Izveidojiet tālvadības robotu, ko kontrolē, izmantojot Wifi: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Šis projekts ir par robota izveidi, kas var mijiedarboties ar attālu vidi un kuru var kontrolēt no jebkuras vietas pasaulē, izmantojot Wifi. Šis ir mans pēdējā gada inženiertehniskais projekts, un es daudz uzzināju par elektroniku, IoT un programmēšanu. Šis projekts ir vērsts uz cilvēkiem ar kustību traucējumiem, jo viņiem ir grūti pārvietoties, tāpēc telepresence robots var viņiem viegli palīdzēt.

Projektā ir 2 sistēmas, lai tas būtu veiksmīgs. Rokas kustības vadība, lai pārvietotu robotu roku un mobilo lietotni, kas kontrolē motora pamatni.

Tālāk ir sniegts Telepresence V1 dokuments un prezentācija, lai jūs iegūtu padziļinātu izpratni.

Laiks to veidot!

Piegādes

Šim projektam ir nepieciešami daudzi rīki un komponenti. Tas man izmaksāja aptuveni 1000 AED (270 USD), tāpēc pārliecinieties, ka jums ir šis budžets. Šeit ir vajadzīgās sastāvdaļas:-

1. Mezgls MCU x 3
2. L298N līdzstrāvas motora draiveris x 1
3. 12V barošanas avots x 1
4. LM2596 pazemināts sprieguma regulators x 1
5. MPU9250 IMU sensori x 2
6. Servomotori (griezes moments 10-20 kg) x 4
7. viegls koks 1x1m
8. 8M metāla vītņoti stieņi 1m x 2
9. 3D printeris (30x30cm)
10. kokgriezējs un urbējs
11. Elektriskie vadi, džemperu vadi un rīvdēlis
12. Pilnas rokas piedurkne
13. 12V līdzstrāvas motors (25kg.cm) x 2
14. 3 collu ritentiņa ritenis x 1
15. 6 cm gumijas ritenis ar skrūvējamu stiprinājumu x 2
16. Lodēšanas komplekts

1. darbība. Kā tas darbojas?

Šī ir saziņas plūsmas diagramma, lai jūs saprastu, kā komponenti sazinās viens ar otru. Mēs izmantojam datu pārraides tīklu PubNub kā IoT platformu, kas var nosūtīt reāllaika ziņojumus tikai 0,5 sekundēs! Tā ir ātrāka atbilde, ko mēs varam iegūt, un tas ir vēl svarīgāk mūsu projektā, jo mēs izmantosim savu roku, lai reāllaikā kontrolētu robota roku.

Visas Nodemcu ierīces tiek izmantotas datu nosūtīšanai un saņemšanai. Šeit ir iesaistītas 2 atsevišķas sistēmas, kurās Nodemcu uz rokas nosūta kustības sensora datus uz PubNub, un Nodemcu to saņem uz robota rokas. bāzes kustībai mobilā lietotne nosūta datus par x, y koordinātu no kursorsviras, un to saņem Nodemcu uz pamatnes, kas var vadīt motoru caur vadītāju. Tas pagaidām ir viss.

2. solis: projektēšana

Iepriekš minētais dizains sniegs jums priekšstatu par to, kā izskatās struktūra. Lai labāk izskatītos, varat lejupielādēt cad failus. Braucēja pamatni atbalsta 3 riteņi, no kuriem 2 ir līdzstrāvas motors aizmugurē un viens ritentiņš priekšā. Robotiskās rokas kustības dēļ es pamanīju nestabilitāti uz pamatnes, tāpēc jūs varētu apsvērt iespēju pievienot 2 ritentiņus priekšā. Apakšējo un augšējo koka pamatni atbalsta vītņoti stieņi, kas ir iestiprināti ar uzgriežņiem. Pārliecinieties, ka izmantojat bloķēšanas uzgriezni, jo tas ilgstoši padarīs to stingru.

Lejupielādēt dizaina avota failu - Telepresence Design

3. solis: roku un griezes momenta aprēķināšana 3D drukāšanai

Teleplatības robota roka ir vienkārša kastes formā, lai to varētu viegli izdrukāt ar minimālu kvēldiega daudzumu. Tā garums ir aptuveni 40 cm, kas ir tikpat gara kā cilvēka roka. Robotiskās rokas garums ir balstīts uz griezes momentu, ko paceļ servomotori. Griezes momenta aprēķinu varat atrast iepriekš redzamajā attēlā kopā ar manis izmantotā servomotora specifikācijām, lai jūs varētu pielāgot dizainu savām vajadzībām. Bet neizmantojiet servodzinēja maksimālo griezes momentu, jo tas ilgtermiņā var sabojāt motoru.

