Servomotori HSR-8498B robot RoboZak

ultimo aggiornamento 5 dicembre 2013

Il robot RoboZak utilizza 18 servomotori digitali Hitec modello HSR-8498HB distribuiti nel seguente modo: 5 per gamba, 4 per braccia (di cui 1 per la pinza se installata). Per il posizionamento vedere immagine.

Il modello è denominato HSR-8498HB ed e' stato progettato appositamente per il robot umanoide, presenta delle caratteristiche innovative impossibili da trovare su altri servi.
E' per questo che i servocomandi HSR-8498HB sono eccellenti per la maggior parte delle applicazioni robotiche.
Questi sono di tre diverse tipologie (A, B, C) e dotati di vari tipi di squadrette.
La meccanica di questi servi e' estremamente robusta, gli ingranaggi sono realizzati in Karbonite™, un materiale sviluppato dalla Hitec che offre un'altissima resistenza all'usura e dei giochi ridottissimi, anche dopo un uso intensivo del servo.
Le principali peculiarita' di questi servi sono:
L'interfaccia HMI. I servi HSR-8498HB hanno una nuova interfaccia sviluppata da Hitec appositamente per la robotica. Il protocollo HMI (HiTEC Multi-protocol Interface) consente di interrogare il servo per ottenere dati relativamente a: Tensione, Corrente e Posizione. Come gli altri servi digitali, anche questi sono programmabili dall'utente, occorre un'interfaccia disponibile in futuro.
Il Case. Questi servocomandi hanno un versatile case che permette 3 diverse combinazioni. Grazie agli accessori forniti è infatti possibile modificare il case per adattarsi all'applicazione specifica.

Per il loro collaudo si potrà usare un semplice circuito progettato da circuito progettato da Fabio Gary.

Caratteristiche
Tecniche

Caratteristiche
Interfaccia

Caratteristiche Tecniche
Cuscinetti	2
*Coppia Kgcm**	7.4Kg (6Vdc)
Velocità sec/60°	0.2 (6Vdc)
Peso (gr)	55
Materiale Ingranaggi	Karbonite™
Angolo di Rotazione 190°	(0.550ms ... 2.100ms)
Dimensioni	40x20x37 mm (può variare a seconda della configurazione utilizzata)

Programma HMI Servo Programmer

Il Servo Programmer HMI permette la programmazione dei seguenti parametri:

Centro
Estremi della corsa del servo
Direzione
D-Gain (regola l'intensità dello stop del servo)
Dead zone
P-Gain (Velocità e potenza del servo)

Sistema operativo: Windows XP/Vista
Interfaccia: seriale RS232
Servi Compatibili: HSR V1.10 e successive

Tipologia dei servo utilizzati nel robot

Tipologie squadrette

Sono presenti n° 8 servomotori 4N300 tipo A, montati sia nelle braccia che nelle gambe, n°6 servomotori 5N400 Tipo B montati nelle braccia e nei piedi, e infine n° 2 servomotori tipi 6N200 Tipo C montati nelle spalle.

4N300 Tipo A

5N400 Tipo B

6N200 Tipo C

Tipologie dei motori

Le tre tipologie dei servomotori sono 6N200, 4N300, 5N400.
Il numero dopo la lettera N, 200,300,400 si riferisce alla lunghezza del cavo di collegamento.

Dimensioni del servo

Posizione e tipologia servomotori

I servo digitali hanno la caratteristica di possedere al loro interno un microcontrollore Atmel ATmega8L che ha le seguenti caratteristiche:
Alimentazione da 2.7V a 5.5V
Memoria Flash 8K riprogrammabile
1024 bytes RAM
512 bytes EEPROM
UART
10 bit ADC
4 MHz Clock

Con il firmware registrato sul microcontrollore e attraverso un particolare software, fornito nel corso dell'opera, si può collegare il singolo servo al PC e "riprogrammarne" i parametri di funzionamento (senso positivo di rotazione, range di movimento...) tra i quali vi è anche un "servo ID". In pratica è come se il PC, attraverso l'interfaccia provvisoria, inviasse dei pacchetti con scritto "I Servo con ID = 2 si portino in posizione 10"... e ovviamente questi servo risponderanno.

Schema a blocchi processore

Scheda di controllo

Dettagli della scheda del servomotore

Schema elettrico della scheda di controllo del servo

IRF7389 30V Dual N- and P- Channel HEXFET Power MOSFET in a SO-8 package

Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor

Processore ATmega8L 8-bit with 8K Bytes In-System Programmable Flash

Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Controllo in assenza della Motherboard
Prima che venga distribuita la scheda di controllo, viene fornita una interfaccia semplificata che sfrutta la normale porta seriale del PC.
Il controllo dei servomotori è possibile grazie al firmware del microcontrollore presente all'interno dei servi Hitec che lavora assieme al programma Roboscript, appositamente modificata per supportare il controllo diretto da PC.
Quindi, fino a che non si è in possesso della Motherboard, il PC si occuperà del controllo dei servo sfruttando un protocollo seriale specifico.
La scheda di interfacciamento non ha nulla di programmabile né ha bisogno di adattatori di livello tipo MAX232.
La comunicazione seriale avviene direttamente tra le linee TX-RX della porta e la linea del segnale di controllo dei servo.
I servo digitali, infatti integrano un proprio microcontrollore con un proprio firmware che, nella versione 1.10 creata per RoboZak, è in grado di comunicare su bus seriale attraverso un apposito protocollo.

1	base inferiore per servo tipo B
2	4 viti tipo T-2 da 2x12 mm
3	squadretta circolare di tipo 4 per servo
4	2 viti tipo T-2 da 2,6x6 mm
5	rondella da 7,6x2,8x0,5 mm
6	ruota dentata 4
7	ruota dentata 3
8	2 cuscinetti a sfera
9	sostegno per potenziometro
10	perno da 1,6x9 mm
11	perno da 1,6x14 mm
12	ruota dentata 2
13	ruota dentata 1
14	4 viti tipo T-2 da 2x21 mm (nere)
15	base superiore per servo tipo B
16	squadretta circolare di tipo 3 per servo
17	motore servomotore

Fasi di montaggio

Posizionamento del cavo	Fissaggio della base inferiore con 4 viti tipo T2 da 2x12
Fissaggio della squadretta circolare di tipo 4 con una vite tipo T2 da 2,6x6 e rondella da 7,6x2,8x0,5	Dettaglio del fisasaggio del cuscinetto a sfere sulla ruota dentata tipo 4
Posizionamento dei perni e delle ruote dentate 1,2,4	Posizionamento della ruota dentata tipo 3
Posizionamento del cuscinetto nella base superiore	Chiusura della base superiore con 4 viti tipo T2 da 2x21 Posizionamento della squadretta tipo 3 con una vite tipo T2 da 2,6x6

Elenco revisioni
06/12/2013	Inserito possibilità di scaricare programma HMI
12/08/2013	Inserito immagine con posizione servo
06/05/2008	Inserito tipologie dei vari servo.
03/12/2007	Inserito foto fasi di montaggio
16/11/2007	Inserito link per servo tester.
04/08/2007	Emissione preliminare

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