Robot di telepresenza: piattaforma di base (parte 1): 23 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

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Un robot di telepresenza è un tipo di robot che può essere controllato da remoto su Internet e funzionare come surrogato di qualcun altro da qualche altra parte. Ad esempio, se sei a New York, ma vuoi interagire fisicamente con un team di persone in California, potresti chiamare un robot di telepresenza in California e fare in modo che il robot sia il tuo sostituto. Questa è la prima parte di un sette -part serie di istruzioni. Nei prossimi due istruttori costruiremo la piattaforma robot elettromeccanica di base. Questa piattaforma sarà successivamente arricchita con sensori ed elettronica di controllo aggiuntiva. Questa base è centrata attorno a una scatola di plastica che fornisce struttura e offre spazio interno per riporre l'elettronica. Il design utilizza due ruote motrici centrali collegate a servi continui che gli consentono di andare avanti, indietro e ruotare in posizione. Per evitare che si ribalti da un lato all'altro, incorpora due alianti per sedia in metallo. Il tutto è controllato da un Arduino. Per saperne di più sugli argomenti trattati in questa serie di progetti, controlla la classe Robot, la classe Elettronica e la classe Arduino.

Passaggio 1: materiali

Poiché si tratta di un progetto in due parti, ho incluso tutte le parti in un unico elenco. Le parti per la seconda metà verranno ripetute in quella lezione. Avrai bisogno di: (x2) servi a rotazione continua (x1) servo standard (x1) Arduino (x1) 4 x portabatterie AA (x1) 2 x portabatterie AA (x6) Batteria AA (x1) Spina di alimentazione tipo M (x2) Ruote piroettanti (x1) Scatola di plastica (x1) Selfie stick (x1) Flangia piastra da soffitto da 1/2" (x1) Appendiabiti in metallo (x2) 1/4-20 x 7/8" per 1-1/4" base cursori (x4) 1/4-20 dadi (x1) Tubo termoretraibile assortito (x1) Fascette assortite

Passaggio 2: forare il corno del servo

Allarga i fori più esterni dei due servi a rotazione continua con una punta da 1/8.

Passaggio 3: segna e fora

Centrare la squadretta del servo su uno dei mozzi della ruota da 3 e segnare i fori di fissaggio del servo. Praticare questi segni con una punta da trapano da 1/8'. Ripetere per la seconda ruota.

Passaggio 4: allegare

Fissare le ruote alle rispettive squadrette del servo e tagliare via le code in eccesso della fascetta.

Passaggio 5: collegare i motori

Usando i fori di montaggio del motore, lega saldamente con la cerniera i due servi continui uno dietro l'altro in modo che siano speculari. Questa configurazione può sembrare semplice, ma in realtà è una trasmissione piuttosto robusta per il robot.

Passaggio 6: segnare le aperture delle ruote

Dobbiamo tagliare due rettangoli al centro del coperchio per far passare le ruote. Trova il centro del coperchio del tupperware disegnando una X da un angolo all'altro. Il punto in cui questa X si interseca è il punto centrale. Dal centro, misura 1-1/4" verso uno dei bordi più lunghi e fai un segno. Specchialo sul lato opposto. Quindi misura 1-1/2" su e giù dai segni centrali e segna queste misurazioni come bene. Infine, misura 1-1 / 2 "verso il bordo lungo da ciascuno dei segni interni e fai tre segni esterni per delineare il bordo esterno delle linee di taglio. Si prega di notare che non mi sono preoccupato di segnare queste misure perché si sono allineati perfettamente con il trogolo nel coperchio per il bordo della scatola. Dovresti essere lasciato con un contorno di due scatole da 1-1/2 "x 3". Queste saranno per le ruote.

Passaggio 7: tagliare le aperture

Usando i segni come guida, taglia due aperture per ruote rettangolari da 1-1/2" x 3" usando un taglierino o una lama simile.

Passaggio 8: segna e fora

Posiziona il gruppo motore al centro del coperchio in modo che le ruote siano centrate all'interno dei due fori rettangolari e non tocchino nessuno dei bordi. Una volta che sei sicuro di aver ottenuto il corretto posizionamento delle ruote, fai un segno su ciascun lato di ciascuno dei motori. Questo servirà come guide di perforazione per i fori che verranno utilizzati per legare i motori al coperchio. Una volta fatti i segni, praticare ciascuno di questi fori con una punta da trapano da 3/16.

