Wifi ilə idarə olunan bir Telepresence Robotu yaradın: 11 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu layihə, uzaq bir mühitlə əlaqə qura bilən və Wifi istifadə edərək dünyanın hər yerindən idarə oluna bilən bir robot qurmaqdır. Bu mənim son il mühəndislik layihəmdir və elektronika, IoT və proqramlaşdırma haqqında çox şey öyrəndim. Bu layihə yerdəyişmə çətinliyi olan insanlara yönəlib, çünki hərəkət etməkdə çətinlik çəkirlər, buna görə də telepresensiya robotu onlara asanlıqla kömək edə bilər.

Layihənin müvəffəqiyyətli olması üçün 2 sistem var. Motorun əsasını idarə edən robot əlini və mobil tətbiqini hərəkət etdirmək üçün əlinizin hərəkətinə nəzarət.

Aşağıda Telepresence V1-in sənədi və təqdimatı var, beləliklə daha dərindən anlayacaqsınız.

Onu qurmağın vaxtı gəldi!

Təchizat

Bu layihə üçün çoxlu alət və komponentlərə ehtiyac var. Mənə təxminən 1000 AED (270 $) başa gəldi, buna görə də bu büdcəyə sahib olduğunuzdan əmin olun. İşdə sizə lazım olan komponentlər:-

1. Düyün MCU x 3
2. L298N DC Motor Sürücü x 1
3. 12V enerji təchizatı x 1
4. LM2596 Aşağı-aşağı Gərginlik Tənzimləyicisi x 1
5. MPU9250 IMU sensorlar x 2
6. Servo Motors (10-20 kq fırlanma anı) x 4
7. yüngül ağac 1x1m
8. 8M yivli metal çubuqlar 1m x 2
9. 3D printer (30x30 sm)
10. odunçu və qazmaçı
11. Elektrik naqilləri, tullanan tellər və çörək taxtası
12. Tam qol qolu
13. 12V DC Motor (25kg.cm) x 2
14. 3 düymlük təkər x 1
15. 6 sm ölçüdə rezin təkər vida montajı x 2
16. Lehim dəsti

Addım 1: Necə işləyir?

Bu, komponentlərin bir -biri ilə necə ünsiyyət qurduğunu başa düşməyiniz üçün ünsiyyət axını cədvəlidir. Yalnız 0,5 saniyədə real vaxt mesajları göndərə bilən bir IoT platforması olaraq PubNub adlı Məlumat Transfer Şəbəkəsini istifadə edirik! Əldə edə biləcəyimiz ən sürətli cavabdır və bu, layihəmizdə daha da əhəmiyyətlidir, çünki əlimizlə robotun qolunu real vaxtda idarə edəcəyik.

Bütün Nodemcu məlumat göndərmək və qəbul etmək üçün istifadə olunur. Burada iştirak edən 2 fərdi sistem mövcuddur ki, Nodemcu qolundakı hərəkət sensoru məlumatlarını PubNub -a göndərir və bu da Nodemcu tərəfindən robot qolu tərəfindən qəbul edilir. baza hərəkəti üçün mobil tətbiq, joystickdən x, y koordinatları üçün məlumat göndərir və bu motoru sürücü vasitəsilə idarə edə bilən bazada Nodemcu tərəfindən qəbul edilir. Hələlik hamısı budur.

Addım 2: Dizayn

Yuxarıdakı dizayn, quruluşun necə göründüyünə dair bir fikir verəcəkdir. Daha yaxşı baxmaq üçün cad fayllarını yükləyə bilərsiniz. Roverin əsası 3 təkərlə dəstəklənir, burada 2 -si arxada DC mühərriki və qarşısında bir təkər təkəri var. Robotik qolun hərəkəti səbəbindən bazada qeyri -sabitlik hiss etdim, buna görə önünüzə 2 təkər disk əlavə etməyi düşünə bilərsiniz. Alt və üst ağac bazası qoz -fındıq ilə sıxılmış yivli çubuqlarla dəstəklənir. Kilid qozunu istifadə etdiyinizə əmin olun, çünki bu, uzun müddət qalıcı olaraq sıxlaşdıracaqdır.

Dizayn Mənbə Faylını Yükləyin - Telepresence Dizaynı

Addım 3: Qolun və Torkun 3D Hesablanması

Telepresence robotunun qolu, qutu şəklində sadə bir dizayndır, beləliklə minimum filament miqdarı ilə asanlıqla 3D çap edilə bilər. Uzunluğu insan qolu qədər olan təxminən 40 sm -dir. Robot qolunun uzunluğu servo mühərriklər tərəfindən qaldırılan torka əsaslanır. Dizaynı ehtiyaclarınıza uyğunlaşdırmaq üçün istifadə etdiyim servo motorun xüsusiyyətləri ilə birlikdə yuxarıdakı görüntüdə tork hesablamasını tapa bilərsiniz. Ancaq servo motorun maksimum torkunu istifadə etməyin, çünki bu, uzun müddətdə motora zərər verəcəkdir.

