Telepresence Robot: Základná platforma (časť 1): 23 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Od randofo@madeineuphoria na Instagrame! Nasledovať Viac od autora:

O mne: Volám sa Randy a v týchto častiach som komunitný manažér. V predchádzajúcom živote som založil a prevádzkoval Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. Som tiež autorom … Viac o randofo »

Telepresence robot je typ robota, ktorý je možné ovládať na diaľku cez internet a funguje ako náhrada pre niekoho inde. Napríklad, ak ste v New Yorku, ale chcete fyzicky komunikovať s tímom ľudí v Kalifornii, môžete zavolať telepresenčného robota v Kalifornii a nechať robota, aby vám sadol. Toto je prvá časť zo siedmich -časť radu s pokynmi. V nasledujúcich dvoch pokynoch budeme stavať základnú elektromechanickú robotickú platformu. Táto platforma bude neskôr rozšírená o senzory a dodatočnú riadiacu elektroniku. Táto základňa je sústredená okolo plastového boxu, ktorý poskytuje štruktúru a ponúka vnútorný priestor na skladovanie elektroniky. Konštrukcia využíva dve stredové hnacie kolesá pripevnené k súvislým servám, ktoré mu umožňujú pohybovať sa dopredu, dozadu a otáčať sa na mieste. Aby sa neprevrátil zo strany na stranu, obsahuje dva kovové klzáky stoličiek. Celú vec riadi Arduino. Ak sa chcete dozvedieť viac o témach zahrnutých v tejto sérii projektov, pozrite sa na triedu robotov, triedu elektroniky a triedu Arduino.

Krok 1: Materiály

Keďže ide o dvojdielny projekt, všetky časti som zaradil do jedného zoznamu. V tejto lekcii sa zopakujú diely pre druhú polovicu. Budete potrebovať: (x2) serva s nepretržitým otáčaním (x1) štandardné servo (x1) Arduino (x1) 4 x držiak batérie AA (x1) 2 x držiak batérie AA (x6)) Batéria AA (x1) napájací konektor typu M (x2) kolieska (x1) plastový box (x1) selfie tyč (x1) 1/2 "príruba stropnej dosky (x1) kovový vešiak (x2) 1/4-20 x 7/8 "x 1-1/4" základné posúvače (x4) 1/4-20 matíc (x1) rôzne zmršťovacie trubice (x1) rôzne zipsy

Krok 2: Vŕtajte servo klaksón

Utiahnite najvzdialenejšie otvory dvoch serva s nepretržitým otáčaním vrtákom 1/8.

Krok 3: Označenie a vŕtanie

Vycentrujte klaksón serva na jeden z 3 nábojov kolies a označte otvory na pripevnenie serva. Tieto značky vyvŕtajte vrtákom 1/8 '. Opakujte pre druhé koleso.

Krok 4: Pripojte

Pripojte kolesá na zips k príslušným servo rohom a odstrihnite nadbytočné chvosty so zapínaním na zips.

Krok 5: Pripojte motory

Pomocou montážnych otvorov motora pevne spojte dve spojité servá k sebe tak, aby boli zrkadlené. Táto konfigurácia sa môže zdať jednoduchá, ale v skutočnosti je pre robota dosť robustným hnacím ústrojenstvom.

Krok 6: Označte otvory pre kolesá

V strede veka musíme vyrezať dva obdĺžniky, cez ktoré prejdeme kolesami. Nájdite stred veka tupperware nakreslením X z rohu do rohu. Miesto, kde sa toto X pretína, je stredový bod. Od stredu zmerajte 1-1/4 "smerom dovnútra k jednému z najdlhších okrajov a urobte značku. Zrkadlite to na opačnej strane. Ďalej zmerajte 1-1/2" hore a dole od stredových značiek a označte tieto miery ako dobre. Nakoniec zmerajte 1-1/2 "smerom von k dlhému okraju od každej z vnútorných značiek a urobte tri vonkajšie značky na zúženie vonkajšieho okraja rezaných čiar. Upozorňujeme, že som sa neobťažoval označovať tieto merania, pretože perfektne sa zhodovali so žľabom vo veku pre hranu škatule. Mal by vám zostať obrys dvoch škatúľ 1-1/2 "x 3". Tieto budú určené pre kolesá.

Krok 7: Vyrežte otvory

Pomocou označení ako vodítka vyrežte dva obdĺžnikové otvory pre kolesá 1-1/2 "x 3" pomocou škatuľovej frézy alebo podobného noža.

Krok 8: Označenie a vŕtanie

Zostavu motora umiestnite do stredu veka tak, aby kolesá sedeli v strede dvoch obdĺžnikových otvorov a nedotýkali sa žiadnych okrajov. Akonáhle ste si istí, že ste dosiahli správne umiestnenie kolies, urobte značku na každej strane každého z motorov. Toto bude slúžiť ako vodítko pre vŕtanie otvorov, ktoré sa použijú na zips na prichytenie motorov k veku. Akonáhle sú značky urobené, vyvŕtajte každý z týchto otvorov vrtákom 3/16.

