Roboti i kontrolluar nga zëri: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:12

Ky udhëzues shpjegon se si të ndërtoni një dorë robotike të kontrolluar nga zëri duke përdorur një Arduino Uno R3, një modul Bluetooth HC-06 dhe pesë motorë hapës. [1]

Komandat zanore Bluetooth dërgohen nga celulari juaj Android tek përkthyesi Arduino Uno R3 i cili kontrollon dorën.

MIT AppInventor 2 u përdor për të shkruar aplikacionin Android i cili shfrytëzon fuqinë e Google-Speech-To-Text. [2]

Dora, e cila është bërë nga një gjatësi prej 20 mm x 3 mm nxjerrje alumini dhe një varëse teli, është ndërtuar për të provuar disa ide. Teknikat e ndërtimit dhe kodi mund të jenë me interes për të tjerët.

Karakteristikat përfshijnë:

• E thjeshte per tu bere
• Lëvizjet individuale të gishtërinjve
• Lëvizjet e grupit të gishtërinjve
• Forma të programueshme të duarve për detyra të ndryshme
• Peshë e lehtë
• Çdo gisht operohet me kabllo…
• Punimet nën ujë duhet të jenë të nevojshme (pa motorë të shkurtër)

Duke përjashtuar celularin tuaj, kostoja e parashikuar për të ndërtuar këtë projekt është më pak se 100 dollarë

Imazhe

Fotografia 1 tregon dorën mekanike.

Fotografia 2 tregon dorën e bashkangjitur në montimin e motorit.

Fotografia 3 tregon kontrolluesin e zërit Bluetooth (celular)

Fotografia 4 është një pamje e ekranit që tregon një dialog tipik

Video demonstron dorën e kontrolluar nga zëri në veprim

Shënime

[1]

Motorët hapës janë nga projektet e kaluara. Servo motorët duhet të punojnë njësoj mirë me disa ndryshime të kodit.

[2]

MIT AppInventor 2 është i disponueshëm lirshëm nga

Aplikacioni VTT.apk (Voice To Text) dhe kodi VTT.aia për këtë projekt janë paraqitur në këtë udhëzues nëse dëshironi ta përshtatni atë.

Hapi 1: Lista e Pjesëve

Pjesët e mëposhtme janë marrë nga

• 1 vetëm Arduino UNO R3 me kabllo USB
• 1 vetëm Prototip PCB Breadboard për Arduino UNO R3
• 1 vetëm modul Bluetooth HC-06
• 5 vetëm 17HS3430 Nema17 12 volt Stepper Motors
• 5 Tabela të Shoferëve të Big Easy Easy v1.2 A4988 Stepper Motor
• 5 vetëm GT2 20 dhëmb Alumini Koha e rrotullës së rrotullës 5mm Gjerësia 6mm me vidë
• 5 vetëm GT2 Idler Pulley Bore 4mm me Kushineta për GT2 Rripin e kohës Gjerësia 6mm 20Thëmbët
• 5 vetëm GT2 Rrip i mbyllur i rripit të kohës Gome 6mm 160mm
• 1 vetëm pkt 120pcs 10cm mashkull në mashkull + mashkull në femër dhe femër në femër jumper wire Dupont cable për Arduino diy kit

Pjesët e mëposhtme janë marrë në vend:

• 1 vetëm gjatësi 20mm x 3mm nxjerrje alumini
• 1 vetëm një copë alumini 120mm x 120mm
• 1 tabelë përbërëse vetëm 200mm x 100mm x 6mm (për shtrirje dore dhe dore)
• 1 tabelë përbërëse vetëm 500mm x 500mm x 6mm (për pllakën bazë)
• 1 copë druri vetëm me gjatësi të shkurtër (afërsisht 520mm) 18mm x 65mm (për këmbët e pllakës bazë)
• 1 varëse rrobash me tela (përafërsisht diametri 2.4mm)
• 1 perde me tela të gjatë
• 1 vetëm perde-sy
• 1 vetëm mbështjell 30lb linjë najloni peshkimi
• 1 vetëm gjatësi të shkurtër të kapelës-elastike
• 1 vetëm lidhëse kabllo pkt
• 1 vetëm rezistencë 1200 ohm 1/8 vat
• 1 vetëm 2200 ohm rezistencë 1/8 vat
• 1 vetëm 1N5408 3 diodë fuqie 3 amp
• 1 vetëm çelës SPST (hedhje e vetme me një pol)
• 1 bllok bllok terminal PCB vetëm me 2 kunja
• 15 mbështetëse najloni me fije M3 x 9mm
• 30 vetëm bulona M3 x 5mm (për fiksime najloni)
• 30 vetëm bulona M3 x 10mm (për gishtat dhe montimet e motorit)
• 2 vetëm bulona M4 x 15mm (për shtrirjen e kyçit të dorës)
• 5 vetëm bulona M4 x 30mm (për rrotullat e papunë)
• 17 vetëm arra M4 (për rrotullat e papunë)
• 12 vida vetëm prej druri (për këmbët e pllakës bazë)

Kostoja e vlerësuar e këtyre pjesëve është më pak se 100 dollarë

Hapi 2: Diagrami i Qarkut

Diagrami i qarkut për dorën e robotit është treguar në foton 1

Motori që përputhet / mburoja Bluetooth është treguar në foton 2

Drejtuesit e mëdhenj të Lehtë janë treguar në foton 3.

Kontrolluesit e motorëve Big Easy Driver mbështesin telat me zinxhir margaritar

Instalime me motor

Mund të jetë e nevojshme të kthehen mbrapsht dy telat qendrorë nga secili motorë stepper me 12 volt 17HS3430 Nema17 pasi bordet e drejtuesve të motorëve me shpejtësi të madhe Big Easy v1.2 A4988 presin që telat nga secila prej mbështjelljeve të spirales të jenë ngjitur.

Për të arritur këtë është e nevojshme të ndërroni dy telat qendrorë nga secili motor (foto 4).

Sekuenca e paracaktuar e ngjyrave për kabllot 17HS3430 (për motorët e mi) është e kuqe, blu, jeshile, e zezë. Sekuenca e ngjyrave pas modifikimit është e kuqe, jeshile, blu, e zezë.

Dredha -dredha e kuqe dhe jeshile është e lidhur me terminalet "A" të Shoferit të Madh të Lehtë.

Dredha -dredha blu, e zezë është ngjitur në terminalet "B" të Shoferit të Madh të Lehtë.

Kufijtë aktual të Shoferit të Madh të Lehtë

Kufiri aktual për secilin nga Drejtuesit e Big Easy duhet të vendoset në 400mA (mili-amper).

Për të arritur këtë:

1. Fikeni energjinë [1]
2. Shkëputeni Arduino -n tuaj
3. Shkëputni çdo kabllo motorike
4. Kthejeni secilin nga potenciometrat me kufi aktual në A4988 Big Easy Driver Boards plotësisht në drejtim të akrepave të orës
5. Aplikoni 12 volt në Drejtuesit e mëdhenj të Lehtë … ju duhet të merrni një lexim aktual midis 90mA dhe 100mA. Kjo është rryma që tërhiqet nga LED.
6. Fikni furnizimin me 12 volt [1]
7. Lidhni motorin "Thumb", vendosni fuqinë dhe rregulloni rrymën e furnizimit në 490mA
8. Fikni furnizimin me 12 volt [1]
9. Shkëputeni motorin Thumb.
10. Përsëritni hapat 6, 7, 8, 9 për secilin nga motorët e mbetur

Lidhni të gjithë kabllot motorikë në kontrolluesit e tyre përkatës.

Rryma totale e furnizimit do të jetë pak më shumë se 2 amper kur të përdoret energjia

shënim

[1]

KURR mos e lidhni ose shkëputni një motor hapës me fuqinë e aplikuar. "Goditja" induktive (rritja e tensionit) ka të ngjarë të dëmtojë kontrolluesit.

Hapi 3: Dora… Koncept

Dora ime e parë robot, e përshkruar në https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/, ka shumë pjesë të vogla dhe përdor shirit ngjitës për nyjet.

