低成本DIY機(jī)器人平臺(tái)允許機(jī)電一體化發(fā)展

組成機(jī)電一體化技術(shù)的整合背后的意圖是通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控和反饋控制來(lái)改善機(jī)械單元的操作和性能。機(jī)電一體化是一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域，由電子電氣學(xué)，機(jī)電一體化組成。機(jī)械系統(tǒng)和嵌入式軟件。這種跨學(xué)科的技術(shù)整合背后的意圖是通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控和反饋控制來(lái)改善機(jī)械單元的操作和性能。電子和嵌入式軟件為目標(biāo)機(jī)電一體化單元提供系統(tǒng)監(jiān)控和反饋控制功能。

購(gòu)買開發(fā)板和系統(tǒng)配件時(shí)，進(jìn)入探索機(jī)電一體化可能成本過(guò)高。此外，此類開發(fā)平臺(tái)的庫(kù)存可能較低或已從制造商或相關(guān)分銷商處停止。為了解決這些設(shè)計(jì)障礙，現(xiàn)成的低成本機(jī)器人板可以很容易地用作有效的機(jī)電一體化開發(fā)平臺(tái)。使用這種有效的低成本開發(fā)平臺(tái)，可以快速開發(fā)人機(jī)界面(HMI)中的概念證明(PoCs)，預(yù)測(cè)分析，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，反饋監(jiān)控 - 控制和物理刺激感官檢測(cè)。

什么是板球?

Atlantic Design&Manufacturing是東海岸領(lǐng)先的設(shè)計(jì)工程師貿(mào)易展，提供最新的3D打印，自動(dòng)化和CAD / CAM軟件，包括FedEx，GE Appliances，Procter&Gamble以及其他數(shù)百種軟件。

Crickit是鉻eative我nteractiveÇ。施工工具包由Adafruit Industries Limor Fried的創(chuàng)始人開發(fā)，用于機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展。Crickit允許工程師，學(xué)生和制造商使用紙張，木材，塑料和金屬等材料構(gòu)建和測(cè)試機(jī)器人。圓形印刷電路板(PCB)(直徑3.20英寸/ 81.28毫米)內(nèi)裝有各種過(guò)壓保護(hù)，內(nèi)部集成電路(I2C)通信端口和大電流電機(jī)和機(jī)電驅(qū)動(dòng)電路。此外，32位Microchip ATSAMD09D14A微控制器提供協(xié)處理器電源，用于管理PCB上的電路外設(shè)。通過(guò)Crickit，機(jī)電一體化PoC可以經(jīng)濟(jì)高效地設(shè)計(jì)，測(cè)試和評(píng)估。提供端子螺釘塊和三列直插式母頭連接器，用于通過(guò)外部電子傳感器和機(jī)電組件訪問(wèn)電路外圍設(shè)備。使用Crickit可以輕松駕駛螺線管，繼電器和高功率LED。

此外，Crickit控件可以使用微控制器板進(jìn)行增強(qiáng)，例如Raspberry Pi，F(xiàn)eather，micro：bit和Circuit Playground Express。為了將每個(gè)微控制器平臺(tái)安裝到Crickit，特定PCB具有邊緣，雙列直插或銅鍍通孔，用于連接。擴(kuò)展板使用“蹺蹺板”I2C通信方案進(jìn)行通信，并提供額外的傳感設(shè)備和可視顯示，以增強(qiáng)機(jī)電一體化用戶體驗(yàn)(UX)。“蹺蹺板”通信方法是使用Crickit的板載ATSAMD09D14A 32位微控制器完成的。此外，還可以使用蹺蹺板USB端口完成固件更新。

輸入/輸出外設(shè)和驅(qū)動(dòng)電路

為了改善特定的機(jī)電或機(jī)械系統(tǒng)以提高性能，Crickit中安裝了輸入/輸出(I / O)和驅(qū)動(dòng)電路。Crickit平臺(tái)上有以下I / O和驅(qū)動(dòng)電路外設(shè)。

一組4 x模擬或數(shù)字伺服控制(包括16位精密定時(shí)器)

一個(gè)2 x雙向有刷直流電機(jī)，1A(安培)限流驅(qū)動(dòng)器。

用于步進(jìn)電機(jī)操作的8位脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)器。

一個(gè)4 x高電流達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路，每個(gè)輸出通道可提供500mA電流。驅(qū)動(dòng)電路能夠驅(qū)動(dòng)螺線管，機(jī)電繼電器，大型高亮LED或單極步進(jìn)電機(jī)。

一個(gè)4x電容式觸摸感應(yīng)墊

一個(gè)8 x信號(hào)引腳，用于模擬傳感或數(shù)字開關(guān)輸入。信號(hào)引腳符合+3.3 V標(biāo)準(zhǔn)。

一個(gè)Neopixel驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)器是5V電平移位兼容電路。

一個(gè)D類放大器。D類放大器可以驅(qū)動(dòng)4 -8歐姆揚(yáng)聲器，放大3Watts(W)。

伺服，有刷直流和步進(jìn)電機(jī)的電壓限制為+ 5VDC。Crickit使用德州儀器(TI)TPS2595電子熔絲管理芯片提供+ 5V的過(guò)壓限制。

為了向目標(biāo)機(jī)電一體化PoC添加增強(qiáng)功能和功能，Cricket可以使用各種編程語(yǔ)言。Google的Blockly代碼消除了制作人和學(xué)生的高文本語(yǔ)言編程的軟件開銷復(fù)雜性。使用塊代碼，機(jī)電一體化PoC的應(yīng)用可以成為焦點(diǎn)，而不是軟件開發(fā)。作為學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以在板球上學(xué)習(xí)其他軟件語(yǔ)言。Javascript是Crickit的默認(rèn)腳本語(yǔ)言。

機(jī)電一體化平臺(tái)可以使用CircuitPython進(jìn)行編程;微控制器的嵌入式編程語(yǔ)言。用于Arduino的傳統(tǒng)C / C ++語(yǔ)言可以通過(guò)其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)實(shí)現(xiàn)Crickit。另一種受Python語(yǔ)言編碼歡迎的編程IDE是開放平臺(tái)Mu。

Cricket通過(guò)易于使用且經(jīng)濟(jì)高效的開發(fā)平臺(tái)，可以探索機(jī)電一體化領(lǐng)域?？梢詮腁dafruit網(wǎng)站獲得Crickit的其他資源。

Don Wilcher是一位熱情的電子技術(shù)教師和電氣工程師，擁有26年的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)。他從事工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，汽車電子模塊/系統(tǒng)以及用于小型家用電器的嵌入式無(wú)線控制。他也是一本書的作者，撰寫有關(guān)電子和機(jī)器人技術(shù)的DIY項(xiàng)目書籍。