Aşağıdakı 3D Çap fayllarını yükləyin, çap edin və irəliləməyə davam edin.

Addım 4: Baza hazırlanması və montajı

İstehsal üçün izləyə biləcəyiniz addımlar bunlardır:-

1. Testere istifadə edərək yivli metal çubuğu orta nöqtədə kəsin
2. 40x30 sm ölçüdə 2 ədəd ağac parçası hazırlamaq üçün odun kəsicidən istifadə edin
3. Yuxarıdakı şəkildəki kimi yuxarı və alt bazada lazımi deliklər qazın
4. Alt motora DC motor və təkərləri bağlamağa başlayın
5. Üst bazada düzbucaqlı bir çuxur düzəltmək üçün əvvəlcə qazma maşını ilə dairəvi bir çuxur düzəldin və sonra odun kəsicini çuxurdan daxil edin və düzbucaqlı etmək üçün kənarları boyunca kəsin.

sağdakı çuxurun niyə geriyə qoyulduğunu düşünürsünüzsə, bunun səbəbi robot qolunu mərkəzin sağ küncünə qoyacağımdan əmin olmadığımdır. Kilo balansı səbəbiylə mərkəzə yerləşdirmək daha yaxşı bir seçim idi.

Addım 5: Robotik Kolun Montajı

Robotik qolun montajı xüsusi diqqət tələb edir. Mexanik montajdan başqa, servo motorun montajı zamanı düzgün açıda olduğundan əmin olmalısınız. Yuxarıdakı diaqramı izləyərək servo motorun üstünə bir şey yığmadan əvvəl bütün mühərriklərə hansı açı ilə qoyulacağına dair fikir verin. Bu hissəni düzəltməyə çalışın, əks halda onu yenidən yığacaqsınız.

Arduino və ya Nodemcu istifadə edərək dəqiq servo bucağını təyin etmək üçün aşağıdakı kod şablonundan istifadə edin. İnternetdə bu mövzuda çoxlu məlumatlar var, buna görə ətraflı məlumat verməyəcəyəm.

#daxil edin

Servo servo;

int pin =; // servo məlumat pininin arduinoya qoşulduğu pin nömrəsini qoyun

boş quraşdırma () {

servo.attach (pin);

}

boşluq döngəsi () {

int bucağı =; // təyin etməli olduğunuz bucaq

servo.write (bucaq);

}

Addım 6: Qol nəzarətçisinin dövrəsi

Kol nəzarətçisinin montajı etmək çox sadədir. Uzun bir qolu istifadə etdim və sensorlar, Nodemcu və çörək taxtasını tikişlə bağladım. Sensorun istiqamətinin yuxarıdakı nəzarətçi görüntüsü ilə eyni istiqamətdə olduğundan əmin olun. Nəhayət, dövrə diaqramını izləyin və aşağıdakı kodu yükləyin.

Addım 7: Telepresence Robotu Dövrü

Eyni şəkildə dövrə diaqramını izləyin. Qısa dövrələrin qarşısını almaq üçün istifadə etdiyiniz enerji təchizatı pinoutlarını yoxlayın. Bütün servo mühərriklərin orta gərginliyi olduğundan, konvertorun çıxış gərginliyini 7V olaraq təyin edin. Lehim verə biləcəyiniz yeganə yer, çox cərəyan sərf etdiyi üçün əsas DC motorunun terminallarıdır, buna görə bir qədər qalın elektrik teli ilə sıx olmalıdır. Dövrə tamamlandıqdan sonra, "arm_subscriber.ino" nodemcu -ya Nodemcu bazasına yüklənmək üçün qol və 'base.ino' ilə bağlanan Nodemcu -ya yükləyəcəksiniz.

Addım 8: Mobil Tətbiq

Bu, hərəkəti idarə etmək üçün cibdir. Joystick hərəkət edərkən Joystick dairəsindəki X, Y koordinatlarını Pubnub -a göndərir və bazada Nodemcu tərəfindən qəbul edilir. Bu X, Y koordinatı bucağa çevrilir və istifadə edərək robotun hansı istiqamətə gedəcəyini tapa bilərik. Hərəkət iki mühərrikin açılması/söndürülməsi və istiqamət dəyişdirilməsi ilə həyata keçirilir. Komanda İrəlidirsə, hər iki mühərrik tam sürətlə irəliləyir, əgər sol motor geriyə, sağ motor irəli gedir və s.

yuxarıdakı funksiya joystick yerinə düymələrlə də edilə bilər, amma motorun sürətini də idarə etmək üçün joystick seçirəm. Bununla birlikdə, aktivləşdirmə pinim Nodemcu ilə işləmədi, buna görə də bu hissəni tərk etdim. Şərh etmək üçün base.ino'ya bir sürət nəzarət kodu əlavə etdim.

