Ndërtoni një robot telepresence të kontrolluar përmes Wifi: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Ky projekt ka të bëjë me ndërtimin e një roboti që mund të ndërveprojë me një mjedis të largët dhe të kontrollohet nga çdo pjesë e botës duke përdorur Wifi. Ky është projekti im i fundit inxhinierik i vitit të fundit dhe kam mësuar shumë për elektronikën, IoT dhe programimin edhe pse ai. Ky projekt është i fokusuar tek njerëzit me aftësi të kufizuara në lëvizje pasi ata e kanë të vështirë të lëvizin, kështu që një robot teleprezence mund t'i ndihmojë ata me lehtësi.

Ekzistojnë 2 sisteme brenda projektit për ta bërë atë të suksesshëm. Kontrolli i lëvizjes së dorës tuaj për të lëvizur dorën robotike dhe aplikacionin celular i cili kontrollon bazën e motorit.

Më poshtë janë dokumenti dhe prezantimi i Telepresence V1 kështu që do të keni një kuptim më të thelluar.

Koha për ta ndërtuar!

Furnizimet

Për këtë projekt nevojiten shumë mjete dhe përbërës. Më kushtoi rreth 1000 AED (270 $) prandaj sigurohuni që ta keni atë buxhet. Këtu janë përbërësit që do t'ju nevojiten:-

1. Nyja MCU x 3
2. L298N Drejtuesi i motorit DC x 1
3. Furnizimi me energji 12V x 1
4. LM2596 Rregullatori i Tensionit Hapës-poshtë x 1
5. Sensorë MPU9250 IMU x 2
6. Servo Motors (10-20kg Çift rrotullues) x 4
7. dru i lehtë 1x1m
8. 8M shufra metalike të filetuar 1m x 2
9. Printer 3D (30x30cm)
10. druvar dhe shpues
11. Telat elektrikë, telat e kërcyesit dhe tabelën e bukës
12. Mëngë me krah të plotë
13. Motor 12V DC (25kg.cm) x 2
14. Rrota rrotulluese 3 inç x 1
15. Rrota gome 6 cm me montim vidë x 2
16. Komplet bashkimi

Hapi 1: Si funksionon?

Ky është tabela e rrjedhës së komunikimit për t'ju bërë të kuptoni se si komponentët po komunikojnë me njëri -tjetrin. Ne po përdorim Rrjetin e Transferimit të të Dhënave të quajtur PubNub si një platformë IoT që mund të dërgojë mesazhe në kohë reale në vetëm 0.5 sekonda! Kjo është përgjigja më e shpejtë që mund të marrim dhe kjo është edhe më e rëndësishme në projektin tonë pasi ne do të përdorim dorën për të kontrolluar krahun e robotit në kohë reale.

Të gjitha Nodemcu përdoren për dërgimin dhe marrjen e të dhënave. Ka 2 sisteme individuale të përfshira këtu ku Nodemcu në krah dërgon të dhënat e sensorit të lëvizjes në PubNub dhe që merren nga Nodemcu në krahun robotik. për lëvizjen bazë, aplikacioni celular dërgon të dhënat për koordinatën x, y nga levë dhe që merren nga Nodemcu në bazë e cila mund të kontrollojë motorin përmes shoferit. Kjo është e gjitha për tani.

Hapi 2: Projektimi

Dizajni i mësipërm do t'ju japë një ide se si duket struktura. Ju mund të shkarkoni skedarët cad për të pasur një pamje më të mirë. Baza e rover mbështetet nga 3 rrota ku 2 janë motor DC në pjesën e pasme dhe një rrotë rrotulluese përpara. Për shkak të lëvizjes së krahut robotik, vura re paqëndrueshmëri në bazë, kështu që ju mund të konsideroni shtimin e 2 rrotave rrotulluese përpara. Baza e poshtme dhe e sipërme e drurit mbështeten nga shufra të filetuara të cilat janë të vendosura me arra. Sigurohuni që përdorni arrë bllokimi pasi kjo do ta bëjë atë të shtrënguar përgjithmonë për një kohë të gjatë.

Shkarkoni Skedarin Burimor të Dizajnit - Dizajni i Telepresencës

Hapi 3: Printimi 3D i llogaritjes së krahut dhe çift rrotullues

Roboti i krahut të telepresencës është një dizajn i thjeshtë në formën e kutisë në mënyrë që të printohet lehtë 3d me sasi minimale të filamentit. Gjatësia e saj është rreth 40 cm që është e gjatë sa krahu i njeriut. Gjatësia e krahut robotik bazohet në çift rrotullues të ngritur nga motorët servo. Ju mund të gjeni llogaritjen e çift rrotullues në imazhin e mësipërm së bashku me specifikimet e servo motorit që kam përdorur në mënyrë që të personalizoni modelin sipas nevojave tuaja. Por shmangni përdorimin e çift rrotullues maksimal të servo motorit pasi kjo do të përfundojë duke dëmtuar motorin në planin afatgjatë.

