Tikisa Mkono Wako Kudhibiti Mkono wa Roboti wa OWI Hakuna Kamba Zilizoshirikishwa: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

WAZO:

Kuna angalau miradi mingine 4 kwenye Instructables.com (kuanzia Mei 13, 2015) karibu kubadilisha au kudhibiti Arm Robotic Arm. Haishangazi, kwa kuwa ni kitanda kizuri sana na cha bei rahisi cha kucheza nacho. Mradi huu ni sawa kwa roho (yaani, dhibiti Arm Robotic na Arduino), lakini tofauti katika njia hiyo. [video]

Wazo ni kuwa na uwezo wa kudhibiti mkono wa Robotic bila kutumia ishara. Pia, nilijaribu kuweka marekebisho ya mkono wa Robotic kwa kiwango cha chini, kwa hivyo bado inaweza kutumika na mtawala wa asili.

Sauti rahisi.

Kilichoishia kuwa mradi wa sehemu tatu:

1. Kinga iliyofungwa sensorer za kutosha kudhibiti LED na motors 5
2. Kifaa cha transmitter cha Arduino Nano kukubali amri za kudhibiti kutoka kwa glavu na kuituma bila waya kwa kifaa cha Mdhibiti wa Arm
3. Mpokeaji wa waya wa Arduino Uno-msingi na kifaa cha kudhibiti magari kilichounganishwa na mkono wa Roboti wa OWI

VIPENGELE

1. Msaada kwa digrii 5 za Uhuru (DOF) na LED
2. Kitufe Kubwa Nyekundu - kuacha mara moja motors kwenye mkono kuzuia uharibifu
3. Ubunifu wa msimu wa kubeba

Kwa watumiaji wa rununu: "video ya uendelezaji" ya mradi huu iko kwenye YouTube hapa.

Hatua ya 1: Sehemu

PAMOZI:

Utahitaji yafuatayo kujenga kidhibiti glavu:

1. Isotoner Smartouch Tech Stretch Stitched Glove (au sawa) - kwenye Amazon.com
2. Spectra Symboflex Sensor 2.2 "- kwenye Amazon.com
3. GY-521 6DOF MPU6050 3 Axis Gyroscope + Module ya Accelerometer - kwenye Fasttech.com
4. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - kwenye Phoenixent.com
5. 2X5 IDC SOCKET-RECEPTACLE - kwenye Phoenixent.com
6. KABATI YA FLAT RIBBON Kondakta 10.050 "Lami - kwenye Phoenixent.com
7. 2 x 5mm LEDs - Kijani na Njano
8. 2 x Vifungo Vidogo
9. Vipinga, waya, sindano, uzi mweusi, bunduki ya gundi, bunduki ya kutengeneza, solder, nk.

KIWANDA CHA UWASILIASHARA:

1. Arduino Sambamba Nano v3.0 ATmega328P-20AU Bodi - kwenye Fasttech.com
2. nRF24L01 + 2.4GHz Transceiver isiyo na waya Arduino Sambamba - kwenye Amazon.com
3. Gymboss WRISTBAND - kwenye Amazon.com
4. Uchunguzi wa Sanduku la Sanduku la Batri la 9V na Uongozi wa waya ON / OFF switch - kwenye Amazon.com
5. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - kwenye Phoenixent.com
6. 9v betri
7. 47uF (50v) capacitor
8. Resistors, waya, bunduki ya gundi, bunduki ya soldering, solder, nk.

BOKSI LA UDHIBITI WA ROBOTIC ARM:

1. Arduino Sambamba Uno R3 Rev3 Bodi ya Maendeleo - kwenye Fasttech.com
2. Mfano Shield DIY KIT ya Arduino (au sawa) - kwenye Amazon.com
3. nRF24L01 + 2.4GHz Transceiver isiyo na waya Arduino Sambamba - kwenye Amazon.com
4. 3 x L293D 16-pini Dereva Jumuishi ya Mzunguko wa IC - kwenye Fasttech.com
5. 1 x SN74HC595 74HC595 8-Bit Shift Rejista na Sajili za Pato la Jimbo 3 DIP16 - kwenye Amazon.com
6. 47uF (50v) capacitor
7. Sanduku la Arduino - kwenye Amazon.com
8. Washa / Zima swichi
9. Vifungo 2 x 13mm (kofia moja Nyekundu na moja ya Kijani)
10. 2 x 2X7 BOX HEADER STRAIGHT - sawa na hapo juu kwenye Phoenixent.com
11. KABATI YA FLAT RIBBON 14 Kondakta.050 "Lami - sawa na hapo juu kwenye Phoenixent.com
12. 9v betri + clip-on kontakt
13. Resistors, waya, bunduki ya gundi, bunduki ya soldering, solder, nk.