Lejupielādējiet zemāk esošos 3D drukāšanas failus, izdrukājiet tos un turpiniet virzīties uz priekšu.

4. solis: pamatnes izgatavošana un montāža

Tālāk ir norādīti soļi, ko varat veikt izgatavošanā:-

1. Izgrieziet metāla stieni ar vītni viduspunktā, izmantojot zāģi
2. Izmantojiet kokgriezēju, lai izgatavotu 2 koka gabalus 40x30cm
3. Augšējā un apakšējā pamatnē urbiet nepieciešamos caurumus, kā norādīts iepriekšējā zīmējumā
4. Sāciet piestiprināt līdzstrāvas motoru un ritentiņu riteņus apakšējā pamatnē
5. Lai augšējā pamatnē izveidotu taisnstūra caurumu, vispirms izveidojiet apļveida caurumu ar urbi un pēc tam ievietojiet kokgriezēju caur caurumu un sagrieziet to pāri malām, lai izveidotu taisnstūri.

ja jums rodas jautājums, kāpēc labās puses caurums ir novietots atpakaļ, tas ir tāpēc, ka es nebiju pārliecināts, vai robota roku novietošu labajā stūrī centrā. Tā novietošana centrā bija labāka izvēle svara līdzsvara dēļ.

5. solis: robotu rokas montāža

Robotu rokas montāžai nepieciešama īpaša uzmanība. Izņemot mehānisko montāžu, jums ir jāpārliecinās, ka servomotors ir samontēts pareizā leņķī. Izpildiet iepriekš redzamo diagrammu, lai iegūtu priekšstatu par to, kādā leņķī servomotors ir jāiestata uz visiem motoriem, pirms saliekat kaut ko virsū. Mēģiniet pareizi izlabot šo daļu, pretējā gadījumā jūs to atkal saliksit.

Izmantojiet zemāk esošo koda veidni, lai iestatītu precīzu servo leņķi, izmantojot Arduino vai Nodemcu. Tiešsaistē jau ir daudz informācijas par to, tāpēc es sīkāk neizteikšos.

#iekļaut

Servo servo;

int pin =; // ievietojiet pin numuru, kur arduino ir pievienots servo datu pin

void setup () {

servo.attach (tapa);

}

void loop () {

int leņķis =; // leņķis, kurā jāiestata

servo.write (leņķis);

}

6. solis: rokas kontroliera ķēde

Rokas regulatora montāža ir vienkārša. Es izmantoju garas piedurknes un pievienoju sensorus, Nodemcu un maizes dēli ar šūšanu. Pārliecinieties, vai sensora virziens ir tādā pašā virzienā kā iepriekš redzamajā kontroliera attēlā. Visbeidzot, sekojiet shēmai un lejupielādējiet zemāk esošo kodu.

7. solis: Teleplatības robota ķēde

Tādā pašā veidā ievērojiet shēmas shēmu. Pārbaudiet strāvas padeves kontaktus, kurus izmantojat, lai izvairītos no īssavienojumiem. Iestatiet sprieguma pārveidotāja izejas spriegumu uz 7 V, jo tas ir visu servomotoru vidējais spriegums. Vienīgā vieta, kur jūs varētu lodēt, ir bāzes līdzstrāvas motora spailes, jo tas patērē daudz strāvas, tāpēc tai jābūt saspringtai ar nedaudz biezāku elektrisko vadu. Kad ķēde ir pabeigta, vēlāk jūs augšupielādēsiet “arm_subscriber.ino” Nodemcu, kas savienojas ar roku un “base.ino”, lai augšupielādētu pamata Nodemcu.

8. darbība. Mobilā lietotne

Šis ir mobilais, lai kontrolētu pārvietošanos. Pārvietojot kursorsviru, tā nosūta kursora kursora apļa X, Y koordinātas uz Pubnub un saņem Nodemcu pie pamatnes. Šī X, Y koordināta tiek pārvērsta leņķī, un, izmantojot to, mēs varam atrast robota virzienu. Kustība tiek veikta, ieslēdzot/izslēdzot un mainot abu motoru virzienu. Ja komanda ir Uz priekšu, tad abi motori iet uz priekšu ar pilnu ātrumu, ja pa kreisi, tad kreisais motors iet atpakaļgaitā un labais motors iet uz priekšu utt.

iepriekš minēto funkciju var vienkārši veikt ar pogām arī kursorsviras vietā, bet es izvēlos kursorsviru, lai kontrolētu arī motora ātrumu. Tomēr mana iespējošanas tapa nedarbojās ar Nodemcu, tāpēc es atstāju šo daļu. Katram gadījumam kā komentāru esmu pievienojis ātruma kontroles kodu bāzē.ino.

