Elastīgais sensora cimds: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Šis ir jautrs projekts, kuru var pielāgot, lai kontrolētu jebko, sākot no robotu ieročiem līdz virtuālās realitātes saskarnēm.

1. darbība: materiāli un detaļas

Cimdam:

• Lēts dārza cimds
• Arduino Lilypad
• Lilypad akumulatora elementu turētājs
• Vadošs šujamais diegs
• Parasts šujamais diegs
• Velostat
• Līmlente
• Super līme
• Elastīga
• Pieci 4,7Kohm rezistori

Rokam:

• Pieci SG90 servo
• Elektriskais vads
• PLA vai ABS kvēldiegs
• Ninjaflex (vai cits elastīgs kvēldiegs)
• Makšķerēšanas līnija
• 5V barošanas avots
• Neliels maizes dēlis (pēc izvēles, bet noderīgs servo savienošanai paralēli)

Piezīme: ja jums nav elastīga 3D drukas kvēldiega, elastīgajai rokai ir iespējams izmantot citu robotu roku

2. solis: elastīgo sensoru izgatavošana

Materiāls, ko izmantoju, velostats, ir pjezoizturīgs materiāls. Tas nozīmē, ka tas ir jutīgs pret spiedienu, un, nospiežot, saliekot vai deformējot, pretestība mainīsies. Šo īpašību mēs izmantosim, lai izmērītu katra pirksta saliekšanos.

Sāciet, sagriežot 5 velostata sloksnes, aptuveni 0,7 cm x 8 cm, precīziem izmēriem nav nozīmes, jo mūs interesē kvalitatīvs pretestības nolasījums, nevis kvantitatīvs.

Tālāk uz līdzenas virsmas novietojiet 2 garus līmlentes gabalus ar virspusi uz augšu un izgrieziet divus vadošus šujamos diegus, es teiktu, vismaz 40 cm garus, vienmēr ir labāk, ja ir pārpalikums. Pēc izvēles uzlieciet nelielu pilienu superlīmes uz līmlentes, netālu no pamatnes. Tas nav obligāti, bet es atklāju, ka tas novērš šujamās diega nejaušu izvilkšanu. Ja jums nav vadošu šujamo diegu, šajā darbībā varētu būt iespējams izmantot plānu vara stiepli, piemēram, vadu, kas atrodams austiņu kabeļos (es saku “varētu”, jo neesmu pārbaudījis šo ideju).

Uzlieciet 2 šujamo diegu garumus uz līmlentes augšpuses pa centru, un šujamās diegas aste izvelk līmlentes galu. Ir svarīgi pārvietoties gandrīz visā līmlentes garumā, jo, ja to nedarīsit, elastības sensors savāks rādījumus tikai pie pirksta pamatnes, nevis galu.

Uzlieciet velostatu uz viena šujamā diega gabala tā, lai tas pārklātu tā galu (jūs nevēlaties, lai 2 šujamo diegu gabali pieskaras). Pēc tam paceliet otru līmlentes gabalu uz velostata nesegtās puses, stipri nospiežot, lai noņemtu gaisa burbuļus. Sensora pamatnē pārliecinieties, ka divi šujamā diega gabali nerada īssavienojumu, lai tas nenotiktu, lai tie izietu no līmlentes pretējās pusēs (līdzīgi kā "Y" veida krustojums, skatiet attēlu).

Apgrieziet lieko līmlenti pēc vēlēšanās. Visbeidzot sensora galā superlīmējiet nelielu elastības gabalu. Atkārtojiet to 5 reizes, pielāgojot katra sensora izmēru, lai tas būtu optimāli piemērots pirkstam.

3. darbība: izveidojiet cimdu

Es sniegšu pārskatu par darbībām, kuras es personīgi veicu, taču tas, kā jūs to darāt, katrā gadījumā būs atšķirīgs, lielā mērā atkarīgs no izmantotā cimda.

Viens no galvenajiem punktiem, ko es nevaru pietiekami uzsvērt, ir tas, ka vadošs šujamais diegs NAV kā parasts hobija vads, nav izolācijas apvalka. Turklāt, tā kā cimds ir elastīgs un var saliekties pret sevi, ir ļoti viegli izveidot īssavienojumu, kā rezultātā cimdā tiek iznīcinātas sastāvdaļas un lieli caurumi.

Ja jums nav vadošu šujamo diegu, ir iespējams izmantot parastos vadus un pielodēt savienojumus.

Es sāku, pievienojot akumulatoru pie cimda un savienojot 5V un GND ar Arduino Lilypad. Neuzvelciet Lilypad līdz galam, jo mums tas būs jāsaliek atpakaļ un jāšuj zem tā (skatiet attēlus iepriekš).

Es ieteiktu arī apšūt Lilypad tāfeles apakšpusi ar elektrisko lenti, lai novērstu īssavienojumus.

Pēc tam piecu 4,7 ohmu rezistoru galus lodējiet mazās cilpās (iespējams, jums būs jāpielāgo pretestības vērtība, pamatojoties uz velostata sloksņu garumu un platumu). Neobligāti: izmantojiet karstu līmi, lai tos piestiprinātu pie cimda. Šūt tos ir grūtāk, ja tie sākotnēji netiek turēti vietā.

