Добрый день. В одной из предыдущих публикаций я обещал сделать сравнение сервоприводов, которые используются в проекта французского робота Poppy с их аналогами, которые будут использоваться в роботе.
С одной стороны я очень понимаю команду Poppy, взять готовые сервоприводы которые по максимуму удовлетворяют требованиям. Написать программную прослойку, чтобы сделать работу c сервоприводами просто и доступно каждому начинающему первые шаги в программировании на python. Но конечный результат получается очень дорогой, тем более для начинающих робототехников, даже для ребят из Европы / Америки / Японии. Чуть более 9k€ за комплект с готовыми напечатанными частями и почти 6,5k€ без них - по моему мнению они оборзели дороговато, и это не учитывая стоимость доставки и таможенных сборов - стоимость посылки попадает под налог. Кстати этот момент обсуждали на официальном форуме - использовать более доступные корейские сервоприводы HerkuleX, которые практически аналоги американских Dynamixel.
Dynamixel Poppy
На GitHub есть официальный репозиторий с инструкциями по сборке, программным обеспечением и прочим. Ребята огромные молодцы, что сделали все настолько открыто и доступно каждому. Изучив все как следует можно понять компоновку этого робота, из чего и как он собирается и управляется.
В своем проекте ребята используют 3 модели сервоприводов:
- 19 шт. MX-28AT - двухосный сервопривод с размерами 35,6 х 50,6 х 35,5 мм, массой 77 гр, крутящий момент 2,5 Н*м и скоростью поворота 55 об/мин, точность 0,09°. Стоимость в США $239.90 за один.
- 4 шт. MX-64AT - двухосный сервопривод с размерами 40.2 х 61.1 х 41 мм, массой 135 гр, крутящий момент 6 Н*м и скоростью поворота 63 об/мин, точность 0,09°. Стоимость в США $309.90.
- 2 шт. AX-12A - двухосный сервопривод с размерами 32 х 50 х 40 мм, массой 55 гр, крутящий момент 1,5 Н*м и скоростью поворота 59 об/мин, точность 0,3°. Стоимость в США $44.90.
Стоимость всех остальных компонентов мы пока не рассматриваем, но как пример - 10 соединительных кабелей длиной 200 мм для этих сервоприводов стоят в США $14.40.
HerkuleX Poppy
Если есть голова, желание и умение работать с 3-х мерным редактором, можно немного переделать части робота для печати под другие модели серв. Так же, скорее всего, нужно будет переписать библиотеку Pypot или написать свою для использования моделек приводов этого производителя. Аналоги:
- 19 шт. HerkuleX DRS-0201 (официальный сайт не работает даю ссылку на интернет магазин) - двухосный сервопривод с размерами 44,5 x 24 x 32 мм, массой 60 гр, крутящий момент 24 кгс*см (2,35 Н*м) и скоростью поворота за 0,147 с на 60° (68 об/мин), точность 0,325°. Стоимость в $131.95 за один.
- 4 шт. HerkuleX DRS-0601 - двухосный сервопривод с размерами 56 x 35 x 38 мм, массой 123 гр, крутящий момент 77 кгс*см (7,55 Н*м) и скоростью поворота за 0,162 с на 60° (62 об/мин), точность 0,176°. Стоимость $270.00.
- 2 шт. HerkuleX DRS-0101 - двухосный сервопривод с размерами 45 x 24 x 31 мм, массой 45 гр, крутящий момент 12 кгс*см (1,18 Н*м) и скоростью поворота за 0,166 с на 60° (60 об/мин), точность 0,325°. Стоимость $39.50.
И в случае использования сервоприводов этого производителя у нас появляется чуть больше выбора - есть еще одна промежуточная модель HerkuleX DRS-0401 - двухосный сервопривод с размерами 56 x 35 x 38 мм, массой 123 гр, крутящий момент 52 кгс*см (5,01 Н*м) и скоростью поворота за 0,162 с на 60° (62 об/мин), точность 0,176°. Стоимость $229.00. Для того чтобы понимать нужна ли она нам, нужно пересчитать всю механику робота, но мы эти позже займемся.