Jūs varat iegūt avota failu.aia zemāk, kuru var rediģēt, izmantojot MIT lietotņu izgudrotāju. Lietotnē jums būs jāveic pamata konfigurācija, ko es pastāstīšu nākamajā darbībā.

9. darbība: izveidojiet kontu vietnē Pubnub un iegūstiet atslēgas

Tagad ir pienācis laiks veikt pēdējo darbību, kas ir IoT platformas konfigurēšana. Pubnub ir labākais, jo datu pārsūtīšana notiek reāllaikā un pārsūtīšanai nepieciešamas tikai 0,5 sekundes. Turklāt jūs varat nosūtīt 1 miljonu datu punktu mēnesī, tāpēc tā ir mana personīgā iecienītākā platforma.

Dodieties uz PubNub un izveidojiet savu kontu. Pēc tam kreisajā izvēlnē dodieties uz lietotņu izvēlnēm un labajā pusē noklikšķiniet uz pogas "+Izveidot jaunu lietotni". Pēc lietotnes nosaukšanas redzēsit iepriekš redzamo izdevēja attēlu un abonenta atslēgu. Tas ir tas, ko mēs izmantosim, lai savienotu ierīces.

10. darbība: pievienojiet kodam atslēgas un augšupielādējiet

Mums ir nepieciešamas 4 lietas, lai ierīce varētu sazināties savā starpā:- pubkey, apakšatslēga, kanāls un wifi.

pubkey & subkey paliks nemainīgs visās Nodemcu un mobilajās lietotnēs. 2 ierīcēm, kas sazinās viena ar otru, jābūt vienādam kanāla nosaukumam. Tā kā mobilā lietotne un bāze sazinās, tā kanāla nosaukums būs līdzīgs kontrolierim un robotizētajai rokai. Visbeidzot, jums ir jāievieto wifi akreditācijas dati katrā Nodemcu, lai tas sākumā varētu izveidot savienojumu ar wifi. Es jau esmu pievienojis kanāla nosaukumu, tāpēc wifi un kroga/apakšatslēga ir tas, kas jums būs jāpievieno no sava konta.

Piezīme:- Nodemcu var izveidot savienojumu tikai ar wifi, kuram var piekļūt bez tīmekļa lapas kā starpposma. Pat pēdējai prezentācijai man bija jāizmanto mobilais tīklājs, jo universitātes wifi bija velkams.

11. solis. Secinājums

Ja jūs sasniedzat līdz šim, tad AWESOME! Es ceru, ka no šī raksta jūs ieguvāt kaut ko vērtīgu. Šim projektam ir nelieli ierobežojumi, kurus es vēlos jums pastāstīt, pirms to izpildāt. Šeit ir daži no tiem:-

Pēkšņa robotu rokas kustība:-

Ir daudz pēkšņas robota rokas kustības. Tas ir saistīts ar 0,5 sekunžu nobīdi, lai sensoru informācija tiktu pārsūtīta kā servo kustība. Es pat sabojāju 2 servomotoru, tāpēc nepārvietojiet roku pārāk ātri. Šo problēmu var atrisināt, pievienojot starpposma soļus starp sākotnējo kustību, lai radītu vienmērīgu kustību.

Bāzes kustības nepārtraukšana:-

kad es lieku robotam kustēties vienā virzienā, izmantojot mobilo lietotni, robots turpina kustēties vienā virzienā pat tad, kad es paceļu pirkstus. Tas bija kaitinoši, jo man vienmēr bija jāizslēdz strāva, lai apturētu kustību. Es ievietoju apturēšanas kodu lietotnē, bet tas joprojām nedarbojās. Tā varētu būt problēma pašā lietotnē. Varbūt jūs varat mēģināt to atrisināt un paziņot man.

Nav video plūsmas:-

Bez video plūsmas, kas nāk no robota uz cilvēku, mēs nekad nevaram izvietot tālu no lietotāja. Es sākotnēji gribēju to pievienot, bet prasītu vairāk laika un ieguldījumu, tāpēc to atstāju.

Jūs, puiši, varat turpināt šo projektu, atrisinot iepriekš minēto problēmu. Kad jūs to darīsit, dariet man to zināmu. Atvadīšanās

Lai iegūtu vairāk projektu, apmeklējiet manu portfeļa vietni

Otrā vieta robotikas konkursā