OWI Robotik Qolunu İdarə etmək üçün Əlinizi Dalğalayın Əlavə Edilmiş Stringlər yoxdur: 10 Addım (Şəkillərlə)

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

FİKİR:

Instructables.com saytında (13 May 2015 -ci il tarixindən etibarən) OWI Robotik Qolunu dəyişdirmək və ya idarə etməklə bağlı ən azı 4 başqa layihə var. Təəccüblü deyil, çünki oynamaq üçün çox böyük və ucuz bir robot dəsti. Bu layihə ruh baxımından oxşardır (yəni Arduino ilə Robotik Kolu idarə etmək), lakin yanaşmada fərqlidir. [video]

Fikir, Robotik Kolu jestlərdən istifadə edərək simsiz idarə edə bilməkdir. Ayrıca, Robotik Kolun modifikasiyalarını minimuma endirməyə çalışdım, buna görə də hələ də orijinal nəzarətçi ilə birlikdə istifadə oluna bilər.

Sadə səslənir.

Üç hissədən ibarət olan bir layihə oldu:

1. Bir LED və 5 mühərriki idarə etmək üçün kifayət qədər sensorlar ilə təchiz edilmiş bir əlcək
2. Əlcəkdən gələn əmrləri qəbul etmək və simsiz olaraq Arm nəzarət cihazına göndərmək üçün Arduino Nano əsaslı bir ötürücü cihaz.
3. OWI Robotik Arm-a qoşulmuş Arduino Uno əsaslı simsiz qəbuledici və motor idarəetmə cihazı

XÜSUSİYYƏTLƏRİ

1. Bütün 5 dərəcə Azadlıq (DOF) və LED üçün dəstək
2. Böyük Qırmızı Düymə - Zədələnmənin qarşısını almaq üçün Qoldakı motorları dərhal dayandırmaq
3. Portativ modul dizayn

Mobil istifadəçilər üçün: bu layihənin "tanıtım videosu" YouTube -da burada.

Addım 1: hissələr

Əlcək:

Bir əlcək nəzarətçisi qurmaq üçün aşağıdakılara ehtiyacınız olacaq:

1. Isotoner Smartouch Tech Stretch Dikişli Əlcək (və ya bənzəri) - Amazon.com saytında
2. Spectra Symboflex Sensor 2.2 " - Amazon.com saytında
3. GY -521 6DOF MPU6050 3 Eksenli Giroskop + Akselerometr Modulu - Fasttech.com saytında
4. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytında
5. 2X5 IDC SOCKET -RECEPTACLE - Phoenixent.com saytında
6. FLAT RIBBON CABLE 10 Dirijor.050 "Pitch - Phoenixent.com saytında
7. 2 x 5 mm LED - Yaşıl və Sarı
8. 2 x Kiçik Düymələr
9. Rezistorlar, tellər, iynə, qara iplik, yapışqan tabancası, lehimləmə tabancası, lehim və s.

ETKİNLİK Kəmərinin Qutusu:

1. Arduino Uyğun Nano v3.0 ATmega328P -20AU lövhəsi - Fasttech.com saytında
2. nRF24L01+ 2.4GHz Simsiz Telsiz Arduino Uyğun - Amazon.com saytında
3. Gymboss WRISTBAND - Amazon.com saytında
4. Tel Qurğuşun AÇMA/KAPATMA Açarı olan 9V Batareya Tutucu Qutusu Kassası - Amazon.com saytında
5. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytında
6. 9v batareya
7. 47 uF (50 v) kondansatör
8. Rezistorlar, tellər, yapışqan tabancası, lehimləmə silahı, lehim və s.

OWI ROBOTIC ARM Nəzarətçi Qutu:

1. Arduino Uyğun Uno R3 Rev3 İnkişaf Lövhəsi - Fasttech.com saytında
2. Arduino (və ya bənzəri) üçün Prototip Shield DIY KIT - Amazon.com saytında
3. nRF24L01+ 2.4GHz Arduino Uyğun Simsiz Alıcı - Amazon.com saytında
4. 3 x L293D 16 pinli İnteqrasiya edilmiş Devre IC Motor Sürücüsü - Fasttech.com saytında
5. 1 x SN74HC595 74HC595 8-Bitlik Shift Qeydiyyatı, 3 Dip16 Çıxış Reyestri ilə-Amazon.com saytında
6. 47 uF (50 v) kondansatör
7. Arduino üçün qutu - Amazon.com saytında
8. Açma/söndürmə açarı
9. 2 x 13 mm düymələr (bir qırmızı və bir yaşıl qapaq)
10. 2 x 2X7 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com saytında yuxarıdakı kimidir
11. FLAT RIBBON CABLE 14 Dirijor.050 "Pitch - Phoenixent.com saytında yuxarıdakı kimidir
12. 9v batareya + bağlayıcı
13. Rezistorlar, tellər, yapışqan tabancası, lehimləmə tabancası, lehim və s.