… na bila shaka:

OWI Robotic Arm Edge - mkono wa Robot - OWI-535 - kwenye Adafruit.com

Hatua ya 2: KUTETEA

Ninashauri sana kuiga kila vifaa vya mtawala kabla ya kuuza viunga vyote pamoja.

Mradi huu unatumia vifaa vichache vyenye changamoto:

nRF24L01

Ilinichukua muda kufanya nRF24 mbili ziongee. Inavyoonekana sio Nano, au Uno haitoi nguvu ya kutosha ya 3.3v ili moduli zifanye kazi kila wakati. Suluhisho katika kesi yangu lilikuwa 47uF capacitor kwenye pini za nguvu kwenye moduli zote za nRF24. Pia kuna quirks chache na kutumia maktaba ya RF24 katika njia za IRQ na zisizo za IRQ, kwa hivyo napendekeza kusoma mifano kwa uangalifu.

Rasilimali kadhaa kubwa:

nRF24L01 Ultra low power 2.4GHz RF Transceiver IC Bidhaa Ukurasa

Ukurasa wa maktaba ya Dereva ya RF24

Kujiuliza tu nRF24 + arduino itatoa viungo vingi. Inafaa kutafakari

USAJILI WA SHIFT 74HC595

Haishangazi kuwa na udhibiti wa motors 5, LED, vifungo viwili na moduli isiyo na waya niliishiwa pini kwenye Uno haraka sana. Njia inayojulikana ya "kupanua" hesabu yako ya pini ni kutumia rejista ya mabadiliko. Kwa kuwa nRF24 ilikuwa tayari ikitumia kiolesura cha SPI, niliamua kutumia SPI kwa programu ya sajili ya mabadiliko pia (kwa kasi na kuokoa pini) badala ya kazi ya shiftout (). Kwa mshangao wangu ilifanya kazi kama haiba kutoka mara ya kwanza. Unaweza kuiangalia katika mgawo wa pini na kwenye michoro.

Breadboard na waya za kuruka ni marafiki wako.

Hatua ya 3: GLOVE

ARM ya Roboti ya OWI ina vitu 6 vya kudhibiti (Picha ya Mkondo wa Roboti ya OWI)

1. LED iko kwenye GRIPPER ya kifaa
2. GRIPPER
3. WRIST
4. ELBOW - ni sehemu ya mkono wa roboti ulioshikamana na WRIST
5. MFUPA ni sehemu ya mkono wa roboti uliowekwa kwenye BASE
6. Msingi

Kinga imeundwa kudhibiti LED ya Robotic Arm na motors zote 5 (Digrii za Uhuru).

Nina sensorer za kibinafsi zilizowekwa alama kwenye picha na maelezo hapa chini:

1. GRIPPER inadhibitiwa na vifungo vilivyo kwenye kidole cha kati na pinky. Gripper imefungwa kwa kubonyeza index na vidole vya kati pamoja. Gripper inafunguliwa kwa kubonyeza pete na pinky pamoja.
2. WRIST inadhibitiwa na kontena inayoweza kubadilika kwenye kipata faharisi. Kukunja kidole nusu njia hufanya mkono kwenda chini, na kuukunja kwa njia yote hufanya mkono kwenda juu. Kuweka kidole cha moja kwa moja kunasimamisha mkono.
3. ELBOW inadhibitiwa na accelerometer - kugeuza mitende juu na chini inasonga kiwiko juu na chini mtawaliwa
4. KIJANI kinadhibitiwa na accelerometer - kuinamisha kiganja upande wa kulia na kushoto (sio kichwa chini hata hivyo!) Inasonga bega juu na chini mtawaliwa
5. BASE inadhibitiwa na accelerometer pia, sawa na bega - kuinamisha kiganja kulia na kushoto njia yote chini (kiganja kinatazama juu) inasonga msingi kulia na kushoto mtawaliwa.
6. LED kwenye gripper imewashwa / imezimwa kwa kubonyeza vifungo vyote vya kudhibiti gripper pamoja.

Majibu yote ya kitufe yamecheleweshwa na 1/4 ya sekunde ili kuepuka jitter.