Голь на выдумку хитра
Вспоминается монолог уважаемого Жванецкого М.М. про "очень больших раков по 5 рублей вчера и очень маленьких сегодня по 3 рубля". Как бы не хотелось начать процесс строительства своего робота, но вышеозначенные цены рубят на корню все начинания, если конечно у вас зарплата не с 5, а лучше 6 нолями без копеек. И за последний год в Китае, на AliExpress, начали продавать сервоприводы с похожими характеристиками, если взять китайские, как аналоги для Poppy, то получится:
- 19 шт. RDS3225 - двухосный сервопривод с размерами 40 x 20 x 40,5 мм, массой 60 гр, крутящий момент 24 кгс*см (2,35 Н*м) и скоростью поворота за 0,19 с на 60° (53 об/мин), точность 0,135°. Стоимость примерно $16 за один.
- 4 шт. RDS5160 - двухосный сервопривод с размерами 65 х 30 х 48 мм, массой 162 гр, крутящий момент 65 кгс*см (6,37 Н*м) и скоростью поворота за 0,15 с на 60° (67 об/мин), точность 0,135°. Стоимость примерно $33.00.
- 2 шт. RDS3115 - двухосный сервопривод с размерами 40 x 20 x 40,5 мм, массой 60 гр, крутящий момент 12 кгс*см (1,18 Н*м) и скоростью поворота за 0,16 с на 60° (63 об/мин), точность 0,135°. Стоимость примерно $12.00.
Как и в предыдущем случае есть сервопривод RDS3235 с размерами как 3225/3115, но крутящим моментом в 32 кгс*см (3,14 Н*м) и скоростью поворота за 0,12 с на 60° (83 об/мин). Стоимость примерно $26.00. Разумеется, в этом случае не придется создавать свою библиотеку для прямого управления сервами - они просто не имеют никакого интерфейса, а делать все максимально "хардкорно", через микроконтроллер и драйвер. Так же нужно будет изменить части робота для 3D-печати, и раз уж менять, то почему бы не пересмотреть компоновку - именно эту картинку можно видеть в самом начале.
Отдельно хочу обратить внимание на точность позиционирования для китайских серв - указанные значения вычислены, и скорее всего очень далеки от истины. Поворот сервопривода задается длиной импульса от 500 то 2500 нс, а рабочий угол составляет 270°. Значения, которые я указал в характеристиках - это угол, разделенный на разницу в нс. Уверен что реальная погрешность от задаваемых импульсов и получаемых углов хорошо если составит несколько градусов или можно будет уложить это в какую-то формулу. Китай такой Китай, но разница в цене играет свою роль.
Что в итоге
Итак, пересмотрев компоновку "мышц" робота (если помните, я собираюсь использовать так же, кроме сервоприводов, линейные актюаторы), а также раз нет необходимости везде использовать двухосные сервоприводы - получим следующее количество, пока без кистей и стоп:
- DS5160 - аналог RDS но с одной осью, 2 шт. x $32.00 = $64.00 (нижняя часть туловища).
- RDS5160 - 2 шт. x $33.00 = $66.00 (бедра).
- DS3235 - 8 шт. x $25.00 = $200.00 (поворот бедра, поворот голени, лопатки, поворот плеча).
- RDS3235 - 4 шт. x $25.00 = $100.00 (колени, плечи).
- RDS3225 - 2 шт. x $16.00 = $32.00 (локти).
- DS3115 - 1 шт. x $13.00 = $13.00 (поворот шеи).
- RDS3115 - 2 шт. x $13.00 = $26.00 (шея).
Итого всего затрат получится ориентировочно $501.00. Если это сравнить с Dynamixel ($5487,50) или HerkuleX ($3666,05) сразу как-то становится легче на душе ;)