Braç robòtic controlat per Glove: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Finalitat: Obtenir experiència i habilitats per a la resolució de problemes creant un projecte per completar

Esquema: utilitzeu un guant per connectar-vos a través d'un arduino per controlar un "braç" imprès robotitzat en 3D. Cadascuna de les articulacions del braç imprès en 3D té un servo que es connecta al sensor de flexió del guant i es mou en proporció a la distància que té el dit flexionat.

Pas 1: llista de materials

3- 10k resistències

3- resistències de sensor flex

3- servos

Taula de pa

Arduino Uno

Filferros

Tirants

Peces impreses en 3D

He adjuntat enllaços als materials exactes que he utilitzat perquè es puguin cercar fàcilment fins i tot si no feu una comanda d’aquests enllaços exactes

3- 10k resistències

3- resistències de sensors flexibles

3- servos

Pas 2: cablejat

La imatge del cablejat exactament tal com la tinc configurada es troba al fitxer fritzing. El cablejat es pot mirar millor en dues parts diferents. 1) Connexions des de la placa d’arduino i l’arduino al “braç” imprès en 3-D 2) Connexions de la placa d’arduino i l’arduino al guant.

Connexions de braços impresos en 3D Els cables connectats als passadors 11, 10, 9, així com a les regions positives i negatives, estan connectats als 3 servos diferents. Els cables negres del servo es connecten a les regions negatives, és a dir, a la columna negativa de la placa de control. Els cables vermells del servo es connecten a les regions positives, és a dir, a la columna positiva de la placa de control. Finalment, els cables de senyal groc es connecten a l'arduino.

A la meva configuració, el pin 9 es connecta al servo base i el controla el polze. A la configuració, el pin 10 es connecta al servo superior i es controla amb el dit central. A la meva configuració, el pin 11 es connecta al servo central i està controlat per el dit punter

2) Connexions de guants Hi ha dues connexions disponibles als sensors de flexió, al costat de la línia fina s'executa la connexió tant al senyal com al terminal negatiu. El costat amb un costat estampat més gruixut és una connexió amb el terminal positiu. Al costat on connecteu el cable negatiu i de senyal connecteu tant una resistència de 22 k com un cable secundari. El cable passa directament cap al terminal negatiu a través de la placa. La resistència es connecta amb un extrem al sensor de flexió i l’altra es connecta a un cable que s’executa a la placa abans de connectar-se a l’arduino analògic en pins. Els tres pins analògics que vaig utilitzar eren A0, A1, A2. A continuació, l’altra connexió del sensor de flexió s’executa a la placa de configuració i es connecta a la columna positiva de la placa de control. Al fitxer fritzing hi ha un esbós secundari més clar que mostra les connexions positives, negatives i de senyal.

(Nota: la majoria de les connexions físiques dels cables que no es troben a la placa es van soldar i es va utilitzar un embolcall retràctil per protegir les connexions)

Els components finals del cablejat són les connexions de l’alimentació de 5V de l’arduino a la columna positiva i la terra (GND) es connecta a la columna negativa. També hi ha barres que travessen la taula de connexions que connecten les columnes negatives entre tots dos extrems del tauler i les columnes positives juntes a tots dos extrems del tauler.

Nota addicional: es poden utilitzar cables més llargs per ampliar la quantitat de joc disponible entre la taula de pa i el guant o la taula de pa i el braç imprès en 3-D si cal

Pas 3: Explicació del cablejat i del codi

La base del programa és similar al programa de gir de perilla en arduino i funciona en general com a potenciòmetre. Els sensors de flexió del guant envien senyals basats en el canvi de posició, quan els dits dels guants mouen el canvi de posició envia un senyal a l’arduino que demana que la "mà" impresa en 3-D canviï en la mateixa proporció.

Dins del codi es defineixen els 3 servos sota els pins 9, 10, 11 Els pins analògics A0, A1, A2 connecten el potenciòmetre

A la configuració buida, els servos estan units als pins

A continuació, el bucle buit consisteix en utilitzar 3 funcions analogRead, map, write, i delay

analogRead: llegeix el valor dels pins analògics (els que comuniquen al potenciòmetre) i dóna un valor entre 0 i 1023

Mapa- (valor, des de baix, des d’alt, baix, fins alt) la funció de mapa canvia l’interval de valors del valor de lectura analògic de 500, 1000 a 0, 180, ja que 0-180 són rangs de valors que el servo pot llegir i noms el valor nou a sota del primer de la llista

servoWrite: l'arduino escriu un valor al servo i mou la seva posició en conseqüència

Retard: el retard fa que el programa esperi abans de tornar a fer un bucle

Pas 4: Estructura mecànica de les peces impreses en 3D

Hi ha quatre fitxers STL adjunts, així com imatges i vídeos de cadascuna de les parts. No hi ha una imatge del conjunt dels fitxers, però sí una imatge de la versió impresa en 3D. Les quatre peces diferents es connecten a través dels 3 servos a cadascuna de les juntes. La part de la base es connecta a l'espatlla a través dels servos que després s'adjunta al primer fitxer del braç i, finalment, al segon fitxer del braç.

Pas 5: Construcció mecànica del guant

La construcció del guant era bastant senzilla, els sensors de flexió s’enganxaven en calent a tres dits del guant i s’utilitzaven tirants per mantenir els cables al seu lloc.

Nota: es va comprovar que si aquests sensors de flexió que s’utilitzaven s’embruten massa, pot començar a afectar el funcionament dels sensors de flexió, de manera que es col·loquen trossos de cinta sobre els sensors per mantenir-los nets.

Nota addicional: el moviment del braç tridimensional pot ser una mica desigual quan només s’utilitza un cable USB que s’executa a l’arduino per alimentar-lo, es pot millorar connectant més potència a través de les bateries i connectant els terminals positiu i negatiu a les columnes positives i negatives de la taula de treball