Krok 9: Pripojte hnacie kolesá

Servomotory pevne pripevnite k veku pomocou príslušných montážnych otvorov. Odstráňte prebytočné chvosty na viazanie zipsu. Po namontovaní motorov do stredu robota sme vytvorili robustnú pohonnú zostavu. Náš robot bude nielen schopný ísť dopredu a dozadu, ale aj sa otáčať v oboch smeroch. V skutočnosti môže robot nielen otáčať doľava alebo doprava odlišnými rýchlosťami motorov počas jazdy, ale môže sa aj otáčať na mieste. To sa dosiahne otáčaním motorov rovnakou rýchlosťou v opačných smeroch. Vďaka tejto schopnosti môže robot navigovať v obmedzených priestoroch.

Krok 10: Pripravte si posuvníky

Pripravte posúvače tak, že navlečiete 1/4-20 matíc zhruba do polovice závitových čapov. Tieto posúvače slúžia na vyrovnanie robota a možno bude potrebné ich neskôr nastaviť, aby robot mohol plynulo jazdiť bez prevrátenia.

Krok 11: Vŕtajte a pripevnite posuvníky

Asi 1-1/2 "dovnútra od každého z kratších okrajov škatule urobte značku v strede. Tieto značky vyvŕtajte vrtákom 1/4". Vsuňte posúvače cez otvory a upevnite ich 1/4 -20 orechov. Používajú sa na udržanie rovnováhy robota. Nemali by byť také vysoké, aby hnacie kolesá mali problém s kontaktom s povrchom zeme, ani také nízke, aby sa robot kolísal tam a späť. Pravdepodobne budete musieť nastaviť ich výšku, keď začnete vidieť, ako váš robot funguje.

Krok 12: Okruh

Obvod je pomerne jednoduchý. Skladá sa z dvoch servopohonov s nepretržitým otáčaním, štandardného serva, Arduina a 9V zdroja. Jednou z najzložitejších častí tohto obvodu je vlastne 9V napájací zdroj. Namiesto toho, aby to bol jeden držiak batérie, je to vlastne 6V a 3V držiak batérie v sérii na vytvorenie 9V. Dôvodom je to, že serva potrebujú zdroj 6 V a Arduino 9 V. Aby sme obom poskytli napájanie, pripájame vodič k miestu, kde sú spájkované zdroje 6 V a 3 V. Tento vodič poskytne 6V motorom, zatiaľ čo červený vodič vychádzajúci z 3V zdroja je v skutočnosti 9V napájanie, ktoré Arduino vyžaduje. Všetci zdieľajú rovnaký základ. Môže sa to zdať veľmi mätúce, ale ak sa pozriete pozorne, uvidíte, že je to skutočne jednoduché.

Krok 13: Napájacie a uzemňovacie vodiče

V našom obvode musí byť 6V napájanie rozdelené tromi spôsobmi a uzemnenie musí byť rozdelené štyrmi spôsobmi. Za týmto účelom spájkujeme tri červené drôty s plným jadrom na jeden červený vodič s plným jadrom. Budeme tiež spájkovať pevné jadro čierny drôt na štyri plné jadrá čierne drôty.

Používame drôt s plným jadrom, pretože do značnej miery je potrebné zapojiť ho do servozosuviek.

Na začiatku odstrihnite príslušný počet drôtov a z jedného konca každého odstráňte izoláciu.

Otočte konce drôtov dohromady.

Spájkujte toto spojenie.

Nakoniec prevlečte kus zmršťovacej trubice cez spoj a roztavte ho na miesto, aby ste ho izolovali.

Teraz ste spájkovali dva káblové zväzky.

Krok 14: Pripojenie káblového zväzku

Spájajte dohromady červený vodič z držiaka batérie 4 x AA, čierny vodič z držiaka batérie 2 x AA a jeden červený vodič z káblového zväzku. Toto spojenie zaizolujte zmršťovacou trubicou. Toto bude slúžiť ako 6V napájacie pripojenie pre serva. Ďalej spájkujte čierny vodič z držiaka batérie 4 X AA k jedinému čiernemu vodiču zo zväzku uzemnenia. Izolujte to aj zmršťovacou trubicou. To poskytne uzemnenie pre celý obvod.

Krok 15: Pripojte napájaciu zástrčku

Odskrutkujte ochranný kryt zo zástrčky a nasuňte kryt na jeden z čiernych vodičov z káblového zväzku tak, aby sa dal neskôr znova skrútiť. Čierny vodič priletujte k vonkajšiemu konektoru zástrčky. Spájka 6 Červený vodič s plným jadrom k stredovému terminálu zástrčky. Otočte kryt späť na zástrčku, aby ste izolovali vaše spojenia.

Krok 16: Vytvorte 9V pripojenie

Druhý koniec červeného kábla pripojeného k napájacej zástrčke spájkujte s červeným vodičom z batérie a zaizolujte ho zmršťovacou trubicou.

