Ehitage Wifi kaudu juhitav teleesindusrobot: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Selle projekti eesmärk on ehitada robot, mis suudab suhelda kaugkeskkonnaga ja mida saab juhtida mis tahes maailma otsast Wifi abil. See on minu viimase aasta inseneriprojekt ja õppisin palju elektroonika, asjade Interneti ja programmeerimise kohta. See projekt on keskendunud liikumispuudega inimestele, kuna neil on raske ringi liikuda, nii et telepresotentsusrobot saab neid hõlpsalt aidata.

Projekti edukaks muutmiseks on 2 süsteemi. Liigutage oma kätt, et liigutada robotkätt ja mobiilirakendust, mis juhib mootori alust.

Allpool on Telepresence V1 dokument ja esitlus, nii et saate põhjalikuma ülevaate.

Aeg seda ehitada!

Tarvikud

Selle projekti jaoks on vaja palju tööriistu ja komponente. See maksis mulle umbes 1000 AED (270 $), nii et veenduge, et teil on see eelarve. Siin on vajalikud komponendid:-

1. Sõlm MCU x 3
2. L298N alalisvoolumootori draiver x 1
3. 12V toide x 1
4. LM2596 astmepinge regulaator x 1
5. MPU9250 IMU andurid x 2
6. Servomootorid (pöördemoment 10–20 kg) x 4
7. kerge puit 1x1m
8. 8M keermestatud metallvardad 1m x 2
9. 3D -printer (30x30 cm)
10. puulõikaja ja puurija
11. Elektrijuhtmed, hüppajajuhtmed ja leivaplaat
12. Täisvarrukas
13. 12 V alalisvoolumootor (25 kg cm) x 2
14. 3-tolline ratas x 1
15. 6 cm kummist ratas kruvikinnitusega x 2
16. Jootekomplekt

Samm: kuidas see toimib?

See on suhtluse vooskeem, mis aitab teil mõista, kuidas komponendid omavahel suhtlevad. Kasutame andmeedastusvõrku nimega PubNub IoT platvormina, mis suudab reaalajas sõnumeid saata vaid 0,5 sekundiga! See on kiireim vastus, mida saame saada, ja see on meie projektis veelgi olulisem, kuna kasutame roboti käe reaalajas juhtimiseks oma kätt.

Kõiki Nodemcu -sid kasutatakse andmete saatmiseks ja vastuvõtmiseks. Siin on seotud kaks individuaalset süsteemi, kus käe Nodemcu saadab liikumisanduri andmed PubNubile ja Nodemcu võtab need vastu robotkäel. baasi liikumiseks saadab mobiilirakendus juhtnupult andmed x, y koordinaatide kohta ja selle võtab vastu baasil olev Nodemcu, kes saab mootorit juhtida. Praeguseks kõik.

2. samm: disain

Ülaltoodud disain annab teile ettekujutuse selle struktuuri väljanägemisest. Parema väljanägemise huvides saate alla laadida cad -failid. Roveri alust toetavad 3 ratast, millest 2 on alalisvoolumootor taga ja üks ratas ees. Robotkäe liikumise tõttu märkasin aluse ebastabiilsust, nii et võiksite kaaluda 2 ratta lisamist ette. Alumist ja ülemist puidust alust toetavad keermestatud vardad, mis on kinnitatud mutritega. Veenduge, et kasutate lukustusmutrit, kuna see muudab selle pikaks ajaks pingul.

Laadige alla disaini lähtefail - Telepresence Design

3. samm: käe ja pöördemomendi arvutamine 3D -printimisel

Teleelementroboti käepide on karbi kujul lihtne, nii et seda saab minimaalse hõõgniidiga hõlpsalt 3D -printida. Selle pikkus on umbes 40 cm, mis on sama pikk kui inimese käsi. Robotkäe pikkus põhineb servomootorite poolt tõstetud pöördemomendil. Pöördemomendi arvutamise leiate ülaltoodud pildilt koos minu kasutatud servomootori spetsifikatsioonidega, et saaksite disaini vastavalt oma vajadustele kohandada. Kuid vältige servomootori maksimaalse pöördemomendi kasutamist, kuna see kahjustab pikas perspektiivis mootorit.