Pirms turpināt uzmanīgi apskatiet iepriekš redzamos attēlus un shēmu, pirms uzsākšanas ir svarīgi izplānot šūšanas diega maršrutu, pretējā gadījumā jūs "iešūsiet stūri".

Personīgi es sāku šūt no GND uz akumulatora bloka līdz 5 rezistoriem un pēc tam no katra atsevišķa rezistora uz A0 caur A4 tapām, ejot zem Lilypad plāksnes, kuru iepriekš pārklājām ar izolācijas lenti. Pēc tam es pirmo elastības sensora galu pielīmēju īkšķim, šujot diega vienu galu uz 5V un otru galu uz A0. Atkārtojiet to katram pirkstam, bet tā vietā, lai katru reizi dotos tieši pie 5 V sprieguma (un izveidotu šuvju labirintu), vienkārši šujiet pie iepriekšējā elastīgā sensora.

Lai nodrošinātu, ka, pārvietojot pirkstus, katrs no elastīgajiem sensoriem paliek sasprindzināts, pievelciet elastīgo, ko pēdējā solī piestiprinājām pie elastīgā sensora, pie pirksta galiem uz cimda. Pēc izvēles izšujiet dažas cilpas ap elastīgo sensoru, lai nodrošinātu, ka tās paliek vietā, kad pārvietojat roku.

Visbeidzot pielodējiet 5 vadus ar ciparu tapām no 5 līdz 9, tie tiks izmantoti vēlāk, lai norādītu servos, kur iet.

4. solis: izveidojiet roku

Es 3D izdrukāju atvienošanas failus, kas bija pieejami no lietotāja Gyrobot vietnē Thingiverse. Jūs varat tos atrast šeit.

Ja vēlaties, varat arī 3D drukāt apakšdelmu, bet kvēldiega ierobežojumu dēļ es izveidoju sava apakšdelma papīra mačes modeli. Es izmantoju piecus SG90 servos, kas turēti 3D drukātā rāmī, savienoti ar katru pirkstu ar makšķerēšanas auklu. Pievienojiet visus GND un Vin savienojumus paralēli ārējam barošanas avotam, piemēram, 5V maiņstrāvas līdzstrāvas sienas transformatoram.

Pievienojiet servo ievades tapas (parasti oranžie vadi pēc vienošanās) ar atbilstošajām cimdu digitālajām tapām.

5. darbība: augšupielādējiet kodu

Ja vien jums nav FTDI kabeļa, jums būs jāprogrammē Lilypad, izmantojot Arduino Uno. Šīs darbības ir aprakstītas šajā pamācībā. Pārliecinieties, vai esat izvēlējies pareizo Arduino tāfeles veidu, lai to mainītu, dodieties uz Tools/Board/Lilypad Arduino.

Ievērojot iepriekš sniegtos norādījumus, vispirms augšupielādējiet kalibrēšanas kodu.

Kopējiet kalibrēšanas koda izvadi šī koda 31. rindā un pēc tam augšupielādējiet to.

6. solis: komentējiet Baud likmi

Man bija diezgan nomākta kļūda, jo bodu pārraides ātrums (tas ir ātrums, kādā dati tiek pārraidīti caur seriālo portu) ir divas reizes lielāks nekā es to ieprogrammēju. Skatiet manu YouTube videoklipu ap pulksten 2:54, lai parādītu problēmu. Diemžēl tas neļāva man sekot manam sākotnējam plānam, proti, izmantot Bluetooth un bezvadu sakarus starp cimdu un robotu roku.

Man neizdevās atrisināt bodu pārraides ātruma problēmu, bet, pēc manām domām, pastāv neatbilstība starp programmatūras aparatūru, domājot, ka oscilators uz tāfeles ir vai nu 8 MHz, vai 16 MHz. Tas var būt tāpēc, ka es iegādājos lētu klona dēli, nevis oficiālo produktu. Ja izmantojat īsto produktu, šī problēma var nebūt. Tomēr tas ir tikai manas spekulācijas, un, ja kāds zina patieso iemeslu, lūdzu, dariet man to zināmu zemāk esošajos komentāros.

Kā pagaidu labojumus es atklāju 2 veidus, kā to novērst:

• Divkāršojiet datu pārraides ātrumu, izmantojot seriālā monitora apakšējā kreisajā pusē esošo pogu. Piemēram, ja kods saka Serial.begin (9600); nomainiet seriālā monitora izeju uz 19200.
• Tā vietā, lai kā dēli izvēlētos Arduino Lilypad, iekāpjot, izvēlieties Arduino Pro. Lai to izdarītu Arduino IDE, dodieties uz: Tools/Board/Arduino Pro vai Pro Mini, pēc tam augšupielādējiet.

7. solis: pabeigšana

Es ceru, ka jūs atradāt šo pamācošo informatīvo informāciju, ja jums ir kādi jautājumi vai ieteikumi, lūdzu, atstājiet tos komentārā zemāk.

Trešā balva konkursā Make It Move 2017