Passaggio 9: collegare le ruote motrici

Fissare saldamente i servomotori al coperchio utilizzando i fori di montaggio appropriati. Tagliare via le code delle fascette in eccesso. Avendo montato i motori al centro del robot, abbiamo creato un robusto gruppo di azionamento. Il nostro robot non solo potrà andare avanti e indietro, ma anche girare in entrambe le direzioni. Infatti, non solo il robot può virare a sinistra oa destra variando la velocità dei motori durante la guida, ma può anche ruotare in posizione. Ciò si ottiene ruotando i motori alla stessa velocità in direzioni opposte. Grazie a questa capacità, il robot può navigare in spazi ristretti.

Passaggio 10: preparare i cursori

Preparare i cursori infilando dadi 1/4-20 circa a metà dei perni filettati. Questi cursori vengono utilizzati per livellare il robot e potrebbe essere necessario regolarli in seguito per consentire al robot di guidare senza intoppi senza ribaltarsi.

Passaggio 11: forare e collegare i cursori

Circa 1-1/2" verso l'interno da ciascuno dei bordi corti della scatola, fare un segno al centro. Praticare questi segni con una punta da trapano da 1/4". Inserire i cursori attraverso i fori e fissarli con 1/4". -20 dadi. Servono a mantenere il robot in equilibrio. Non dovrebbero essere così alti da impedire alle ruote motrici di entrare in contatto con la superficie del terreno, né così bassi da far oscillare il robot avanti e indietro. Probabilmente dovrai regolare l'altezza di questi quando inizi a vedere come funziona il tuo robot.

Passaggio 12: il circuito

Il circuito è abbastanza semplice. Consiste di due servi a rotazione continua, un servo standard, un Arduino e un alimentatore da 9 V. L'unica parte difficile di questo circuito è in realtà l'alimentatore da 9 V. Piuttosto che essere un unico portabatteria, è in realtà un portabatteria da 6V e 3V in serie per crearne uno da 9V. Il motivo per cui questo viene fatto è che i servi hanno bisogno di una fonte di alimentazione da 6 V e Arduino ha bisogno di una fonte di alimentazione da 9 V. Per fornire alimentazione a entrambi, stiamo collegando un filo al punto in cui le alimentazioni da 6 V e 3 V sono saldate insieme. Questo filo fornirà 6V ai motori, mentre il filo rosso che esce dall'alimentazione a 3V, è in realtà l'alimentazione a 9V richiesta da Arduino. Condividono tutti lo stesso terreno. Questo può sembrare molto confuso, ma se guardi attentamente vedrai che in realtà è abbastanza semplice.

Passaggio 13: cavi di alimentazione e di terra

Nel nostro circuito la connessione di alimentazione a 6 V deve essere divisa in tre modi e la connessione di terra deve essere divisa in quattro modi. Per fare ciò, salderemo tre fili rossi a nucleo solido a un singolo filo rosso a nucleo solido. Salderemo anche un solido filo nero con nucleo a quattro fili neri con nucleo solido.

Utilizziamo cavi a nucleo solido perché in gran parte devono essere inseriti nelle prese del servo.

Per iniziare, taglia il numero appropriato di fili e spela un po' di isolamento a un'estremità di ciascuno.

Attorcigliare le estremità dei fili.

Saldare questa connessione.

Infine, fai scivolare un pezzo di tubo termoretraibile sulla connessione e scioglilo in posizione per isolarlo.

Ora hai saldato due cablaggi.

Passaggio 14: collegamento del cablaggio

Saldare insieme il filo rosso dal supporto della batteria 4 X AA, il filo nero dal supporto della batteria 2 X AA e il singolo filo rosso dal cablaggio di alimentazione. Isolare questa connessione con un tubo termoretraibile. Questo servirà come connessione di alimentazione a 6 V per i servi. Successivamente, saldare il filo nero dal supporto della batteria 4 X AA al singolo filo nero dal cablaggio di terra. Isolare anche questo con un tubo termoretraibile. Ciò fornirà una connessione a terra per l'intero circuito.

Passaggio 15: collegare la spina di alimentazione

Svitare il coperchio di protezione dalla spina e far scorrere il coperchio su uno dei fili neri del cablaggio in modo che possa essere riavvolto in un secondo momento. Saldare il filo nero al terminale esterno della spina. Saldare un 6 filo rosso solido al terminale centrale della spina. Riavvolgere il coperchio sulla spina per isolare i collegamenti.

Passaggio 16: effettuare la connessione a 9V

Saldare l'altra estremità del cavo rosso collegato alla spina di alimentazione al filo rosso del pacco batteria e isolarlo con un tubo termoretraibile.

Passaggio 17: montare i portabatteria

Posizionare i portabatterie su un lato del coperchio della scatola e segnare i loro fori di montaggio con un pennarello indelebile. Praticare questi segni con una punta da trapano da 1/8 . Infine, fissare i portabatterie al coperchio usando 4-40 bulloni a testa piatta e noccioline.