Krok 17: Namontujte držiaky batérie

Umiestnite držiaky batérie na jednu stranu veka škatule a označte ich montážne otvory trvalou značkou. Vyvŕtajte tieto značky vrtákom 1/8 . Nakoniec držiaky batérie pripevnite k veku pomocou 4-40 plochých skrutiek a orechy.

Krok 18: Naprogramujte Arduino

Nasledujúci testovací kód Arduino umožní robotovi jazdiť dopredu, dozadu, doľava a doprava. Je určený len na kontrolu funkčnosti spojitých servomotorov. V priebehu postupu robota budeme tento kód naďalej upravovať a rozširovať.

/*

Telepresence Robot - Testovací kód hnacieho kolesa, ktorý testuje funkčnosť dopredu, dozadu, doprava a doľava základne telepresence robota. */ // Zahrňte knižnicu serva #include // Povedzte Arduinu, že existujú nepretržité servá Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Pripojenie spojitých serv na piny 6 a 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Spustite nepretržité serva v pozastavenej polohe // ak sa naďalej mierne točia, // zmeňte tieto čísla, kým sa nezastavia ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Vyberte náhodné číslo v rozsahu 0 až 3 int range = random (4); // Prepína rutiny na základe náhodne zvoleného čísla práve vybraného prepínača (rozsahu) {// Ak je zvolená 0, odbočte doprava a v druhom prípade pozastavte 0: vpravo (); oneskorenie (500); stopDriving (); oneskorenie (1000); prestávka; // Ak je vybratá 1, odbočte doľava a pre druhý prípad pozastavte 1: left (); oneskorenie (500); stopDriving (); oneskorenie (1000); prestávka; // Ak je vybratá 2, choďte vpred a v druhom prípade pozastavte 2: dopredu (); oneskorenie (500); stopDriving (); oneskorenie (1000); prestávka; // Ak je vybratá 3, vráťte sa späť a v druhom prípade pozastavte 3: dozadu (); oneskorenie (500); stopDriving (); oneskorenie (1000); prestávka; } // Pauza na milisekundu kvôli stabilite oneskorenia kódu (1); } // Funkcia na zastavenie jazdy neplatná stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Funkcia na pohyb vpred, neplatné dopredu () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Funkcia na jazdu dozadu neplatí dozadu () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Funkcia na jazdu doprava prázdna doprava () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Funkcia na pohyb vľavo prázdno vľavo () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Krok 19: Pripojte Arduino

Umiestnite Arduino kdekoľvek, na spodok škatule. Označte obidva montážne otvory Arduina a urobte ďalšiu značku hneď za okrajom dosky v blízkosti každého z montážnych otvorov. V zásade vytvárate dva otvory na pripevnenie dosky Arduino na zips k plastovému boxu. Vyvŕtajte všetky tieto značky. Pomocou otvorov pripevnite Arduino k vnútornej strane škatule. Ako obvykle odstrihnite nadbytočné chvosty so zapínaním na zips.

Krok 20: Pripojte drôty

Teraz je čas konečne všetko spojiť. Pripojte 6V červené vodiče do zásuvky servomotora, ktorá zodpovedá jeho červenému vodiču. Pripojte uzemňovacie vodiče do zodpovedajúcej zásuvky s čiernym vodičom. Pripojte 6 zelený vodič s plným jadrom k zásuvke, ktorá zarovnáva s bielym vodičom. Druhý koniec jedného zo zelených vodičov zapojte na kolík 6 a druhý na kolík 7. Nakoniec zapojte 9V napájaciu zástrčku do konektora Arduino.

Krok 21: Vložte batérie

Vložte batérie do držiakov batérií. Majte na pamäti, že kolesá sa začnú točiť.

Krok 22: Pripevnite veko

Nasaďte veko a zatvorte ho. Teraz by ste mali mať veľmi jednoduchú platformu robota, ktorá bude vpredu, vzadu, vľavo a vpravo. V nasledujúcich lekciách sa tomu budeme ďalej venovať.

Krok 23: Riešenie problémov

Ak nefunguje, skontrolujte zapojenie podľa schémy. Ak stále nefunguje, znova nahrajte kód. Ak to nefunguje, skontrolujte, či na Arduine nesvieti zelené svetlo. Ak tomu tak nie je, získajte nové batérie. Ak väčšinou funguje, ale medzi pohybmi sa úplne nezastaví, musíte upraviť obloženie. Inými slovami, nulový bod na motore nie je nakonfigurovaný dokonale, takže nikdy nebude neutrálna poloha, ktorá by ho pozastavila. Ak to chcete napraviť, pokutujte malý skrutkový terminál v zadnej časti serva a jemne ho dolaďujte, kým sa motor neprestane otáčať (v pozastavenom stave). Dokonalá dokonalosť môže chvíľu trvať. V ďalšom návode na použitie v sérii pripojíme servo nastaviteľný držiak telefónu.