【自作ロボット】スマホで操作できる四足歩行ロボットを作ってみた

はじめに

子どもが学校の工作でロボットを作るっていうので、大人バージョンを作ってみることになった。

3Dプリンタで筐体を作成。基盤は家にあった Arduino Nano を使用した。
使用したサーボは8個。ArduinoIDEで適当にアルゴリズムを書いて書き込み。

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プロトタイプの完成

有線接続で、キーボードから動きを入力してチェック。

電源は18650を直列にして使用。

20210522162809.jpg

最初は前に進むだけで良かったのだが、だんだんとエスカレート(笑)

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Wifiを使ってスマホで操作してみる

bluetoothが無難なんだろうけど、モジュールに持ち合わせがなかったので、ESP8266を使ってWifi接続にした。

操作はblynkを使用した。

20210522162807.jpg

ここまで来ると、ESP32を使った方が簡単だったのだが、仕方がないw

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基盤を小型化する

ある程度仕様が決まったので、ブレッドボードからユニバーサル基盤に変更。

ESP8266の消費電力が思ったより多かったので、コンデンサを追加して電源を安定化。

20210522162436.jpg

歩行アルゴリズムを見直す

動きに滑らかさを出すため、サーボライブラリを変更して、各部の稼働スピードを調整してみた。

#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266_Lib.h>
#include <BlynkSimpleShieldEsp8266.h>

char auth[] = "anatanotokunwoiretene";
char ssid[] = "sfsdfsfdf";
char pass[] = "123456789";

BlynkTimer timer;

#define EspSerial Serial
#define ESP8266_BAUD 115200
ESP8266 wifi(&EspSerial);

#include <Servo.h>
#define MAX_SERVO_NUM 8
Servo servo[MAX_SERVO_NUM+1];

const int myDelay = 100; //歩行速度
const int myDelay2 = 200; //trickSpeed

int command10,command11,command12,command13;
int pos_x,pos_y;

BLYNK_WRITE(V1){

pos_x = param[0].asInt();
pos_y = param[1].asInt();
}

BLYNK_WRITE(V10){command10 = param.asInt();}
BLYNK_WRITE(V11){command11 = param.asInt();}
BLYNK_WRITE(V12){command12 = param.asInt();}
BLYNK_WRITE(V13){command13 = param.asInt();}

void setup() {
Serial.begin(115200);
Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass);
EspSerial.begin(ESP8266_BAUD);
timer.setInterval(200,mycontrol);
attachServo();
detachServo();
}

void mycontrol(){
if(command10 == 1){
attachServo(); 
set8Pos(90, 70, 100, 75, 75, 90, 70, 90); delay(myDelay2);
set8Pos(180, 70, 100, 0, 0, 90, 70, 180); delay(myDelay2);
set8Pos( 0, 180, 0, 180, 180, 20, 160, 0); delay(myDelay2);
set8Pos( 0, 70, 100, 180, 180, 90, 70, 10); delay(myDelay2);

set8Pos( 0, 70, 100, 75, 180, 90, 70, 10); delay(myDelay2);
set8Pos( 0, 70, 100, 75, 180, 90, 70, 90); delay(myDelay2);
set8Pos( 90, 70, 100, 75, 180, 90, 70, 90); delay(myDelay2);
set8Pos( 90, 70, 100, 75, 75, 90, 70, 90); delay(myDelay2);

set8Pos(180, 70, 100, 75, 75, 90, 70, 180); delay(myDelay2);
set8Pos(180, 180, 100, 75, 75, 90, 180, 180); delay(myDelay2);
set8Pos(180, 180, 0, 75, 75, 0, 180, 180); delay(myDelay2);
set8Pos(180, 180, 0, 0, 0, 0, 180, 180); delay(myDelay2);


set8Pos(180, 180, 0, 0, 180, 0, 180, 0); delay(myDelay2);
set8Pos( 0, 180, 0, 180, 180, 0, 180, 0); delay(myDelay2);


for (int i=0;i<=3;i+=1){
set8Pos( 45, 180, 0, 135, 180, 0, 180, 0); delay(myDelay2);
set8Pos( 0, 180, 0, 180, 135, 0, 180, 45); delay(myDelay2);
}


set8Pos( 10, 90, 90, 165, 165, 90, 90, 15); delay(myDelay2);

for (int i=0; i<=3; i+=1){
set8Pos( 60, 90, 90, 165, 115, 90, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 10, 90, 90, 115, 165, 90, 90, 65); delay(myDelay2); 
}

set8Pos( 60, 90, 90, 165, 115, 90, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 10, 115, 45, 165, 165, 045, 135, 15); delay(myDelay2);