Passaggio 18: programma Arduino

Il seguente codice di test Arduino consentirà al robot di guidare avanti, indietro, a sinistra e a destra. È progettato esclusivamente per verificare la funzionalità dei servomotori continui. Continueremo a modificare ed espandere questo codice man mano che il robot avanza.

/*

Robot di telepresenza - Codice di prova delle ruote motrici Codice che verifica la funzionalità avanti, indietro, destra e sinistra della base del robot di telepresenza. */ // Include la libreria servo #include // Indica ad Arduino che ci sono servi continui Servo ContinuousServo1; Servo ContinuoServo2; void setup() { // Collega i servi continui ai pin 6 e 7 ContinuousServo1.attach(6); ContinuousServo2.attach(7); // Avvia i servi continui in una posizione di pausa // se continuano a girare leggermente, // cambia questi numeri finché non si fermano ContinuousServo1.write(94); ContinuousServo2.write(94); } void loop() { // Scegli un numero casuale tra 0 e 3 int range = random(4); // Cambia le routine in base al numero casuale appena selezionato switch (range) { //Se è selezionato 0 gira a destra e fai una pausa per un secondo caso 0: right(); ritardo (500); stopDriving(); ritardo(1000); rottura; //Se viene selezionato 1 gira a sinistra e fai una pausa per un secondo caso 1: left(); ritardo (500); stopDriving(); ritardo(1000); rottura; //Se viene selezionato 2 vai avanti e metti in pausa per un secondo caso 2: forward(); ritardo (500); stopDriving(); ritardo(1000); rottura; //Se viene selezionato 3 torna indietro e fermati per un secondo caso 3: indietro(); ritardo (500); stopDriving(); ritardo(1000); rottura; } // Pausa per un millisecondo per la stabilità del codice delay(1); } // Funzione per interrompere la guida void stopDriving() { ContinuousServo1.write(94); ContinuousServo2.write(94); } // Funzione per andare avanti void forward(){ ContinuousServo1.write(84); ContinuousServo2.write(104); } // Funzione per guidare all'indietro void back(){ ContinuousServo1.write(104); ContinuousServo2.write(84); } // Funzione per guidare a destra void right(){ ContinuousServo1.write(104); ContinuousServo2.write(104); } // Funzione per guidare left void left(){ ContinuousServo1.write(84); ContinuousServo2.write(84); }

Passaggio 19: collegare l'Arduino

Posiziona Arduino ovunque, sul fondo della scatola. Segna entrambi i fori di montaggio di Arduino e fai un altro segno appena fuori dal bordo della scheda adiacente a ciascuno dei fori di montaggio. Fondamentalmente, stai facendo due fori per legare la scheda Arduino alla scatola di plastica. Pratica tutti questi segni. Usa i fori per legare Arduino all'interno della scatola. Come al solito, taglia via le code in eccesso della fascetta.

Passaggio 20: collegare i cavi

Ora è il momento di collegare finalmente tutto insieme. Inserire i fili rossi da 6V nella presa del servomotore che corrisponde al suo filo rosso. Inserire i fili di terra nella corrispondente presa del filo nero. Collegare un filo solido verde da 6 alla presa che si allinea con il filo bianco. Collegare l'altra estremità di uno dei fili verdi al pin 6 e l'altro al pin 7. Infine, collegare la spina di alimentazione da 9 V al jack a botte di Arduino.

Passaggio 21: inserire le batterie

Inserisci le batterie nei portabatterie. Tieni presente che le ruote inizieranno a girare quando lo fai.

Passaggio 22: fissare il coperchio

Metti il coperchio e chiudilo bene. Ora dovresti avere una piattaforma robot molto semplice che va avanti, indietro, a sinistra e a destra. Lo approfondiremo ulteriormente nelle prossime lezioni.

Passaggio 23: risoluzione dei problemi

Se non funziona, controlla il cablaggio rispetto allo schema. Se non funziona ancora, ricarica il codice. Se anche questo non funziona, controlla se la luce verde su Arduino è accesa. In caso contrario, procurati nuove batterie. Se funziona per lo più, ma non si ferma completamente tra i movimenti, è necessario regolare l'assetto. In altre parole, il punto zero sul motore non è configurato perfettamente, quindi non ci sarà mai una posizione neutra che lo metterà in pausa. Per risolvere questo problema, aggiustare il piccolo terminale a vite nella parte posteriore del servo e modificarlo molto delicatamente finché il motore non smette di girare (mentre è in pausa). Questo potrebbe richiedere un momento per diventare semplicemente perfetto. Nella prossima istruzione della serie collegheremo un supporto per telefono servo-regolabile.