servos
-------------------
0 = Servo0 / baseturn axis
1 = Servos1 - (2 Servos) / shoulder axis
2 = Servo2 / ellbow axis
3 = Servo3 / wrist bow axis
4 = Servo4 / wrist spin axis
5 = Servo5 / fingers open - close

 

Stromlaufplan, Schaltlogik, ...




Bildergalerie
Das neue Kontrollkeyboard


Der 3D gedruckte Greifer

Der Spannungsregler

Roboticarm Version 2

3D CAD Grafiken (Openscad)


 

Schnitt durch den Greifer

Schnitt durch die Basis



Videos

Arm im Normalmodus

Arm im Programming Modus

Arm im Replay Modus

First Run (hier noch mit dem Alu Greifer)





Anfragen


Wer den Arm nachbauen will und Fragen dazu hat, schickt mir ein Mail: roboticarm@lessner.at


Danksagung

Vielen Dank an Alfred W. für den Schaltplan.

Und auch vielen Dank an Hans und Franz für die "caritative" Unterstützung ;)