Regis [雷基士]: 0.SpiderRobot蜘蛛

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2017年2月5日星期日

[Spider Robot]野外訓練

農曆年是華人重要的節日。除夕夜，是全家人聚在一起圍爐的重要節目，全家長輩小孩在老家一同吃晚餐。然後，從初一睡到初三，準備開工。。。XD

今天正是2017年農曆除夕，看天氣還不錯就帶小孩出門騎自行車，沿著海港一路騎到著名的高雄駁二特區。高雄這幾年施工過多，港邊的路都圍起來很難騎車，真是敗筆！

回到主題，今天也帶著Spider Robot蜘蛛機器人出門溜溜，不止人很好奇的在看，連狗狗都在旁邊拼了命對它汪汪叫。。。。有趣~~~

也到草地上試試他的能耐，看來還ok~~

經過這次訓練，發現robot腳的結構設計需要再考慮縫隙，還有腳抬高的高度也會影響在草地上的活動。。。

2017年1月2日星期一

如何用LibreOffice/OpenOffice輸入數學公式

製作Spider Robot最重要的部分就是三角函數還有矩陣運算。

這學習過程跌跌撞撞，尤其是cos、sin等等角度與象限整合的矩陣運算，真令人頭昏腦漲的搞不清楚，實在沮喪~~

還好，從Google search中找到前人的智慧與分享，終於打通任督二脈，趕快記下來！！

先分享Spider robot在3軸旋轉的動作，好有趣~

《這個版本身體與腳會分開，做的不是很好》

《修正版》

這是我手寫的旋轉矩陣，

但是，如何用word寫下三角函數與矩陣公式？這又是一門深奧的學問，真是過一關卡一關，關關難過關關過-----

首先，找到用LibreOffice可以輸入數學公式。

在Writer中點選「插入/物件/公式」後，

輸入數學式子原始碼：

left [ matrix{(X_2-X_1)#(Y_2-Y_1)#(Z_2-Z_1)##(X_3-X_2)#(Y_3-Y_2)#(Z_3-Z_2)##(X_1-X_3)#(Y_1-Y_3)#(Z_1-Z_3)} right] left ( matrix{ X##Y##Z} right) = left ( matrix{ L_1^2-L_2^2+R_2^2-R_1^2##L_2^2-L_3^2 +R_3^2-R_2^2##L_3^2-L_1^2 +R_1^2-R_3^2} right)

呵呵，就出現這個矩陣，就是我要的！！

那就寫個旋轉矩陣試試，對X/Y/Z軸旋轉矩陣為-

其中，我卡在對Y軸旋轉的矩陣好幾天，後來在可汗學院找到這課程，如同打開神秘大門，讃！Rotation in R3 around the x-axis

然後，把這3個矩陣整合成為3D旋轉矩陣！

我竟然可以做出這矩陣，太帥了！！

source code如下：

left [ matrix{X_1##Y_1##Z_1} right] = [R_x*R_y*R_z]left[ matrix{X##Y##Z}right ] = left[ matrix{cos%beta#0#sin%beta##sin%alpha Sin%beta#cos%alpha#-sin%alpha cos%beta##-cos%alpha Sin%beta#sin%alpha#cos%alpha cos%beta}right ]left [ matrix{ cos%gamma#-sin%gamma#0##sin%gamma#cos%gamma#0##0#0#1} right] left[ matrix{X##Y##Z}right] newline %= left[ matrix{cos%beta cos%gamma#-cos%beta sin%gamma#sin%beta##sin%alpha sin%beta cos%gamma+cos%alpha sin%gamma#-sin%alpha sin%beta sin%gamma+cos%alpha cos%gamma# -sin%alpha cos%beta##-cos%alpha sin%beta cos%gamma + sin%alpha sin%gamma#cos%alpha sin%beta sin%gamma+sin%alpha cos%gamma#cos%alpha cos%beta}right ]left[ matrix{X##Y##Z}right ]