Kjo dorë alternative është më e thyer, ka më pak pjesë dhe është më e lehtë për tu bërë.

Fotografitë e mësipërme tregojnë konceptin bazë … nëse hiqni bulonin qendror nga një pantograf, "nyja" ka një rotacion minimal prej 90 gradë [1]

shënim

[1]

Kam menduar të përdor krahun e pantografit në komplotin tim të aktivizuesit https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… por e braktisa idenë pasi kishte shumë lëvizje të padëshiruara për shkak të numrit të madh të nyjeve.

Hapi 4: Dora… Prototip

Fotografitë e mësipërme tregojnë se si mund të krijohet një "gisht" nga një gjatësi e nxjerrjes së aluminit dhe një varëse teli.

Lidhja ka një veprim të qetë dhe është jashtëzakonisht e fortë.

Arra dhe bulona nuk janë të nevojshme … një pikë ngjitjeje në çdo tela i siguron ato në vend.

Hapi 5: Dora… Ndërtimi

Pak mjete kërkohen për ta bërë këtë dorë … vetëm një sharrë, disa stërvitje dhe një skedar.

Hapi 1

• Gjurmoni një skicë të dorës suaj në letër. (foto 1)
• Shënoni "nyjet e nyjeve" dhe "nyjet" e gishtërinjve tuaj
• Injoroni majat e gishtërinjve tuaj … ato normalisht nuk përkulen aq shumë … një pjerrësi është e mjaftueshme. Nëse kërkohet një kthesë e lehtë që mund të shtohet më vonë.

Hapi 2

• Pritini pjesët e gjatësisë së gishtit nga nxjerrja e aluminit (foto 2)
• Stërvitni katër vrima me diametër të varëses së rrobave … një në çdo cep të nxjerrjes së aluminit. (foto 4)
• Shponi një vrimë me diametër më të vogël prapa secilës prej vrimave të para. Këto përdoren për elastikën e kapelës dhe tendinat najloni. (foto 4)
• Pritini gjatësinë e telit nga varëse rrobash dhe përkulni çdo fund 90 gradë
• Kaloni telat kur bashkoni pjesët e gishtave prej alumini. Telat futen nga anët e kundërta.
• Siguroni telat duke aplikuar lidhës në secilën tela. Mos u shqetësoni për lidhësin që ngjitet në alumin … nuk ndodh.
• Hiqni çdo fluks saldimi nga nyjet duke përdorur terpentinë minerale (ose të ngjashme) pastaj aplikoni një pikë vaji të makinës qepëse. Fshini çdo vaj të tepërt me një peshqir letre.

Hapi 3

• Lidhni secilin gisht në formën e dorës prej druri duke përdorur kllapa alumini të formës "L" të krijuara nga një copë fletë alumini.
• Paraqitni prapavijat në mënyrë të tillë që gishtat të jenë drejt kur të zgjaten plotësisht. (foto 4)

Hapi 4

Bashkangjit gishtin e madh (foto 2). Kllapa e gishtit të madh duket e komplikuar, por është thjesht një copë fletë-alumini në formë “L” të prerë në një kënd. Kthesa 90 gradë më pas pritet dhe skajet spërkaten

Hapi 5

• Lidhni një pjesë të kapelës elastike midis vrimave të sipërme të mbetura (foto 4).
• Rregulloni tensionin derisa gishtat vetëm të shtrihen.

Hapi 6

• Bashkangjitni tendinat najloni (vija e peshkimit) në vrimat e gishtave të poshtëm.
• Kaloni çdo tendon najloni përmes vrimave me diametër 2 mm të shpuara në një copë druri (të lakuar). Këto vrima veprojnë si sy perde. (foto 2)

Hapi 7:

Një sy perde përdoret për të ndryshuar drejtimin e tendonit najloni të gishtit të madh. Syri i perdes është i dehur në një najlon të fiksuar M3 të vendosur në anën tjetër të dorës

Hapi 6: Softuer… Android

Fotografia 1 tregon ekranin "Design" të MIT AppInventor 2 për aplikacionin tim VTT (Zë-Tekst).

Fotografia 2 tregon "Blloqet" e përdorura në këtë aplikacion.

