Walbi: Stabiler zweibeiniger Roboter mit Arduino und LX-16A Servos

Komponenten und Materialien

Arduino Nano R3	1
LX-16A Servo	10
Debug Board (LewanSoul)	1

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

• 3D-Drucker

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE

Über dieses Projekt

Wäre es nicht toll, einen zweibeinigen Roboter mit Servos zu bauen? The Inner Geek fand auch – hier ist das Ergebnis:

Das ist Walbi, der WALink BIped – ein Roboter für ein Machine-Learning-Projekt, das nie startete (Walbi auch nicht, aber weil er fest auf beiden Beinen steht).

Walbi nutzt Arduino Nano als „Gehirn“, LX-16A-Servos als „Muskeln“ und 3D-gedruckte Kunststoffteile als „Knochen“. Die LewanSoul LX-16A-Servos sind ideal für kleine(r) Roboterprojekte: leicht, >19 kg·cm Drehmoment, Einzelkabel-Verkettung (Servo-zu-Servo) – Verkabelung kinderleicht.

Walbi ist ein 2:1-Maßstab-Humanoid, Beine 55 cm (Ferse bis Taille), Gewicht 1,1 kg (2,4 lbs). Weiße Teile 3D-gedruckt, könnten auch aus leichtem, stabilem Holz gefertigt sein.

Programmierung ist simpel: Zwei Programme für Motion Capture und Playback (wie in Filmen). Gewünschte Pose einnehmen, aufzeichnen, nächste Pose, aufzeichnen… Dann zurücklehnen und zuschauen, wie Walbi die Sequenz geschickt ausführt.

Vielleicht bringen Sie Ihrem bei, zu Riverdancen 😀

Walbi bauen

3D-gedruckt in PLA auf FlashForge Creator Pro. STL-Dateien auf Thingiverse oder alternativ Holz/Metall für Füße, Bein-"Knochen" und Taille. Servo-Halterungen verbinden Teile, Servos undeinander.

Vier verschiedene Metallhalterungstypen nötig (Details und Fotos im "Release The Inner Geek"-Blog).

Verkabelung

Für LX-16A-Steuerung: LewanSoul Debug Board nötig. Empfängt Befehle vom Arduino Nano per Serial. Da Hardwareserial für PC-Kommunikation genutzt wird, erstellt SoftwareSerial einen zweiten Serial-Port am Nano (Pins 10 und 1 im Code).

Verkabelung minimal: Kabel Servo-zu-Servo (im Lieferumfang), Taille-Servos direkt in Debug Board. PC → USB an Arduino → Arduino → Debug Board (TX, RX, GND an SoftwareSerial-Pins).

Servos nutzen 115200 Baud (hoch für SoftwareSerial) → Fehlerprüfung und Wiederholungslogik implementiert. Manchmal Hartnäckigkeit nötig für korrekte Werte.

Stromversorgung

Servos: 19,5 kg·cm bei 7,4 V. Wir nutzten 6 V, Stillstandstrom < 3 A.

Programmierung

Arduino-Code im GitHub-Repository.

Zwei Programme für Motion Capture und Replay. Start: Roboter in Pose bringen (Servos default motor-off → von Hand drehbar). Walbi_record: alle Servowinkel auslesen und anzeigen. Winkel in poseAngles Variable in Walbi_play eintragen. Programm spielt Sequenz ab, Geschwindigkeit via timeToMove (ms).

Wir hoffen, das Projekt gefällt Ihnen. Feedback, Kommentare, Abos – wir freuen uns!

Inner Geek Nuggets (Tipps & Tricks)

• LX-16A-Halterungen passen nur in EINER Position – leicht falsch zu montieren, schwer zu entdecken. Mehrfach neu montieren nötig.
• Servos kommen mit Default-ID 1. Jedem Servo vor Einbau eigene ID zuweisen, sonst keine Kommunikation mit mehreren Servos gleicher ID möglich.
• Kabelbinder verbessern Optik enorm
• Servos bringen Schrauben für Horn-Servo und Horn-Halterung. Halterungen bringen Schrauben für Halterung-Servo. Separate Schrauben nötig für Halterung-Halterung und Halterung-Kunststoffteil. Wir nutzten DIN912 M2-6 und M2-10.
• Traktion verbessern: Silikonpads unter Fußsohlen kleben
• Metall-Servohörner bevorzugen – Plastikhörner reißen bei Kollisionen (und die kommen bei Tests vor). Riss = Spiel = ungenaue Wiedergabe (sonst überraschend präzise).

Code

Arduino-Programme für Motion Control und Playback

GitHub Repository

Benutzerdefinierte Teile und Gehäuse

STL für 3D-gedruckte Teile

Ursprünglich auf Flash Forge Creator Pro gedruckt. CAD-Datei auf thingiverse.com