參考資料：

如何在 OpenOffice.org 裏輸入數學公式

LibreOffice 數學公式輸入範例
Rotation in R3 around the x-axis
Wiki旋轉矩陣

2016年12月19日星期一

Spider Robot family 成員大集合

2016年底了，把手上的Spider Robot蜘蛛機器人做個盤點。
做這個project最大的收穫有幾個部分“
1. 數學-三角函數：這部分是非常基礎而且必要的部分！
2. 熟悉Arduino與ESP8266平台開發，學習有關於interrupt與HTML語法。
3. 3D建模，使用Sketchup建模，開發蜘蛛的動件結構，腳的結構簡單與結實是重點。
4. PCB設計，使用Eagle PCB設計電路與layout，再用雕刻機刻出電路板。
5. 仿真步態模擬，開發不同與有趣的步態。

提供Spider Robot蜘蛛機器人的寫真：

[Give me five!]

[hand in hand~]

[疊疊樂]

[兄弟機合照-1]

[兄弟機合照-2]

[圍著老祖宗]

2016年12月15日星期四

[Spider Q] Q版的蜘蛛機器人

製作一系列的Spider Robot，主控板從Arduino ProMini到ESP8266，發現用ESP8266模塊的TinyPlan或MinPlan還不錯用。

為何用TinyPlan與MiniPlan PCB？
因為Arduino的cpu只有8bit，memory只有32kB，要做的複雜的功能與動作限制多，而且無線傳輸需要再加入藍牙或是Wifi模組。ESP8266吸引人的部分，就是32bit CPU，memory高達4MB內建Wifi，這足以滿足大多開發者的需求。

這是TinyPlan與MiniPlan PCB的主要方塊圖，把USB與power與ESP8266整合，提供很好的使用體驗。

Spider Robot Q是2DOF簡化版，一支腳有2個關節，總共8個servo。
TinyPlan提供8個GPIO產生PWM訊號就足夠推動這8個servo，不僅體積縮小結構簡單，且價格便宜不少。

視頻分享：
控制器解說：這是HTML的遙控器，很容易加入其它特殊功能。因為每顆servo都有一些角度誤差，每隻腳與關節都必須calibration來確保四足對地板都是平衡。

實際操作：

兩隻Spider-Q跳舞~~

設計細節分享：
結構：

控制板：

軟件：

2016年10月6日星期四

[Fighter Spider]戰鬥蜘蛛 2/xx

Google推出了Pixel手機，看了廣告影片很難表達有什麼特殊功能都很新很炫，是嗎？

現在做什麼3C產品都很難讓人耳目一新，就算提升小功能需要花費1倍以上的時間金錢，也難以博得關注。

Maker的作品也是一樣，同樣的作品就算花很大心力做升級與精進，也難以博得眼球。。。

現代人似乎已病了不輕~~~~

為蜘蛛機器人SpiderRobot開發新的動作做PC的APP，燒掉不少腦神經。。。。

總是找個樂子玩玩。。。

做個預告片如何？

2016年9月27日星期二

[Fighter Spider]戰鬥蜘蛛 1/xx

堅持，說得容易但做時難。
有做過SG90 servo的同好會發現塑料的齒輪在重量承受能力弱，容易斷裂毀損。於是，金屬齒輪servo的需求的聲音開始出現。

其實，我個人不是太願意再繼續開發蜘蛛Robot~~

回顧製作Spider Robot蜘蛛機器人已經兩年了。隨著漫長的過程中，研發的深度與成熟度逐漸提升，技術層面與廣度也大幅提高，整個開發速度急速下降，挫折感越來越重~~~

牢騷發完了，不過還是分享最近新作品 ﹣ MG90S＋MiniPlan版本的SpiderRobot。
稱為[Fighter Spider戰鬥蜘蛛]!!
是的，終於定下心買下MG90S，開始重新設計蜘蛛SpiderRobot。

設計重點：
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1. 強化結構支撐，與美觀性。
2. 提升電控板至ESP8266的MiniPlan提升運算速度，大幅改寫蜘蛛software，精準控制servo。
3. 提供電腦版動作APP，可以開發蜘蛛更豐富與有趣動作。

結構升級詳細解說：
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