… Və əlbəttə:

OWI Robotic Arm Edge - Robot qolu - OWI -535 - Adafruit.com saytında

Addım 2: PROTOTİP

Bütün komponentləri birlikdə lehimləməzdən əvvəl hər bir nəzarət cihazının prototipini hazırlamağı şiddətlə təklif edirəm.

Bu layihə bir neçə çətin aparatdan istifadə edir:

nRF24L01

İki nRF24 -ün bir -biriylə danışması üçün bir az vaxt lazım oldu. Göründüyü kimi, nə Nano, nə də Uno modulların ardıcıl işləməsi üçün kifayət qədər sabitləşdirilmiş 3.3v güc təmin etmir. Mənim vəziyyətimdə bir həll, hər iki nRF24 modulundakı güc pinlərində 47 uF kondansatör idi. IR24 və IRQ olmayan rejimlərdə RF24 kitabxanasından istifadə etməklə bir neçə qəribəlik də var, buna görə nümunələri həqiqətən diqqətlə öyrənməyi məsləhət görürəm.

Bir neçə əla qaynaq:

nRF24L01 Ultra aşağı güc 2.4GHz RF Alıcı IC Məhsul Səhifəsi

RF24 sürücü kitabxana səhifəsi

Yalnız googling nRF24 + arduino bir çox bağlantı yaradacaq. Araşdırmağa dəyər

74HC595 ÜÇÜK QEYDİYYATÇI

5 mühərriki, bir LED -i, iki düyməni və Simsiz modulu idarə etmək məcburiyyətində qalmağım təəccüblü deyil ki, Uno -da pinlər tükəndi. Pin sayınızı "uzatmağın" yaxşı bilinən yolu, bir keçid qeydindən istifadə etməkdir. NRF24 artıq SPI interfeysindən istifadə etdiyindən, shiftout () funksiyası yerinə, SPI -ni növbənin qeyd proqramlaşdırması üçün də istifadə etmək qərarına gəldim (sürət və sancaqlar saxlamaq üçün). Təəccübləndim ki, ilk dəfə bir cazibədarlıq kimi çalışdı. Bunu pin təyinatında və eskizlərdə yoxlaya bilərsiniz.

Çörək taxtası və tullanan tellər sizin dostlarınızdır.

Addım 3: GLOVE

OWI Robotik ARM -də nəzarət etmək üçün 6 maddə var (OWI Robotik Kol Kenar Şəkili)

1. Cihazın GRIPPER -də yerləşən bir LED
2. Bir tutucu
3. BİLGİ
4. DİRSEK - robot qolunun BİLƏKƏ bağlı olan hissəsidir
5. OYUNCU, bazaya bağlanmış robot qolunun bir hissəsidir
6. BAZA

Əlcək Robotik Qolun LEDini və bütün 5 mühərriki (Azadlıq dərəcələri) idarə etmək üçün hazırlanmışdır.

Şəkillərdə işarələnmiş fərdi sensorlar və aşağıda bir təsvir var:

1. GRIPPER orta barmağın üzərində yerləşən və çəhrayı rəngli düymələrlə idarə olunur. Tutucu işarə və orta barmaqları bir -birinə basaraq bağlanır. Tutucu üzük və çəhrayı birlikdə basaraq açılır.
2. WRIST, indeks tapıcıdakı çevik rezistor tərəfindən idarə olunur. Barmağı yarıya bükmək biləyi aşağı salır və sonuna qədər əymək biləyi yuxarı qaldırır. Göstərici barmağını düz tutmaq biləyi dayandırır.
3. ELBOW akselerometrlə idarə olunur - ovucunuzu yuxarı və aşağı əymək, dirsəyi sırasıyla yuxarı və aşağı hərəkət etdirir
4. Çiyin akselerometrlə idarə olunur - ovucunuzu sağa və sola əymək (başı aşağı olmasa da!) Çiyni müvafiq olaraq yuxarı və aşağı hərəkət etdirir.
5. BASE, çiyin oxşarlığı ilə eyni zamanda akselerometrlə idarə olunur, ovucunuzu sağa və sola əymək üçün tərsinə (avuç yuxarıya baxaraq) bazanı sağa və sola doğru hərəkət etdirir.
6. Tutucudakı LED hər iki tutucu idarəetmə düyməsinə birlikdə basaraq açılır/sönür.

