Ρομποτικό μπράτσο ελεγχόμενο από γάντι: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Σκοπός: Αποκτήστε εμπειρία και δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων δημιουργώντας ένα έργο προς ολοκλήρωση

Περίγραμμα- Χρησιμοποιήστε ένα γάντι για να συνδεθείτε μέσω ενός arduino για να ελέγξετε ένα τρισδιάστατο ρομποτικό τυπωμένο "μπράτσο". Κάθε μία από τις αρθρώσεις στον τρισδιάστατο εκτυπωμένο βραχίονα έχει ένα σερβο που συνδέεται με τον αισθητήρα κάμψης στο γάντι και κινείται ανάλογα με το πόσο λυγίζει το δάχτυλο.

Βήμα 1: Λίστα υλικών

3- 10k αντιστάσεις

3- αντιστάσεις αισθητήρα κάμψης

3- σερβίς

Breadboard

Arduino Uno

Καλώδια

Φερμουάρ

4- τρισδιάστατα τυπωμένα κομμάτια

Επισυνάπτω συνδέσμους στα ακριβή υλικά που χρησιμοποίησα, ώστε να μπορούν εύκολα να αναζητηθούν, ακόμη και αν δεν παραγγείλετε από αυτούς τους ακριβείς συνδέσμους

3- 10k αντιστάσεις

3- αντιστάσεις αισθητήρα κάμψης

3- servos

Βήμα 2: Καλωδίωση

Η εικόνα της καλωδίωσης ακριβώς όπως την έχω ρυθμίσει βρίσκεται στο παγωμένο αρχείο. Η καλωδίωση μπορεί να εξεταστεί καλύτερα σε δύο διαφορετικά μέρη. 1) Συνδέσεις από το breadboard και το arduino στον τρισδιάστατο τυπωμένο «βραχίονα» 2) Συνδέσεις από το breadboard και το arduino στο γάντι.

Συνδέσεις τρισδιάστατου τυπωμένου βραχίονα Τα καλώδια που συνδέονται με τις ακίδες 11, 10, 9 καθώς και οι θετικές και αρνητικές περιοχές συνδέονται με τα 3 διαφορετικά servos. Τα μαύρα καλώδια στο σερβο συνδέονται με τις αρνητικές περιοχές, δηλαδή την αρνητική στήλη στον πίνακα ψωμιού. Τα κόκκινα καλώδια στο σερβο συνδέονται με τις θετικές περιοχές, δηλαδή τη θετική στήλη στον πίνακα ψωμιού. Τέλος, τα κίτρινα καλώδια σήματος συνδέονται με το arduino.

Στη ρύθμισή μου, ο πείρος 9 συνδέεται με το βασικό σερβο και ελέγχεται από τον αντίχειρα Στο στήσιμο μου, ο πείρος 10 συνδέεται με το επάνω σερβο και ελέγχεται από το μεσαίο δάχτυλο Στο στήσιμο μου, ο πείρος 11 συνδέεται με το μεσαίο σερβο και ελέγχεται από το δάχτυλο δείκτη

2) Συνδέσεις γαντιών Υπάρχουν δύο συνδέσεις στους εύκαμπτους αισθητήρες, στο πλάι με τη λεπτή γραμμή η σύνδεση τόσο με το σήμα όσο και με τον αρνητικό ακροδέκτη. Η πλευρά με μια παχύτερη πλευρά μοτίβου είναι μια σύνδεση με το θετικό τερματικό. Στην πλευρά όπου συνδέετε το σήμα και το αρνητικό σύρμα συνδέστε τόσο μια αντίσταση 22k όσο και ένα δευτερεύον καλώδιο. Το καλώδιο περνά κατευθείαν στον αρνητικό τερματικό μέσω της σανίδας ψωμιού. Η αντίσταση συνδέεται με το ένα άκρο στον ευαίσθητο αισθητήρα και το άλλο συνδέεται με ένα καλώδιο που τρέχει στο ψωμί πριν συνδεθεί με το ανάλογο arduino σε ακίδες. Οι τρεις αναλογικές ακίδες που χρησιμοποίησα ήταν A0, A1, A2. Στη συνέχεια, η άλλη σύνδεση αισθητήρα κάμψης τρέχει στο breadboard και συνδέεται με τη θετική στήλη στο breadboard. Στο αρχείο ψύξης υπάρχει ένα δευτερεύον πιο σαφές σκίτσο που δείχνει τις θετικές, αρνητικές και συνδέσεις σήματος.

(Σημείωση- Οι περισσότερες φυσικές συνδέσεις των καλωδίων που δεν βρίσκονται στο breadboard ήταν συγκολλημένες και το συρρικνωμένο περιτύλιγμα χρησιμοποιήθηκε για την προστασία των συνδέσεων)

Τα τελευταία στοιχεία στην καλωδίωση είναι οι συνδέσεις από την ισχύ 5V στο arduino στη θετική στήλη και η γείωση (GND) συνδέεται με την αρνητική στήλη. Υπάρχουν επίσης ράβδοι που τρέχουν κατά μήκος του breadboard που συνδέει τις αρνητικές στήλες μαζί σε κάθε άκρο του πίνακα και τις θετικές στήλες μαζί σε κάθε άκρο του πίνακα.