Laadige alla 3D -printimise failid, printige need ja liikuge edasi.

Samm: aluse valmistamine ja kokkupanek

Valmistamisel saate järgida järgmisi samme:-

1. Lõika keermestatud metallvarras saega keskelt
2. Kasutage puulõikurit, et teha 2 puidust 40x30 cm suurust tükki
3. Puurige ülemise ja alumise aluse külge vajalikud augud nagu ülaltoodud joonisel
4. Alustage alalisvoolumootori ja rataste kinnitamist alumisele alusele
5. Ülemise aluse ristkülikukujulise augu tegemiseks tehke puuriga kõigepealt ringikujuline auk ja seejärel sisestage puulõikur läbi augu ja lõigake see servadest ristküliku moodustamiseks.

kui te ei tea, miks parempoolne auk on tagurpidi asetatud, siis sellepärast, et ma ei olnud kindel, kas ma asetan robotkäe paremale nurgale. Selle asetamine keskele oli kaalukaalu tõttu parem valik.

Samm: robotkäe kokkupanek

Robotikäe kokkupanek nõuab erilist tähelepanu. Lisaks mehaanilisele kokkupanekule peate veenduma, et servomootor on kokkupanekul õige nurga all. Järgige ülaltoodud diagrammi, et anda teile ettekujutus selle kohta, millise nurga all servomootor kõikidele mootoritele seadistada, enne kui midagi kokku panete. Proovige seda osa õigesti teha, vastasel juhul panete selle uuesti kokku.

Kasutage allolevat koodimalli, et määrata Arduino või Nodemcu abil täpne servonurk. Internetis on selle kohta juba palju teavet, nii et ma ei hakka seda üksikasjalikult kirjeldama.

#kaasake

Servo servo;

int pin =; // pange arduinole pin -number, kus servoandmete tihvt on kinnitatud

tühine seadistus () {

servo.attach (tihvt);

}

void loop () {

int nurk =; // nurk, mille jaoks peate seadistama

servo.write (nurk);

}

6. samm: käsivarre kontrolleri ahel

Käsikontrolleri kokkupanekut on lihtne teha. Kasutasin pikka varrukat ja kinnitasin õmblemisega andurid, Nodemcu ja leivalaua. Veenduge, et anduri suund on samas suunas kui ülaltoodud kontrolleri pilt. Lõpuks järgige skeemi ja laadige alla kood.

Samm 7: Teleloomeroboti ahel

Järgige skeemi samamoodi. Lühise vältimiseks kontrollige ristkasutatavaid toiteallika kontakte. Seadistage muunduri väljundpingeks 7 V, kuna see on kõigi servomootorite keskmine pinge. Ainus koht, kus võite jootma hakata, on alalisvoolumootori klemmid, kuna see tarbib palju voolu, nii et see peab olema tihedam veidi paksema elektrijuhtmega. Kui vooluring on lõpule jõudnud, laadite hiljem 'arm_subscriber.ino' üles Nodemcu, mis ühendab käe ja 'base.ino' ning laaditakse üles baasi Nodemcu.

8. samm: mobiilirakendus

See on mobiil, mis kontrollib liikumist. Kui liigutate juhtkangi, saadab see juhtnupu ringil olevad X, Y koordinaadid Pubnubile ja Nodemcu võtab need vastu. See X, Y koordinaat teisendatakse nurgaks ja seda kasutades saame leida, millises suunas robot liigub. Liikumine toimub kahe mootori sisse/välja lülitamise ja suuna muutmisega. Kui käsk on Edasi, lähevad mõlemad mootorid täiskiirusel edasi, kui vasakule, siis vasak mootor tagurpidi ja parem mootor edasi ja nii edasi.