detachServo(); 
}

else if(command11 == 1){
attachServo(); 
set8Pos( 15, 115, 45, 165, 165, 045, 135, 15); delay(myDelay2);
detachServo();
}

else if(command12 == 1){
attachServo(); 
set8Pos(90,180,0,70,70,0,180,90); delay(myDelay2);
detachServo();
}

else if(command13 == 1){
attachServo(); 
set8Pos( 15, 150, 0, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 75, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 0, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 45, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 0, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 75, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 0, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 150, 45, 0, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 115, 45, 165, 170, 045, 135, 15); delay(myDelay2);

set8Pos( 180, 180, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 170, 90, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 180, 180, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 170, 90, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 180, 180, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 170, 90, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 180, 180, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 170, 90, 45, 165, 165, 045, 90, 15); delay(myDelay2); 
set8Pos( 15, 115, 45, 165, 170, 045, 135, 15); delay(myDelay2);
detachServo();

}

else if (pos_y > 50 && pos_x < 78 && pos_x > -78) {
attachServo();
// RF1, Rf2, Lf2, Lf1, Rb1, Rb2, Lb2, Lb1 
set8Pos( 0, 60, 45, 170, 180, 100, 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 60, 165, 45, 170, 165, 100, 135, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 20, 130, 105, 180, 160, 45, 160, 50); delay(myDelay); 
set8Pos( 10, 130, 105, 170, 170, 45, 60, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 130, 20, 120, 165, 45, 60, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 0, 55, 045, 150, 130, 10, 135, 20); delay(myDelay);
detachServo();

}

else if (pos_y < -50 && pos_x < 78 && pos_x > -78){

attachServo();
// RF1, Rf2, Lf2, Lf1, Rb1, Rb2, Lb2, Lb1 
set8Pos( 15, 135, 110, 170, 165, 45, 70, 10); delay(myDelay);//1
set8Pos( 15, 135, 110, 170, 165, 045, 150, 60); delay(myDelay);//2
set8Pos( 40, 150, 45, 160, 170, 100, 135, 15); delay(myDelay);//3
set8Pos( 10, 070, 045, 160, 170, 100, 135, 15); delay(myDelay);//4
set8Pos( 10, 070, 045, 160, 110, 20, 135, 15); delay(myDelay);//5
set8Pos( 15, 135, 030, 130, 165, 20, 70, 10); delay(myDelay);//6
detachServo();

}

else if (pos_x > 50 && pos_y < 78 && pos_y > -78){
attachServo();
// RF1, Rf2, Lf2, Lf1, Rb1, Rb2, Lb2, Lb1 
set8Pos( 10, 115, 45, 170, 170, 045, 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 45, 70, 45, 170, 170, 045, 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 170, 170, 045, 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 170, 135, 0 , 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 170, 170, 0 , 135, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 170, 170, 0 , 135, 45); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 170, 170, 0 , 90, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 45, 150, 170, 0 , 90, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 70, 00, 170, 170, 0 , 90, 10); delay(myDelay);
set8Pos( 10, 115, 45, 170, 170, 045, 135, 10); delay(myDelay); 
detachServo();
}

else if (pos_x < -50 && pos_y < 78 && pos_y > -78){

attachServo();
// RF1, Rf2, Lf2, Lf1, Rb1, Rb2, Lb2, Lb1 
set8Pos( 15, 115, 45, 165, 165, 045, 135, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 135, 165, 045, 135, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 165, 165, 045, 135, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 165, 165, 045, 180, 45); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 165, 165, 045, 180, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 165, 135, 90, 180, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 90, 165, 165, 90, 180, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 45, 180, 90, 165, 165, 90, 180, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 180, 90, 165, 165, 90, 180, 15); delay(myDelay);
set8Pos( 15, 115, 45, 165, 165, 45, 135, 15); delay(myDelay);
detachServo();
}

}

void attachServo(){
// attach Pin to ServoMotor
servo[1].attach(3);
servo[2].attach(2);
servo[3].attach(4);
servo[4].attach(5);
servo[5].attach(7);
servo[6].attach(6);
servo[7].attach(8);
servo[8].attach(9);
}

void detachServo(){
servo[1].detach();
servo[2].detach();
servo[3].detach();
servo[4].detach();
servo[5].detach();
servo[6].detach();
servo[7].detach();
servo[8].detach();
}

void set8Pos(int a, int b, int c, int d, int e, int f, int g, int h){
servo[1].write(a);
servo[2].write(b);
servo[3].write(c);
servo[4].write(d);
servo[5].write(e);
servo[6].write(f);
servo[7].write(g);
servo[8].write(h);
}

void loop() {
Blynk.run();
timer.run();
}

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