Πρόσθετα καλώδια για μεγαλύτερη σημείωση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επεκτείνουν την ποσότητα χαλάρωσης που υπάρχει ανάμεσα στο σανίδι και το γάντι ή το ψωμί και τον τρισδιάστατο εκτυπωμένο βραχίονα, εάν χρειάζεται

Βήμα 3: Καλωδίωση και επεξήγηση κώδικα

Η βάση του προγράμματος είναι παρόμοια με το πρόγραμμα περιστροφής κουμπιού στο arduino και λειτουργεί συνολικά ως ποτενσιόμετρο. Οι εύκαμπτοι αισθητήρες στο γάντι στέλνουν σήματα με βάση την αλλαγή της θέσης, όταν τα δάχτυλα στα γάντια μετακινούνται, η αλλαγή της θέσης στέλνει ένα σήμα στο arduino το οποίο στη συνέχεια απαιτεί την αλλαγή του τρισδιάστατου «χεριού» στην ίδια αναλογία.

Μέσα στον κωδικό, τα 3 σερβίς ορίζονται κάτω από τους πείρους 9, 10, 11 Οι αναλογικοί πείροι A0, A1, A2 συνδέουν το ποτενσιόμετρο

Στη ρύθμιση κενού, τα servos είναι προσαρτημένα στις ακίδες

Στη συνέχεια, ο βρόχος κενού αποτελείται από τη χρήση 3 συναρτήσεων analogRead, map, write, and delay

analogRead- διαβάζει την τιμή από τις αναλογικές ακίδες (αυτές που επικοινωνούν στο ποτενσιόμετρο) και δίνει μια τιμή μεταξύ 0 και 1023

Χάρτης- (τιμή, απόLow, fromHigh, toLow, toHigh) η συνάρτηση χάρτη αλλάζει το εύρος τιμών από την τιμή ανάλογης ανάγνωσης από 500, 1000 σε 0, 180 αφού το 0-180 είναι εύρος τιμών που μπορεί να διαβάσει ο σερβο και ονόματα η νέα τιμή κάτω από την πρώτη στη λίστα

servoWrite- το arduino γράφει μια τιμή στο servo και μετακινεί τη θέση του ανάλογα

Καθυστέρηση- Η καθυστέρηση αναγκάζει το πρόγραμμα να περιμένει πριν ξαναβρεί το κύκλωμα

Βήμα 4: Μηχανική δομή τρισδιάστατων τυπωμένων εξαρτημάτων

Επισυνάπτονται τέσσερα αρχεία STL καθώς και εικόνες και βίντεο για καθένα από τα μέρη. Δεν υπάρχει εικόνα της διάταξης των αρχείων, αλλά υπάρχει εικόνα της τρισδιάστατης εκτυπωμένης έκδοσης. Τα τέσσερα διαφορετικά κομμάτια συνδέονται μέσω των 3 σερβο σε κάθε μία από τις αρθρώσεις. Το τμήμα βάσης συνδέεται με τον ώμο μέσω των servos, ο οποίος στη συνέχεια προσαρτάται στο πρώτο αρχείο βραχίονα και, στη συνέχεια, στο δεύτερο αρχείο βραχίονα.

Βήμα 5: Μηχανική κατασκευή γαντιών

Η κατασκευή του γαντιού ήταν αρκετά απλή, οι εύκαμπτοι αισθητήρες ήταν κολλημένοι σε τρία δάχτυλα στο γάντι και τα φερμουάρ χρησιμοποιήθηκαν για να διατηρήσουν τα καλώδια στη θέση τους.

Σημείωση- Διαπιστώθηκε ότι εάν αυτοί οι συγκεκριμένοι εύκαμπτοι αισθητήρες που χρησιμοποιήθηκαν γίνονταν πολύ βρώμικοι, μπορεί να αρχίσει να επηρεάζει τον τρόπο λειτουργίας των εύκαμπτων αισθητήρων, οπότε κομμάτια ταινίας τοποθετήθηκαν πάνω από τους αισθητήρες για να διατηρούνται καθαρά

Πρόσθετη σημείωση- Η κίνηση του τρισδιάστατου βραχίονα μπορεί να είναι λίγο σπασμωδική όταν χρησιμοποιείται μόνο ένα καλώδιο usb που τρέχει στο arduino για να το τροφοδοτήσει, μπορεί να βελτιωθεί συνδέοντας περισσότερη ισχύ μέσω μπαταριών και συνδέοντας τους θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες στις θετικές και αρνητικές στήλες στο breadboard