Braccio robotico controllato da guanto: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Scopo: acquisire esperienza e capacità di risoluzione dei problemi creando un progetto da completare

Contorno: usa un guanto per connetterti tramite un arduino per controllare un "braccio" robotico stampato in 3D. Ciascuno dei giunti sul braccio stampato in 3D ha un servo che si collega al sensore di flessione sul guanto e si muove in proporzione a quanto è flesso il dito.

Passaggio 1: elenco dei materiali

3- resistori da 10k

3 resistori per sensori flessibili

3- servi

tagliere

Arduino Uno

fili

Fascette

Pezzi stampati in 4- 3-D

Ho allegato un link ai materiali esatti che ho usato in modo che potessero essere facilmente cercati anche se non ordini da questi link esatti

3- Resistori da 10k

3 resistori per sensori flessibili

3- servi

Passaggio 2: cablaggio

L'immagine del cablaggio esattamente come l'ho impostato è nel file fritzing. Il cablaggio può essere visto meglio in due parti diverse. 1) Connessioni dalla breadboard e arduino al "braccio" stampato in 3D 2) Connessioni dalla breadboard e arduino al guanto.

Collegamenti del braccio stampato in 3D I fili collegati ai pin 11, 10, 9 e le regioni positiva e negativa sono collegati ai 3 diversi servi. I fili neri sul servo si collegano alle regioni negative, ovvero la colonna negativa sulla breadboard. I fili rossi sul servo si collegano alle regioni positive, ovvero la colonna positiva sulla breadboard. Infine i fili di segnale gialli si collegano all'arduino.

Nella mia configurazione il pin 9 si collega al servo di base ed è controllato dal pollice Nella mia configurazione il pin 10 si collega al servo superiore ed è controllato dal dito medio Nella mia configurazione il pin 11 si collega al servo centrale ed è controllato da il dito indice

2) Connessioni guanti Sono disponibili due connessioni sui sensori flex, dal lato con la linea sottile corre la connessione sia al segnale che al terminale negativo. Il lato con un lato modellato più spesso è una connessione al terminale positivo. Sul lato in cui colleghi il segnale e il filo negativo, collega sia un resistore da 22k che un filo secondario. Il filo va direttamente al terminale negativo attraverso la breadboard. Il resistore si collega con un'estremità al sensore flessibile e l'altra si collega a un filo che va alla breadboard prima di collegarsi ai pin analogici di Arduino. I tre pin analogici che ho usato erano A0, A1, A2. Quindi l'altra connessione del sensore flessibile viene eseguita sulla breadboard e si collega alla colonna positiva sulla breadboard. Sul file fritzing c'è uno schizzo secondario più chiaro che mostra le connessioni positive, negative e di segnale.

(Nota: la maggior parte delle connessioni fisiche dei fili non nella breadboard sono state saldate e l'involucro termoretraibile è stato utilizzato per proteggere le connessioni)

I componenti finali del cablaggio sono i collegamenti dall'alimentazione 5V sull'arduino alla colonna positiva e la massa (GND) si collega alla colonna negativa. Ci sono anche barre che attraversano la breadboard che collegano insieme le colonne negative su entrambe le estremità della scheda e le colonne positive su entrambe le estremità della scheda.

Nota aggiuntiva: è possibile utilizzare fili più lunghi per estendere la quantità di gioco disponibile tra la breadboard e il guanto o la breadboard e il braccio stampato in 3D, se necessario

Passaggio 3: cablaggio e spiegazione del codice

La base del programma è simile al programma di rotazione della manopola in arduino e funziona complessivamente come potenziometro. I sensori di flessione sul guanto inviano segnali in base al cambio di posizione, quando le dita sui guanti si muovono il cambio di posizione invia un segnale all'arduino che quindi richiede che la "mano" stampata in 3D cambi nella stessa proporzione.

All'interno del codice i 3 servi sono definiti sotto i pin 9, 10, 11 I pin analogici A0, A1, A2 collegano il potenziometro

Nella configurazione void i servi sono attaccati ai perni

Quindi il loop void consiste nell'usare 3 funzioni analogRead, map, write e delay

analogRead- legge il valore dai pin analogici (quelli che comunicano al potenziometro) e fornisce un valore compreso tra 0 e 1023

Map- (value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) la funzione map cambia l'intervallo di valori dal valore di lettura analogico da 500, 1000 a 0, 180 poiché 0-180 sono intervalli di valori che il servo può leggere e nomi il nuovo valore sotto il primo della lista

servoWrite- l'arduino scrive un valore sul servo e sposta la sua posizione di conseguenza

Ritardo: il ritardo fa sì che il programma attenda prima di ripetere il ciclo

Passaggio 4: Struttura meccanica delle parti stampate in 3D

Ci sono quattro file STL allegati, nonché immagini e video di ciascuna delle parti. Non c'è un'immagine dell'assemblaggio dei file ma c'è un'immagine della versione stampata in 3D. I quattro diversi pezzi sono collegati tramite i 3 servi a ciascuno dei giunti. La parte di base si collega alla spalla tramite i servi che viene poi attaccata alla prima lima del braccio, e infine alla seconda lima del braccio.

Passaggio 5: Costruzione meccanica del guanto

La costruzione del guanto era abbastanza semplice, i sensori di flessione sono stati incollati a caldo su tre dita del guanto e sono state utilizzate fascette per mantenere i fili in posizione.

Nota: è stato riscontrato che se questi particolari sensori flessibili utilizzati diventano troppo sporchi, può iniziare a influenzare il funzionamento dei sensori flessibili, quindi sono stati posizionati pezzi di nastro sui sensori per mantenerli puliti

Nota aggiuntiva: il movimento del braccio 3-D può essere un po' a scatti quando viene utilizzato solo un cavo USB che collega l'arduino per alimentarlo, può essere migliorato collegando più alimentazione tramite le batterie e collegando i terminali positivo e negativo alle colonne positive e negative sulla breadboard