ülaltoodud funktsiooni saab lihtsalt juhtnuppu asemel nuppudega teha, kuid ma valin juhtkangi ka mootori kiiruse juhtimiseks. Minu lubamisnõel aga Nodemcuga ei töötanud, seega jätsin selle osa maha. Lisasin igaks juhuks kommentaariks baasi.ino kiirusekontrolli koodi.

Allpool saate hankida lähtefaili.aia, mida saab MIT rakenduse leiutaja abil redigeerida. Peate rakenduses tegema põhikonfiguratsiooni, millest ütlen järgmises etapis.

Samm: looge Pubnubis konto ja hankige võtmed

Nüüd on aeg teha viimane samm, mis on IoT platvormi konfigureerimine. Pubnub on parim, kuna andmeedastus toimub reaalajas ja selle edastamiseks kulub vaid 0,5 sekundit. Lisaks saate saata 1 miljon andmepunkti kuus, nii et see on minu isiklik lemmikplatvorm.

Avage PubNub ja looge oma konto. Seejärel minge vasakpoolses menüüs rakenduste menüüdesse ja klõpsake paremal nuppu "+Loo uus rakendus". Pärast rakendusele nime andmist näete ülaltoodud pilti avaldaja ja tellija võtmest. Seda kasutame seadmete ühendamiseks.

Samm: lisage koodile võtmed ja laadige üles

Vajame 4 asja, et seade saaks üksteisega suhelda:- pubkey, alamvõti, kanal ja wifi.

pubkey ja alamvõti jäävad samaks kõigis Nodemcu ja mobiilirakendustes. Kahel üksteisega suhtleval seadmel peaks olema sama kanali nimi. Kuna mobiilirakendus ja baas suhtlevad, siis on sama kanali nimi sarnane kontrolleri ja robotkäe jaoks. Lõpuks peate igale Nodemcule panema wifi mandaadi, et see saaks alguses WiFi -ga ühenduse luua. Olen juba kanali nime lisanud, nii et WiFi ja pubi/alamvõti on see, mille peate oma kontolt lisama.

Märkus:- Nodemcu saab luua ühenduse ainult WiFi-ga, millele pääseb vahepealsena juurde ilma veebileheta. Isegi oma viimase esitluse jaoks pidin kasutama mobiilset leviala, kuna ülikooli wifi oli lohistav.

Samm 11: Järeldus

Kui jõudsite siiani, siis AWESOME! Loodan, et saite sellest artiklist midagi väärtuslikku. Sellel projektil on väikesed piirangud, mida tahan teile enne selle elluviimist öelda. Siin on mõned allpool:-

Robotikäe järsk liikumine:-

Robotikäe liikumist on palju. Selle põhjuseks on 0,5 -sekundiline viivitus, et anduriteave edastataks servoliigutusena. Ma kahjustasin isegi 2 servomootorit, nii et ärge liigutage oma kätt liiga kiiresti. Selle probleemi saate lahendada, lisades sujuva liikumise loomiseks vaheetappe algse liikumise vahele.

Aluse liikumist ei peatata:-

kui panen roboti mobiilirakenduse kaudu ühes suunas liikuma, liigub robot edasi samas suunas ka siis, kui tõstan sõrmi. See oli tüütu, kuna liikumise peatamiseks pidin alati toite välja lülitama. Sisestasin rakendusse peatumiskoodi, kuid see ei töötanud ikkagi. See võib olla probleem rakenduses endas. Võib -olla proovite seda lahendada ja andke mulle sellest teada.

Videovoogu pole:-

Kui videovoogu ei edastata robotilt inimesele, ei saa me kunagi kasutajat kaugel kasutada. Tahtsin selle esialgu lisada, kuid nõuaksin rohkem aega ja investeeringuid, nii et jätsin selle.

Te võite seda projekti edasi viia, lahendades ülaltoodud probleemi. Kui sa seda teed, anna mulle sellest teada. Hüvastijätt

Rohkemate projektide jaoks külastage minu portfelli veebisaiti

Robootikavõistluse teine koht