Fotografitë 3 dhe 4 janë grafika të vogla-p.webp

Leximi i kodit

• Dy "blloqet" e sipërme të majtë lidhin telefonin tuaj me Arduino kur shtypni butonin "Bluetooth".
• Dy "blloqet" e mesme dërgojnë komandën tuaj zanore në arduino kur shtypni butonin "mikrofon". Teksti është krijuar duke përdorur Google Speech_To_Text.
• Të gjitha komandat zanore shfaqen si tekst mbi ikonën "mikrofon".
• Dy "blloqet" e poshtëm të majtë e transferojnë këtë tekst në butonin "personal" nëse dëshironi të përsërisni një komandë kur testoni.
• Dy blloqet e poshtme të djathtë dërgojnë fjalët "hapur" dhe "afër" në dorë. Mendova se këto do të ishin të dobishme gjatë testimit.
• Tre "blloqet" e dorës së djathtë kontrollojnë kohën.

VTT.apk

Skedari i bashkangjitur VTT.apk është aplikacioni aktual i telefonit Android.

Për të instaluar VTT.apk:

• Kopjoni VTT.apk në telefonin tuaj (ose dërgojini email vetes si një shtojcë)
• Ndryshoni cilësimet e telefonit tuaj për të lejuar instalimin e aplikacioneve të palëve të treta
• Shkarkoni një instalues apk nga
• Drejtoni instaluesin.

VTT.aia

Një metodë alternative e instalimit të kodit është:

• krijoni një llogari MIT AppInventor
• Shkarkoni dhe instaloni MIT AppInventor 2 nga
• Shkarkoni dhe instaloni "MIT AI2 Companion" nga https://play.google.com/store në telefonin tuaj.
• Imitoni Foton 1 në ekranin tuaj "Dizajni"
• Përsëritni blloqet e paraqitura në foton 2
• Drejtoni "MIT AI2 Companion" në telefonin tuaj
• Klikoni "Ndërtoni | Aplikacioni (jepni kodin QR për.apk)"
• Klikoni opsionin QR në telefonin tuaj kur të shfaqet kodi QR
• Ndiqni kërkesat.

Hapi 7: Arduino Software

udhezime Instalimi

Shkarkoni skedarin e bashkangjitur "VTT_voice_to_text_7.ino"

Kopjoni përmbajtjen e skedarit në një skicë të re Arduino dhe ruani.

Ngarko skicën në Arduino tuaj.

Shënimet e Dizajnit

Gjuha angleze është jashtëzakonisht komplekse.

Shpesh ka shumë mënyra për të thënë të njëjtën gjë. Në shembujt e mëposhtëm "dora" dhe gishtat "kanë të njëjtin kuptim:

• "Hapeni dorën" ……………………………………… i referohet dorës suaj
• "Hapni gishtat" …………………………………… i referohet dorës suaj

Por fjalët kyçe gjithashtu mund të kenë kuptime të ndryshme:

• "Hapni gishtat" ………………………………….. i referohet dorës suaj
• "Hapni gishtat tregues dhe të mesëm" ………… i referohet gishtërinjve të veçantë

Komandat kuptimplote kërkojnë të paktën dy fjalë kyçe. Komandat e mëposhtme nuk rezultojnë në një veprim me dorë pasi ato kanë vetëm një fjalë kyçe:

• "Hapur" …………………………………………………….. një fjalë kyçe “e hapur” [1]
• "Më jep një dorë" ………………………………………. Një fjalë kyçe “dorë”
• "Më jep një çelës" ………………………………… një fjalë kyçe “dorë”

Për të interpretuar këto komanda unë kam grupuar fjalë kyçe me kuptime të ngjashme si më poshtë:

• Gishtat e shumtë: "dorë", "gishta", "hapur", "mbyllur", "lësho" [1]
• Gishtat specifikë: "gishti i madh", "indeksi", "mesi", "unaza", "i vogël"
• Gishtat e hapur: "të hapur", "ngritje", "shtrirje", "lëshim" [1]
• Mbyll gishtat: "mbyll", "më poshtë" [1]
• Detyrat: "mbaj", "mbaj", "zgjedh", "demo", "kalibro"

Çdo fjalë-grup është i lidhur me një "flamur". Për të interpretuar fjalimin natyror, një flamur ose grup flamuri aktivizohet sa herë që zbulohet një fjalë kyçe. Përkthyesi i fjalimit duhet të shikojë vetëm kombinimet e flamurit për të përcaktuar se çfarë veprimesh kërkohen.

