Metallroboterarm-Kit ausrichten der Servomotoren

In diesem Beitrag zeige ich dir, wie du mit einem Arduino UNO die Servomotoren des Metallroboterarm-Kit ausrichten kannst.

Eigentlich ist vorgesehen das Kit mit einem BBC micro:bit zu steuern, jedoch nutze ich hier einen Arduino UNO, da die benötigte Schaltung dazu etwas einfacher zu gestalten ist.

Benötigte Ressourcen

Für den Nachbau der Schaltung benötigst du:

Die Stromversorgung mit einer 9V Blockbatterie ist für die Servomotoren des Typs MG90S für den großen Servomotor MG996R benötigst du ein Netzteil mit min. 3 A.

Aufbau der Schaltung

Da die verbauten Servomotoren (Typ MG90S & MG996R) eine sehr hohe Stromaufnahme haben, muss hier zwingend eine externe Stromversorgung genutzt werden.

Quellcode für den Arduino UNO

Hier nun ein kleiner Sketch zum Steuern eines Servomotors mit einem Drehpotentiometer.

//Bibliothek für das ansteuern des Servomotors
#include "Servo.h" 

//Servomotor am digitalen Pin D6 angeschlossen
#define servoPin 6

//Drehpotentiometer am analogen Pin A0 angeschlossen
#define rotaryResistorPin A0

//maximaler / minimaler Wert am analogen Pin
const int ANALOG_MIN = 0;
const int ANALOG_MAX = 1023;

//maximaler / minimaler Winkel des Servomotors
const int SERVO_MIN = 0;
const int SERVO_MAX = 180;

//Instanz eines Servomotorobjektes
Servo servo;

void setup() {
  //beginn der seriellen Kommunikation mit 9600 baud
  Serial.begin(9600);
  //zweisen des Servopins an das Servoobjekt
  servo.attach(servoPin);
}

void loop() {
  //auslesen des aktuellen Wertes des Drehptotentiometers
  int resistorValue = analogRead(rotaryResistorPin);
  //mappen des Wertes des Drehpotentiometers mit dem Winkel des Servos
  int servoValue = map(resistorValue, ANALOG_MIN, ANALOG_MAX, SERVO_MIN, SERVO_MAX);
  
  //ausgeben des ermittelten Winkels
  Serial.print("Winkel: ");
  Serial.println(servoValue);

  //setzen des Winkels
  servo.write(servoValue);
}

Ausrichten der kleinen MG90S Servomotoren

Greifer / Klaue ausrichten

Der Greifer hatte zunächst das Problem, dass diese zu dicht waren, d.h. es wurde keine 0 Stellung erreicht. Somit mussten diese ein paar Zahnstellungen auseinander geschraubt werden.

Servomotoren am Arm ausrichten

Die beiden Servomotoren am Arm werden im nächsten Schritt ausgerichtet.

Zunächst hatte ich festgestellt, dass die Schrauben an den Winkeln zu fest angezogen waren. Diese müssen ein sehr leichtes Spiel haben!

Des Weiteren musste ich zunächst den linken Servo demontieren, da das Ruderhorn ein paar Grad falsch ausgerichtet war.

Unteren Servomotor ausrichten

Der untere Servomotor vom Typ MG966R hat eine Leistungsaufnahme von 3 A bei 6 V. Dieses muss man bei der Stromversorgung einplanen!

Ich habe mir dafür extra ein Netzteil besorgt, welches 5V mit maximal 5A liefert und somit ausreichend Ressourcen dafür bietet.

Der untere Servomotor hat einen maximalen Winkel von 120° somit müssen wir diesen so ausrichten das er 60° nach links und rechts drehen kann.

Und natürlich den Quellcode entsprechend anpassen, so dass dieser nur die maximalen 120° drehen kann.

Steuern des Metallroboterarms mit Arduino UNO & Drehpotentiometer

Was mit einem Drehpotentiometer klappt, klappt natürlich auch mit vier 🙂 und so habe ich die Schaltung um weitere drei Drehpotentiometer erweitert.

Jedoch hat mein Labornetzteil eine Leistung von maximal 2 A und das liegt unter dem des Servomotors MG966R welcher mit 3 A läuft. Daher kann ich dir leider noch nicht zeigen, wie dieser gesteuert wird.

Metallroboterarm von Waveshare in Action
Dieses Video ansehen auf YouTube.

Hier nun noch der Quellcode zum Steuern der vier Servomotoren mit ebenso vier Drehpotentiometer.

//Bibliothek für das ansteuern des Servomotors
#include "Servo.h"

//Servomotoren
#define servoUntenPin 3
#define servoGreiferPin 6
#define servoLinksPin 5
#define servoRechtsPin 9

//Drehpotentiometer
#define rotaryResistor1Pin A0
#define rotaryResistor2Pin A1
#define rotaryResistor3Pin A2
#define rotaryResistor4Pin A3

//maximaler / minimaler Wert am analogen Pin
const int ANALOG_MIN = 0;
const int ANALOG_MAX = 1023;

//maximaler / minimaler Winkel des Servomotors
const int SERVO_MIN = 0;
const int SERVO_SMALL_MAX = 180;

const int SERVO_BIG_MAX = 120;

//Instanz eines Servomotorobjektes
Servo servoUnten;
Servo servoGreifer;
Servo servoLinks;
Servo servoRechts;

void setup() {
  //beginn der seriellen Kommunikation mit 9600 baud
  Serial.begin(9600);

  //zweisen des Servopins an das Servoobjekt
  servoUnten.attach(servoUntenPin);
  servoGreifer.attach(servoGreiferPin);
  servoLinks.attach(servoLinksPin);
  servoRechts.attach(servoRechtsPin);
}

int mappingResistorValue(int resistorValue, int servoMax) {
  return map(resistorValue, ANALOG_MIN, ANALOG_MAX, SERVO_MIN, servoMax);
}

void loop() {
  //auslesen des aktuellen Werte der Drehptotentiometer
  int resistor1Value = analogRead(rotaryResistor1Pin);
  int resistor2Value = analogRead(rotaryResistor2Pin);
  int resistor3Value = analogRead(rotaryResistor3Pin);
  int resistor4Value = analogRead(rotaryResistor4Pin);

  //mappen des Wertes des Drehpotentiometers mit dem Winkel des Servos
  int servoGreiferValue = mappingResistorValue(resistor1Value, SERVO_SMALL_MAX);
  int servoLinksValue = mappingResistorValue(resistor2Value, SERVO_SMALL_MAX);
  int servoRechtsValue = mappingResistorValue(resistor3Value, SERVO_SMALL_MAX);
  int servoUntenValue = mappingResistorValue(resistor4Value, SERVO_BIG_MAX);

  servoUnten.write(servoUntenValue);
  servoGreifer.write(servoGreiferValue);
  servoLinks.write(servoLinksValue);
  servoRechts.write(servoRechtsValue);

  //ausgeben des ermittelten Winkels
  Serial.print("Greifer: " + String(servoGreiferValue, DEC) + "\t|\t");
  Serial.print("Links: " + String(servoLinksValue, DEC) + "\t|\t");
  Serial.print("Rechts: " + String(servoRechtsValue, DEC) + "\t|\t");
  Serial.println("Unten: " + String(servoUntenValue, DEC) + "\t|\t");

}

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