Shkarkoni skedarët e printimit 3D më poshtë, printojeni dhe vazhdoni të ecni përpara.

Hapi 4: Fabrikimi dhe montimi i bazës

Këtu janë hapat që mund të ndiqni për fabrikimin:-

1. Pritini shufrën metalike të filetuar në pikën e mesme duke përdorur sharrë
2. Përdorni druvarë për të bërë 2 copa druri 40x30cm
3. Stërvitni vrimat e nevojshme në bazën e sipërme dhe të poshtme si vizatimi i mësipërm
4. Filloni të bashkoni motorin DC dhe rrotat e rrotullës në bazën e poshtme
5. Për të bërë një vrimë drejtkëndëshe në bazën e sipërme, së pari bëni një vrimë rrethore me shpuesin dhe pastaj futni druvarë nëpër vrimë dhe shkurtojeni atë përgjatë skajeve për të bërë një drejtkëndësh.

nëse po pyesni pse vrima e sipërme e djathtë vendoset prapa, atëherë është sepse nuk isha i sigurt nëse do ta vendosja krahun robotik në cepin e djathtë në qendër. Vendosja e tij në qendër ishte një zgjedhje më e mirë për shkak të ekuilibrit të peshës.

Hapi 5: Montimi i Krahut Robotik

Montimi i Krahut Robotik kërkon vëmendje të veçantë. Përveç montimit mekanik, duhet të siguroheni që servo motori të jetë në këndin e duhur kur montohet. Ndiqni diagramin e mësipërm për t'ju dhënë një ide se në cilin kënd servo motori të vendoset në të gjithë motorët para se të montoni ndonjë gjë në krye. Mundohuni ta merrni këtë pjesë të drejtë, përndryshe do të përfundoni duke e montuar përsëri.

Përdorni modelin e kodit më poshtë për të vendosur këndin e saktë të servo duke përdorur Arduino ose Nodemcu. Tashmë ka shumë informacion në lidhje me këtë në internet, kështu që nuk do të flas në detaje.

#përfshi

Servo servo;

int pin =; // vendos numrin pin në të cilin servo data pin është ngjitur në arduino

void setup () {

servo.tach (pin);

}

lak void () {

kënd int =; // këndi në të cilin duhet të vendosni

servo.shkruaj (këndi);

}

Hapi 6: Qarku i Kontrolluesit të Krahut

Asambleja e kontrolluesit të krahut është e thjeshtë për tu bërë. Përdora një mëngë të gjatë dhe bashkova sensorët, Nodemcu & breadboard me qepje. Sigurohuni që orientimi i sensorit të jetë në të njëjtin drejtim si imazhi i mësipërm i kontrolluesit. Më në fund, ndiqni diagramin e qarkut dhe shkarkoni kodin më poshtë.

Hapi 7: Qarku i Robotit të Telepresencës

Ndiqni diagramin e qarkut në të njëjtën mënyrë. Kontrolloni kryqëzimet e furnizimit me energji elektrike që po përdorni për të shmangur qarqet e shkurtra. Vendosni tensionin e daljes së konvertuesit buck në 7V pasi që është tensioni mesatar i të gjithë motorëve servo. Vendi i vetëm që mund të lidhni janë terminalet e motorit bazë DC pasi konsumon shumë rrymë, kështu që duhet të jetë i shtrënguar me tela elektrike pak më të trashë. Pasi qarku të përfundojë, më vonë do të ngarkoni 'arm_subscriber.ino' në Nodemcu e cila lidhet me krahun dhe 'base.ino' që do të ngarkohet në Nodemcu bazë.

Hapi 8: Aplikacioni celular

Ky është celulari për të kontrolluar lëvizjen. Kur lëvizni levën, ajo dërgon koordinatat X, Y në rrethin e levës në Pubnub dhe merret nga Nodemcu në bazë. Ky koordinatë X, Y shndërrohet në kënd dhe duke e përdorur atë mund të gjejmë në cilin drejtim do të shkojë roboti. Lëvizja bëhet duke ndezur/fikur dhe ndryshuar drejtimin e dy motorëve. Nëse komanda është Forward atëherë të dy motorët shkojnë përpara me shpejtësi të plotë, nëse lihen atëherë motori i majtë do të kthehet mbrapsht dhe motori i djathtë shkon përpara etj.

funksioni i mësipërm mund të bëhet thjesht me butona gjithashtu në vend të një levë, por unë zgjedh levë për të kontrolluar shpejtësinë e motorit gjithashtu. Sidoqoftë, kunja ime e aktivizimit nuk funksionoi me Nodemcu kështu që e lashë atë pjesë. Unë kam shtuar një kod të kontrollit të shpejtësisë në base.ino vetëm në rast si koment.