Rekursion

Rekursioni ndodh kur një komandë thërret veten një ose më shumë herë.

Le të supozojmë se disa nga gishtat tuaj janë zgjatur dhe disa janë të mbyllur. Le të supozojmë gjithashtu se doni të keni gishtin e madh të dorës dhe gishtat e mbyllur si kur mbani diçka.

Metoda 1

Dy komandat zanore të mëposhtme do ta arrijnë këtë:

• "Hap dorën"
• "Mbyllni unazën tuaj të mesme dhe gishtat e vegjël"

Metoda 2

Në vend që të lëshoni dy komanda të veçanta, mund të krijoni një detyrë "bart ()":

"Mbajeni këtë për mua"

Kjo komandë aktivizon funksionin "carry ()" i cili më pas lëshon:

• procesi ("hap dorën");
• procesi ("mbyll unazën e mesit të indeksit dhe gishtat e vegjël")

Ky veprim rekursiv lejon krijimin e formave komplekse të duarve.

shënim

[1]

Për lehtësi, unë kam programuar përkthyesin që të pranojë "hapur", mbyllur dhe "lëshuar" si komanda me një fjalë.

Hapi 8: Përmbledhje

Ky udhëzues tregon se si një dorë roboti mund të ndërtohet nga një gjatësi e shkurtër e nxjerrjes së aluminit dhe një varëse teli.

Dora u krijua për të testuar disa ide. Prizat e veshit janë bashkangjitur në majat e gishtërinjve për të përmirësuar kapjen.

Karakteristikat përfshijnë:

• E thjeshte per tu bere
• Çdo gisht operohet me kabllo.
• Lëvizjet individuale të gishtërinjve
• Lëvizjet e grupit të gishtërinjve
• Forma të programueshme të duarve për detyra të ndryshme
• Çmim i ulët
• Peshë e lehtë
• Punimet nën ujë duhet të jenë të nevojshme (pa motorë të shkurtër)

Çdo gisht operohet me kabllo. Linja e peshkimit najloni përdoret për tendinat, secila prej të cilave ushqehet përmes një teli perdesh fleksibël.

Fotografia 2 në seksionin Hyrje tregon dy kabllo… njëri me 2 tendona… tjetri me tre. Kjo është në rregull nëse rrezja e lakimit është e madhe, përndryshe gishtat priren të ngjiten kur kabllot janë të përkulura. Kjo u kapërcye duke përdorur pesë kabllo të veçantë në video

Ndërsa linja e peshkimit najloni funksionon ajo tenton të shtrihet. Gjurma e peshkimit prej çeliku inox do të ishte një zgjedhje më e mirë … Unë kam një rrotull me porosi.

Aktivizuesit janë bërë nga motorë hapës dhe rripa të pafund. Tendet janë ngjitur në rripat e vozitjes me anë të lidhësve të kabllove.

Ky projekt duhet të punojë njësoj mirë me motorët servo. Ndryshimet e vogla të kodit do të jenë të nevojshme nëse zgjidhni të përdorni servos.

Komandat zanore Bluetooth dërgohen në Arduino tuaj nga një aplikacion i telefonit celular Android.

Kodi për aplikacionin e celularit është zhvilluar duke përdorur MIT AppInventor 2 dhe është publikuar në këtë udhëzues.

Përkthyesi i zërit Arduino është jashtëzakonisht i besueshëm. Kodi, i cili përfshihet në këtë udhëzues, mund të përdoret në projekte të tjera.

Duke përjashtuar celularin tuaj, kostoja e parashikuar për të ndërtuar këtë projekt është më pak se 100 dollarë

Klikoni këtu për të parë udhëzimet e mia të tjera udhëzuese.