Kukusanya glove inahitaji soldering na kushona mengi. Kimsingi ni kuambatisha tu vifungo 2, kontena linaloweza kubadilika, moduli ya Accel / Gyro kwenye kitambaa cha glavu na kusambaza waya kwenye sanduku la kontakt.

LED mbili kwenye sanduku la unganisho ni:

1. KIJANI - kuwasha
2. NJANO - huangaza wakati data inapelekwa kwenye sanduku la kudhibiti mkono.

Hatua ya 4: BOKSI LA KUPITISHA

Sanduku la kusambaza kimsingi ni Arduino Nano, moduli ya waya isiyo na waya ya nRF24, kontakt rahisi ya waya na vipinga 3: 2 vuta-chini 10 kOhm resistors kwa vifungo vya kudhibiti gripper kwenye glavu, na mgawanyiko wa voltage 20 kOhm resistor kwa sensorer inayodhibiti mkono.

Kila kitu kimeuzwa pamoja kwenye bodi ya vero. Kumbuka kuwa nRF24 "inaning'inia" juu ya Nano. Nilikuwa na wasiwasi kwamba hii inaweza kusababisha kuingiliwa, lakini inafanya kazi.

Kutumia betri ya 9v hufanya sehemu ya kamba kuwa kubwa, lakini sikutaka kuchafua na betri za LiPo. Labda baadae.

Tafadhali angalia hatua ya mgawo wa pini kwa maagizo ya kuuza

Hatua ya 5: BOKSI LA UDHIBITI WA SILAHA

Sanduku la kudhibiti mkono linategemea Arduino Uno. Inapokea amri kutoka kwa glavu bila waya kupitia moduli ya nRF24, na inadhibiti mkono wa OWI Robotoc kupitia chips za dereva 3 L293D.

Kwa kuwa karibu pini zote za Uno zilitumika, kuna waya nyingi ndani ya sanduku - haifungi kabisa!

Kwa muundo, sanduku linaanza katika hali ya OFF (kama kitufe cha redstop kimeshinikizwa), ikimpa mwendeshaji muda wa kuweka glavu na kujiandaa. Mara tu tayari, mwendeshaji anashinikiza kitufe kijani, na unganisho kati ya glavu na sanduku la kudhibiti inapaswa kuanzishwa mara moja (kama inavyoonyeshwa na taa ya manjano kwenye glavu na LED nyekundu kwenye sanduku la kudhibiti).

KUUNGANISHA NA OWI

Uunganisho kwa mkono wa roboti unafanywa kupitia kichwa 14 cha safu mbili za pini (kulingana na picha hapo juu) kupitia kebo 14 ya waya.

• Uunganisho wa LED ni kwa ardhi ya kawaida (-) na pini ya arduino A0 kupitia kontena la 220 Ohm
• Waya zote za gari zimeunganishwa na pini za L293D 3/6, au 11/14 (+/- mtawaliwa). Kila L293D inasaidia motors 2, kwa hivyo jozi mbili za pini.
• Laini za Nguvu za OWI zimesalia kushoto (+ 6v) na pini za kulia (GND) za kiunganishi cha pini 7 nyuma ya juu ya manjano. (Unaweza kuona waya zilizowekwa kwenye picha hapo juu). Hizi mbili zimeunganishwa na pini 8 (+) na 4, 5, 12, 13 (GND) kwenye L293D zote tatu.

Tafadhali angalia sehemu iliyobaki ya pini katika hatua inayofuata

Hatua ya 6: AJIRA YA PIN

NANO:

• 3.3v - 3.3v kwa nRF24L01 chip (pini 2)
• 5v - 5v kwa bodi ya Accelerometer, vifungo, sensor rahisi
• a0 - pembejeo rahisi ya kupinga
• a1 - njano "comms" udhibiti wa LED
• a4 - SDA kwa accelerometer
• a5 - SCL kwa accelerometer
• d02 - nRF24L01 chip Usumbufu pini (pini 8)
• d03 - ingiza kitufe cha gripper wazi
• d04 - ingiza kifungo cha gripper
• d09 - SPI CSN siri kwa nRF24L01 chip (pin 4)
• d10 - SPI CS siri kwa nRF24L01 chip (pin 3)
• d11 - SPI MOSI kwa nRF24L01 chip (pini 6)
• d12 - SPI MISO kwa nRF24L01 chip (pini 7)
• d13 - SPI SCK kwa chipu ya nRF24L01 (pini 5)
• Vin - 9v +
• GND - ardhi ya kawaida

UNO:

• 3.3v - 3.3v kwa nRF24L01 chip (pini 2)
• 5v - 5v kwa vifungo
• Vin - 9v +
• GND - ardhi ya kawaida
• a0 - Wrist LED +
• a1 - SPI SS siri ya Shift Daftari Chagua - kubandika 12 kwenye Daftari la Shift
• pembejeo ya a2 - RED
• a3 - Uingizaji wa kitufe cha KIJANI
• a4 - msingi wa mwelekeo kulia - pini 15 kwenye L293D
• a5 - comms iliyoongozwa
• d02 - nRF24L01 IRQ ingizo (pini 8)
• d03 - wezesha msingi servo (pwm) pin 1 au 9 kwenye L293D
• d04 - msingi wa mwelekeo kushoto - pini 10 kwenye L293D husika
• d05 - wezesha servo ya bega (pwm) pini 1 au 9 kwenye L293D
• d06 - wezesha servo ya kijiko (pwm) pini 1 au 9 kwenye L293D
• d07 - SPI CSN siri kwa nRF24L01 chip (pin 4)
• d08 - SPI CS pin kwa nRF24L01 chip (pin 3)
• d09 - wezesha servo ya mkono (pwm) pini 1 au 9 kwenye L293D
• d10 - wezesha gripper servo (pwm) pin 1 au 9 kwenye L293D
• d11 - SPI MOSI kwa nRF24L01 chip (pin 6) na kubandika 14 kwenye Rejista ya Shift
• d12 - SPI MISO kwa nRF24L01 chip (pini 7)
• d13 - SPI SCK kwa nRF24L01 chip (pin 5) na kubandika 11 kwenye Daftari la Shift

USAJILI WA SHIFT NA L293D:

• piga QA (15) ya 74HC595 kubandika 2 ya L293D # 1
• piga QB (1) ya 74HC595 kubandika 7 ya L293D # 1
• piga QC (2) ya 74HC595 kubandika 10 ya L293D # 1
• piga QD (3) ya 74HC595 kubandika 15 ya L293D # 1
• piga QE (4) ya 74HC595 kubandika 2 ya L293D # 2
• piga QF (5) ya 74HC595 kubandika 7 ya L293D # 2
• piga QG (6) ya 74HC595 kubandika 10 ya L293D # 2
• piga QH (7) ya 74HC595 kubandika 15 ya L293D # 2

Hatua ya 7: MAWASILIANO

Glove hutuma kaiti 2 za data kwenye sanduku la kudhibiti mara 10 kwa sekunde au wakati wowote ishara kutoka kwa sensorer moja inapokelewa.

Baiti 2 zinatosha kwa vidhibiti 6 kwa sababu tunahitaji tu kutuma:

• Washa / ZIMA kwa LED (1 kidogo) - Kwa kweli nilitumia bits 2 kuwa sawa na motors, lakini moja ni ya kutosha
• OFF / RIGHT / LEFT kwa motors 5: 2 bit kila = 10 bits

Jumla ya bits 11 au 12 ni ya kutosha.

Nambari za mwelekeo:

• OFF: 00
• KULIA: 01
• KUSHOTO: 10

Neno la kudhibiti linaonekana kama hii (busara kidogo):

Baiti 2 ---------------- Byte 1 ----------------

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 LED- M5-- M4-- M3-- M2-- M1--

• M1 - mtego
• M2 - mkono
• M3 - kiwiko
• M4 - bega
• M5 - msingi

Byte 1 inaweza kulishwa kwa urahisi moja kwa moja kwenye rejista ya mabadiliko, kwani udhibiti ni mwelekeo wa kulia / kushoto wa motors 1 hadi 4.

Muda wa muda wa sekunde 2 umewezeshwa kwa mawasiliano. Ikiwa muda wa kuisha unatokea, gari zote zinasimamishwa kama kitufe cha RED kilibanwa.