Sarsıntıdan qaçmaq üçün bütün düymə cavabları saniyənin 1/4 hissəsinə qədər gecikir.

Əlcəyin yığılması bir az lehimləmə və çoxlu tikiş tələb edir. Əsasən, yalnız 2 düyməni, çevik rezistoru, Accel/Gyro modulunu əlcəyin parçasına bağlamaq və bağlayıcı qutusuna telləri yönləndirməkdir.

Bağlantı qutusunda iki LED var:

1. GREEN - güc açılır
2. SARI - məlumatlar qol idarəetmə qutusuna ötürüldükdə yanıb -sönür.

Addım 4: VERİCİ QUTUSU

Verici qutusu əslində Arduino Nano, nRF24 simsiz modulu, çevik tel konnektoru və 3 rezistordur: əlcəkdəki tutma düymələri üçün 2 açılan 10 kOhm rezistor və biləyi idarə edən çevik sensor üçün 20 kOhm gərginlik bölməsi.

Hər şey bir vero taxtasında birlikdə lehimlənir. Qeyd edək ki, nRF24 Nano üzərində "asılır". Bunun müdaxiləyə səbəb ola biləcəyindən narahat idim, amma işləyir.

9v akkumulyatordan istifadə kəmər hissəsini bir qədər həcmli edir, amma LiPo batareyaları ilə qarışmaq istəmirdim. Bəlkə sonra.

Lehimləmə təlimatları üçün pin təyin addımına baxın

Addım 5: QOLUN KONTROL KUTUSU

Qol idarəetmə qutusu Arduino Uno -ya əsaslanır. NRF24 modulu vasitəsilə əlcəkdən əmrləri simsiz olaraq alır və 3 L293D sürücü çipi ilə OWI Robotoc Arm -u idarə edir.

Demək olar ki, bütün Uno sancaqları istifadə edildiyindən, qutunun içərisində çoxlu tellər var - ancaq bağlanır!

Dizayn olaraq, qutu OFF rejimində başlayır (sanki yenidən dayandırma düyməsinə basıldığı kimi), operatora əlcəyi taxmaq və hazırlaşmaq üçün vaxt verir. Hazır olduqdan sonra operator yaşıl düyməni basır və əlcəklə idarəetmə qutusu arasında əlaqə dərhal qurulmalıdır (əlcəkdəki sarı LED və idarəetmə qutusundakı qırmızı LED ilə göstərildiyi kimi).

OWI -yə QOŞULMA

Robot qolu ilə əlaqə 14 pinli iki sıra başlıq (yuxarıdakı şəklə görə) 14 telli düz kabel vasitəsilə aparılır.

• LED əlaqələri 220 Ohm müqavimət vasitəsi ilə ümumi yerə (-) və arduino pin A0-a aiddir
• Bütün motor telləri L293D sancaqlarına 3/6 və ya 11/14 (+/- sırasıyla) bağlıdır. Hər L293D 2 mühərriki dəstəkləyir, buna görə iki cüt sancaq.
• OWI Elektrik xətləri, sarı üst hissənin arxasındakı 7 pinli konnektorun ən solunda (+6v) və sağda (GND) sancaqlardır. (Yuxarıdakı şəkildəki tellərin bağlı olduğunu görə bilərsiniz). Bu ikisi, hər üç L293D -də 8 (+) və 4, 5, 12, 13 (GND) pinlərinə bağlıdır.

Növbəti addımda pin təyininin qalan hissəsinə baxın

Addım 6: PİN TƏSVİRİ

NANO:

• 3.3v - 3.3v - nRF24L01 çipinə (pin 2)
• 5v - 5v sürətləndirici lövhə, düymələr, çevik sensor
• a0 - çevik müqavimət girişi
• a1 - sarı "comms" LED nəzarət
• a4 - SDA üçün akselerometr
• a5 - akselerometrə SCL
• d02 - nRF24L01 çipi kəsmə pimi (pin 8)
• d03 - tutucu düymə girişini açın
• d04 - tutucu düymə girişini bağlayın
• d09 - nRF24L01 çipinə SPI CSN pin (pin 4)
• d10 - nRF24L01 çipinə SPI CS pin (pin 3)
• d11 - nRF24L01 çipinə SPI MOSI (pin 6)
• d12 - nRF24L01 çipinə SPI MISO (pin 7)
• d13 - nRF24L01 çipinə SPI SCK (pin 5)
• Vin - 9v +
• GND - ümumi təməl