Ju mund të merrni skedarin burimor.aia më poshtë i cili mund të redaktohet duke përdorur shpikësin e aplikacionit MIT. Ju do të duhet të bëni një konfigurim bazë në aplikacion të cilin do ta tregoj në hapin tjetër.

Hapi 9: Krijo llogari në Pubnub & Merr Çelësat

Tani është koha për të bërë hapin përfundimtar që është të konfiguroni platformën tuaj IoT. Pubnub është më i miri sepse transferimi i të dhënave ndodh në kohë reale dhe kërkon vetëm 0.5 sekonda për t'u transferuar. Për më tepër, ju mund të dërgoni 1 milion pikë të dhënash në muaj kështu që është platforma ime e preferuar personale.

Shkoni te PubNub dhe krijoni llogarinë tuaj. Pastaj shkoni te menutë Apps në menunë e majtë dhe klikoni butonin e quajtur "+Krijo një aplikacion të ri" në të djathtë. Pas emërtimit të aplikacionit tuaj, do të shihni imazhin e mësipërm të çelësit të botuesit dhe pajtimtarit. Kjo është ajo që ne do të përdorim për të lidhur pajisjet.

Hapi 10: Shtoni Çelësat në Kod dhe Ngarko

Ne kemi nevojë për 4 gjëra në mënyrë që pajisja të komunikojë me njëra-tjetrën:- pubkey, nënçelës, kanal dhe wifi.

pubkey & subkey do të mbeten të njëjta në të gjithë aplikacionin Nodemcu dhe celular. 2 pajisje që komunikojnë njëra -tjetrën duhet të kenë të njëjtin emër kanali. Meqenëse aplikacioni celular dhe baza po komunikojnë në mënyrë që të kenë të njëjtin emër kanali të ngjashëm për kontrolluesin dhe dorën robotike. Së fundi, duhet të vendosni kredencialet wifi në secilën Nodemcu në mënyrë që të lidhet me wifi në fillim. Unë kam shtuar tashmë emrin e kanalit kështu që wifi dhe pub/sub kyç është ajo që do të duhet të shtoni nga llogaria juaj.

Shënim:- Nodemcu mund të lidhet vetëm me wifi e cila mund të arrihet pa uebfaqe si e ndërmjetme. Edhe për prezantimin tim përfundimtar më duhej të përdorja pikë të nxehta celulare që kur wifi i universitetit ishte zvarritur.

Hapi 11: Përfundim

Nëse keni arritur deri këtu atëherë AWESOME! Shpresoj se keni fituar diçka me vlerë nga ky artikull. Ky projekt ka kufizime të vogla të cilat dua t'ju them para se ta ekzekutoni. Këtu janë disa më poshtë:-

Lëvizja e papritur e krahut robotik:-

Ka shumë lëvizje të papritura të krahut robotik. Kjo është për shkak të vonesës prej 0.5 sekondash që informacioni i sensorit të transferohet si një lëvizje servo. Unë madje dëmtova 2 nga motorët servo, kështu që mos e lëvizni krahun tuaj shumë shpejt. Ju mund ta zgjidhni këtë problem duke shtuar hapa të ndërmjetëm midis lëvizjes origjinale për të krijuar lëvizje të qetë.

Pa ndalim të lëvizjes së bazës:-

kur e bëj robotin të lëvizë në një drejtim përmes një aplikacioni celular, roboti vazhdon të lëvizë në të njëjtin drejtim edhe kur ngre gishtat. Kjo ishte e bezdisshme pasi gjithmonë më duhej ta fikja energjinë për të ndaluar lëvizjen. Kam futur kodin e ndalimit në aplikacion, por ende nuk funksionoi. Mund të jetë një problem në vetë aplikacionin. Ndoshta mund të përpiqeni ta zgjidhni dhe më tregoni.

Asnjë prurje video:-

Pa furnizimin me video që vjen nga roboti te personi, ne kurrë nuk mund të vendosemi shumë larg nga përdoruesi. Doja ta shtoja këtë fillimisht, por do të kërkoja më shumë kohë dhe investim, kështu që e lashë atë.

Ju djema mund ta çoni këtë projekt më tej duke zgjidhur problemin e mësipërm. Kur ta bëni këtë më tregoni. Lamtumire

Për më shumë projekte vizitoni uebfaqen e portofolit tim

Nënkampion në Konkursin e Robotikës