Hatua ya 8: SKETCHES na Zaidi…

PAMOZI

Mchoro wa kinga hutumia maktaba zifuatazo:

• DirectIO - inapatikana kwenye Github
• I2Cdev - inapatikana kwenye Github
• Waya - sehemu ya Arduino IDE
• MPU6050 - inapatikana kwenye Github
• SPI - sehemu ya Arduino IDE
• RF24 - inapatikana kwenye Github

na maktaba tatu zilizotengenezwa na mimi:

• AvgFilter - inapatikana kwa Github
• DhpFilter - inapatikana kwenye Github
• TaskScheduler - inapatikana kwenye Github

Mchoro wa kinga unapatikana hapa: Mchoro wa Glove v1.3

BOKSI LA UDHIBITI WA Silaha

Mchoro wa mkono unatumia maktaba zifuatazo:

• DirectIO - inapatikana kwenye Github
• PinChangeInt - inapatikana kwenye Github
• SPI - sehemu ya Arduino IDE
• RF24 - inapatikana kwenye Github

na maktaba iliyoundwa na mimi:

TaskScheduler - inapatikana kwenye Github

Mchoro wa mkono unapatikana hapa: Mchoro wa mkono v1.3

Karatasi za Takwimu za vifaa vilivyotumika

• Rejista ya mabadiliko ya 74HC595 - karatasi ya data
• Dereva wa gari L293D - karatasi ya data
• Moduli isiyo na waya ya nRF24 - karatasi ya data
• Moduli ya accelerometer / gyroscope ya MPU6050 - karatasi ya data

Mei 31, 2015 UPDATE:

Toleo jipya la glavu na michoro ya sanduku la kudhibiti mkono inapatikana hapa: Glove na Arm Sketches v1.5

Pia ziko kwenye github hapa.

Mabadiliko

• Aliongeza ka mbili zaidi kwenye muundo wa mawasiliano ili kutuma kasi ya gari iliyoombwa kwa Wrist, Elbow, Bega na Motors za msingi kama 5 bit value (0.. 31) kutoka kwa Glove sawia hadi pembe ya ishara ya kudhibiti (tazama hapa chini). Ramani za Sanduku la Udhibiti wa Arm [0.. 31] kwa maadili husika ya PWM kwa kila moja ya motors. Hii inawezesha kudhibiti kasi ya polepole na mwendeshaji, na utunzaji sahihi zaidi wa mkono.
• Seti mpya ya ishara:

1. LED: Vifungo kudhibiti LED - katikati kidole kifungo - ON, pinkie kidole kifungo - OFF

2. GRIPPER: Udhibiti wa vipande rahisi

3. WRIST: Wrist inadhibitiwa na kugeuza kiganja kutoka nafasi ya usawa kabisa JUU na CHINI mtawaliwa. Tilt zaidi hutoa kasi zaidi

4. SILAHA: Mkono unadhibitiwa kwa kugeuza kiganja kutoka nafasi ya usawa kabisa kushoto na kulia. Tilt zaidi hutoa kasi zaidi

5. SHUPA: Bega inadhibitiwa kwa kupokezana na kiganja KULIA na KUSHOTO kutoka kwenye kiganja kikielekeza msimamo wa moja kwa moja. Mtende unazungushwa kando ya mhimili wa kiwiko (kama vile unapunga mkono wako)

6. Msingi: Msingi unadhibitiwa sawa na bega na kiganja kilichoelekeza chini.

Hatua ya 9: NINI NYINGINE?

MAWAZO KATIKA KAZI

Kama kawaida na mifumo kama hiyo, zinaweza kusanidiwa kufanya mengi zaidi.

Kwa mfano, muundo wa sasa tayari unajumuisha uwezo wa ziada, haiwezekani na kijijini wastani:

• Kuongezeka kwa kasi kwa polepole: kila harakati za magari huanzishwa kwa kasi ndogo iliyotanguliwa, ambayo huongezwa polepole kila sekunde 1 hadi kasi ya kiwango cha juu ipatikane. Hii inaruhusu udhibiti sahihi zaidi wa kila moja ya motors (haswa wrist na gripper)
• Kufutwa kwa mwendo wa haraka: amri inapopokelewa na Sanduku la Arm ili kusimamisha motor, inabadilisha gari kwa muda mfupi kwa karibu ms 50, na hivyo "kuvunja" harakati, na kuruhusu udhibiti sahihi zaidi.

NINI NYINGINE?

Labda ishara za kudhibiti zaidi zinaweza kutekelezwa. Au ishara za wakati huo huo zinaweza kutumika kwa udhibiti wa kufafanua. Je! Mkono unaweza kucheza?

Ikiwa una wazo la jinsi ya kupanga tena glavu hiyo, au uwe na toleo la mchoro unayotaka nipime - tafadhali nijulishe: [email protected]

Hatua ya 10: *** TUMESHINDA !!! ***

Mradi huu ulishinda Tuzo ya Kwanza katika shindano la Uumbaji Coded lililofadhiliwa na Microsoft.

Angalia! WOO-HOO !!!

Zawadi ya Pili katika Uundaji uliyodhibitiwa