UNO:

• 3.3v - 3.3v - nRF24L01 çipinə (pin 2)
• Düymələrə 5v - 5v
• Vin - 9v +
• GND - ümumi təməl
• a0 - Bilək LED +
• a1 - Shift Register Qeydiyyat üçün SPI SS pin - Shift Register -da 12 -ni bağlamaq üçün
• a2 - QIRMIZI düymə girişi
• a3 - YAŞIL düymə girişi
• a4 - istiqamət bazası sağ - L293D -də pin 15
• a5 - komediya rəhbərliyi
• d02 - nRF24L01 IRQ girişi (pin 8)
• d03 - L293D -də əsas servo (pwm) pin 1 və ya 9 -u aktiv edin
• d04 - sola doğru istiqamət bazası - müvafiq L293D -də pin 10
• d05 - L293D -də çiyin servo (pwm) pin 1 və ya 9 -u işə salın
• d06 - L293D -də dirsək servo (pwm) pin 1 və ya 9 -u işə salın
• d07 - nRF24L01 çipinə SPI CSN pin (pin 4)
• d08 - nRF24L01 çipinə SPI CS pin (pin 3)
• d09 - L293D -də bilək servo (pwm) pin 1 və ya 9 -u işə salın
• d10 - L293D -də tutucu servo (pwm) pin 1 və ya 9 -u işə salın
• d11 - SPR MOSI nRF24L01 çipinə (pin 6) və Shift Register -da pin 14 -ə
• d12 - nRF24L01 çipinə SPI MISO (pin 7)
• d13 - SPR SCK nRF24L01 çipinə (pin 5) və Shift Register -da pin 11 -ə

SHIFT QEYDİYYATÇI VƏ L293Ds:

• 74HC595 -in QA (15) pinini L293D #1 -in 2 -ci pininə
• 74HC595 -in QB (1) pinini L293D #1 -in 7 -ci pininə
• 74HC595 -in QC (2) pinini L293D #1 -in 10 -cu pininə
• 74HC595 -in QD (3) pinini L293D #1 -in 15 -ci pininə
• 74HC595 -in QE (4) pinini L293D #2 -nin 2 -ci pininə
• 74HC595 -in QF (5) pinini L293D #2 -nin 7 -ci pininə
• 74HC595 -in QG (6) pinini L293D #2 pin 10 -a bağlayın
• 74HC595 -in QH (7) pinini L293D #2 -nin 15 -ci pininə

Addım 7: ƏLAQƏ

Əlcək saniyədə 10 dəfə və ya sensorlardan birinin siqnalı alındıqda idarəetmə qutusuna 2 bayt məlumat göndərir.

6 nəzarət üçün 2 bayt kifayətdir, çünki yalnız göndərməliyik:

• LED üçün ON/OFF (1 bit) - Əslində mühərriklərə uyğun olmaq üçün 2 bit istifadə etdim, amma biri kifayətdir
• 5 mühərrik üçün OFF/RIGHT/LEFT: hər biri 2 bit = 10 bit

Cəmi 11 və ya 12 bit kifayətdir.

İstiqamət kodları:

• OFF: 00
• HAQQ: 01
• SOL: 10

Nəzarət sözü belə görünür (bir qədər müdrik):

Bayt 2 ---------------- Bayt 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 - tutucu
• M2 - bilək
• M3 - dirsək
• M4 - çiyin
• M5 - baza

1 -dən 4 -ə qədər olan mühərriklərin sağ/sol istiqamətini idarə etdiyi üçün, Byte 1 -i birbaşa keçid reyestrinə daxil etmək olar.

Rabitə üçün 2 saniyəlik bir fasilə verilir. Zaman aşımı baş verərsə, bütün motorlar QIRMIZI düyməyə basıldığı kimi dayandırılır.

Addım 8: Eskizlər və daha çox…

SEVGİ

Əlcək eskizində aşağıdakı kitabxanalar istifadə olunur:

• DirectIO - Github -da mövcuddur
• I2Cdev - Github -da mövcuddur
• Tel - Arduino IDE -nin bir hissəsidir
• MPU6050 - Github -da mövcuddur
• SPI - Arduino IDE -nin bir hissəsidir
• RF24 - Github -da mövcuddur

və mənim hazırladığım üç kitabxana:

• AvgFilter - Github -da mövcuddur
• DhpFilter - Github -da mövcuddur
• TaskScheduler - Github -da mövcuddur