Mənbə faylını əldə edə bilərsiniz. Aia aşağıda MIT tətbiq ixtiraçısı istifadə edərək düzəliş edilə bilər. Növbəti addımda söyləyəcəyim tətbiqdə əsas bir konfiqurasiya etməlisiniz.

Addım 9: Pubnub -da Hesab yaradın və Açarları əldə edin

İndi IoT platformanızı konfiqurasiya etmək üçün son addımı atmağın vaxtıdır. Pubnub ən yaxşısıdır, çünki məlumat ötürülməsi real vaxtda baş verir və ötürülməsi cəmi 0,5 saniyə çəkir. Üstəlik, ayda 1 milyon məlumat nöqtəsi göndərə bilərsiniz ki, bu da mənim şəxsi sevdiyim platformadır.

PubNub -a gedin və hesabınızı yaradın. Sonra sol menyudakı Proqramlar menyusuna gedin və sağdakı "+Yeni Tətbiq Yarat" adlı düyməni basın. Tətbiqinizə ad verdikdən sonra yuxarıdakı naşir şəklini və abunəçi açarını görəcəksiniz. Cihazları birləşdirmək üçün istifadə edəcəyimiz budur.

Addım 10: Açarları Koda əlavə edin və Yükləyin

Cihazın bir-biri ilə əlaqə qura bilməsi üçün 4 şeyə ehtiyacımız var:- pubkey, alt açar, kanal və wifi.

pubkey və alt açar bütün Nodemcu və mobil tətbiqlərdə eyni qalacaq. Bir -biri ilə əlaqə quran 2 cihaz eyni kanal adına sahib olmalıdır. Mobil tətbiq və baza ünsiyyət qurduqları üçün nəzarətçi və robot əlinə bənzər eyni kanal adına sahib olacaqlar. Nəhayət, hər bir Nodemcu -ya wifi etimadnaməsi qoymalısınız ki, əvvəlində WiFi -yə qoşula bilsin. Artıq kanal adını əlavə etdim, buna görə hesabınızdan əlavə etməli olduğunuz şey wifi və pub/sub açarıdır.

Qeyd:- Nodemcu yalnız aralıq olaraq veb səhifəsi olmadan əldə edilə bilən wifi ilə qoşula bilər. Hətta son təqdimatım üçün universitet wifi sürükləndiyindən mobil qaynar nöqtədən istifadə etməli oldum.

Addım 11: Nəticə

Bura qədər çatmısınızsa, MÜKEMMEL! Ümid edirəm bu məqalədən dəyərli bir şey qazandınız. Bu layihənin icra etməzdən əvvəl sizə demək istədiyim kiçik məhdudiyyətləri var. Aşağıda bəziləri var:-

Robotik qolun qəfil hərəkəti:-

Robot qolunun birdən -birə hərəkəti var. Bunun səbəbi, sensor məlumatlarının servo hərəkəti olaraq ötürülməsi üçün 0,5 saniyəlik gecikmədir. Hətta servo motordan 2 -ni zədələdim, buna görə də qolunuzu çox sürətlə tərpətməyin. Hamar bir hərəkət yaratmaq üçün orijinal hərəkətə ara addımlar əlavə edərək bu problemi həll edə bilərsiniz.

Baza hərəkətinin dayandırılması yoxdur:-

Robotu bir mobil tətbiq vasitəsilə bir istiqamətə hərəkət etdirdiyim zaman, barmaqlarımı qaldırsam belə robot eyni istiqamətdə hərəkət etməyə davam edir. Həmişə hərəkəti dayandırmaq üçün gücü söndürməli olduğum üçün bu əsəbi idi. Dayandırma kodunu tətbiqə daxil etdim, amma yenə də işləmədi. Tətbiqin özündə problem ola bilər. Bəlkə bunu həll etməyə çalışsın və mənə xəbər versin.

Video Yayımı yoxdur:-

Robotdan insana gələn video lent olmadan biz heç vaxt istifadəçidən uzaqda yerləşdirə bilmərik. Bunu əvvəlcə əlavə etmək istədim, amma daha çox vaxt və sərmayə tələb edərdim, çünki onu tərk etdim.

Siz uşaqlar yuxarıdakı problemi həll edərək bu layihəni daha da irəli apara bilərsiniz. Bunu etdiyiniz zaman mənə bildirin. Əlvida

Daha çox layihə üçün portfel veb saytımı ziyarət edin

Robototexnika Yarışmasında 2 -ci yer