基于RAMPS 3D打印机套件的A4988步进驱动器设计

我喜欢模块化，因此我使用2个独立的自制板构建了电子设备：主控板和电动机板。 机器人的主控板基于Arduino Pro Mini。我之所以选择此板，是因为它小巧，便宜且带有Atmega32u4芯片。机械手控制需要两个16位硬件计时器，而Atmega328只有一个，而Atmega32u4只有两个。因此，如果您打算复制此机器人，则必须选择Atmega32u4板（Pro micro或Leonardo）。 MPU-9250 IMU使用I2C连接到Arduino。我还路由了3条额外的I2C总线用于将来的升级。 HC-05使用Arduino的第二个硬件串行端口（D0 / D1），而第一个硬件串行端口由micro-USB使用以对开发板进行编程。 后来，我又使用了2个数字引脚为SR-04超声波传感器接线，但效果不是很好。因此，我改为在模拟引脚上使用了Sharp gp2y0a21f IR传感器（在原理图上看不到它，因为它目前基本上可以正常工作，但它存在于github的arduino代码中）。 为手臂供电的微伺服使用D10 PWM引脚。

马达板基于两个来自RAMPS 3D打印机套件的A4988步进驱动器 两个A4988步进驱动器均使用2个数字引脚分别用于速度和方向，并且都共享一个额外的数字引脚以启用或禁用电动机。我在每个驱动程序上添加了3个跳线来调整微步设置，但是我使用的是1/16（机器人也可以在1/8上工作）。另外两个100µF电容器有助于平滑流向电动机的电流，主控和马达板，红外传感器和微型伺服器均由LM7805稳压器及其两个10pF电容器供电。 后来我添加了12V 3 LED灯带，它直接连接到3x18650电池输出上。

机器人的框架和配件是全3D设计和打印的。我希望该机器人具有高度的模块化，并且易于定制和维修。

您需要打印： 2x身体侧面 1x马达板 2倍大托盘 2x车轮 其他零件是可选的（保险杠，SR-04超声波传感器支架，锋利的gp2y0a02yk传感器支架，LED灯带支架，机械臂）。如果您打算像我以后那样使用可回收的RC车轮，则还需要2个轴驱动部件，或者如果我的车轮不适合您，则设计您自己的。 使用3毫米螺钉和螺母将所有东西固定在一起。我设计的机器人只需使用螺丝刀即可轻松组装或拆卸：只需在每个托盘的插槽中放一个螺母，它将充当扳手。

如果您打算使用3D打印的车轮并且轴孔太大，则可以在电动机的轴上添加一些热胶，这样会很好地固定车轮。您将需要2个橡皮筋来装轮胎，否则机器人会在地面上滑动。 如果使用我的轴驱动部件，则必须在矩形槽中放入3mm的螺母，并且3mm的螺钉将轴驱动器挡在电动机轴的平坦部分上。

电子零件：

-Arduino专业版微大脑。任何基于Atmega32u4的arduino都可以工作，但不能运行Atmega328，因为它需要2个硬件计时器

-MPU-9250惯性测量单元：单个芯片中的陀螺仪，加速度计和磁力计。磁力计部件尚未使用。

-HC-05蓝牙模块：用于与Android智能手机/平板电脑通信

-2x NEMA 17 12V步进电机：高扭矩和高精度电机，非常适合此类机器人

-2个A4988步进电机驱动器+ 2个100uF去耦电容器：允许1/16步进，具有可调限流，过流和过热保护，并且工作电压为8至35V

-1个L78M05 5V稳压器+ 2个1 uF电容器：为“大脑”部分和伺服提供5V

-1个12G微型伺服器：上下移动“手臂”，并允许机器人自行站立 机械零件 -3D打印框架; 允许快速更改，维修和大量自定义。使用Sketchup软件设计

-回收的RC汽车或3D打印的车轮：直径10厘米 功率

-3个可回收的18650锂离子电池 遥控

-蓝牙电子Android应用