Əlcək eskizi burada mövcuddur: Əlcək Sketch v1.3

QOL KONTROL KUTUSU

Kol eskizində aşağıdakı kitabxanalar istifadə olunur:

• DirectIO - Github -da mövcuddur
• PinChangeInt - Github -da mövcuddur
• SPI - Arduino IDE -nin bir hissəsidir
• RF24 - Github -da mövcuddur

və mənim hazırladığım kitabxana:

TaskScheduler - Github -da mövcuddur

Qol eskizi burada mövcuddur: Arm Sketch v1.3

İstifadə olunan avadanlıqlar üçün məlumat cədvəlləri

• 74HC595 növbə reyestri - məlumat vərəqi
• L293D motor sürücüsü - məlumat vərəqəsi
• nRF24 simsiz modulu - məlumat vərəqi
• MPU6050 akselerometr/giroskop modulu - məlumat vərəqi

31 May 2015 YENİLƏNİB:

Əlcək və qol idarəetmə qutusu eskizlərinin yeni bir versiyası burada mövcuddur: Əlcək və Qol Sketches v1.5

Həm də burada github -da yerləşirlər.

Dəyişikliklər

• Əlcəkdən nəzarət jestinin bucağına mütənasib olaraq Bilək, Dirsək, Çiyin və Baza motorları üçün 5 bitlik dəyər (0.. 31) olaraq tələb olunan motor sürətini göndərmək üçün ünsiyyət quruluşuna iki bayt daha əlavə edildi (aşağıya baxın). Qol İdarəetmə Qutusu, [0.. 31] dəyərlərini hər bir motor üçün müvafiq PWM dəyərlərinə uyğunlaşdırır. Bu, operator tərəfindən tədricən sürəti idarə etməyə və qolu daha dəqiq idarə etməyə imkan verir.
• Yeni jestlər dəsti:

1. LED: Düymələr LED -ə nəzarət edir - orta barmaq düyməsi - ON, pinkie barmaq düyməsi - OFF

2. GRIPPER: Çevik zolaq idarəediciləri Gripper - yarım əyilmiş barmaq - AÇIQ, tam əyilmiş barmaq - CLOSE

3. BİLGİ: Bilək, əllərinizi yuxarıya və aşağıya doğru tamamilə üfüqi mövqedən əyərək idarə olunur. Daha çox əyilmə daha çox sürət yaradır

4. QOL: Qol tamamilə sola və sağa üfüqi mövqedən xurma ilə idarə olunur. Daha çox əyilmə daha çox sürət yaradır

5. OYUNCA: Çiyin ovucun sağa və sola dönərək düz mövqe göstərərək idarə olunur. Avuç dirsək oxu boyunca fırlanır (əlinizi yelləyərkən olduğu kimi)

6. BAZA: Baza, ovucun aşağıya doğru baxan çiyinlə eyni şəkildə idarə olunur.

Addım 9: BAŞQA NƏDİR?

İŞDƏ XAYAL EDİR

Həmişə olduğu kimi, belə sistemlərdə daha çox iş görmək üçün proqramlaşdırıla bilər.

Məsələn, mövcud dizayn artıq standart uzaqdan idarəetmə ilə mümkün olmayan əlavə qabiliyyətlərə malikdir:

• Tədricən sürət artımı: hər bir motor hərəkəti əvvəlcədən təyin edilmiş minimum sürətlə başlayır və maksimum sürət əldə olunana qədər hər 1 saniyədə tədricən artırılır. Bu, hər bir mühərriki (xüsusən də bilək və tutucu) daha dəqiq idarə etməyə imkan verir.
• Daha sürətli hərəkətin ləğvi: Qol Qutusu tərəfindən bir mühərriki dayandırma əmri alındıqda, motoru təxminən 50 ms müddətinə tərsinə çevirir, beləliklə hərəkəti "pozur" və daha dəqiq bir idarə etməyə imkan verir.

BAŞQA?

Bəlkə də daha mürəkkəb nəzarət jestləri tətbiq oluna bilər. Və ya eyni vaxtda jestlər ətraflı nəzarət üçün istifadə edilə bilər. Qol rəqs edə bilərmi?

Əlcəyi necə yenidən proqramlaşdıracağınız və ya test etməyimi istədiyiniz bir eskizin bir versiyası varsa - mənə bildirin: [email protected]

Addım 10: *** QALDIQ !!! ***

Bu layihə, Microsoft tərəfindən maliyyələşdirilən Coded Creations müsabiqəsində Birinci Mükafatı qazandı.

Onu yoxlamaq! WOO-HOO !!!

Kodlu Yaradılışlarda İkinci Mükafat