Robot Telepresence: podstawowa platforma (część 1): 23 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

By randofo@madeineuphoria na Instagramie! Obserwuj więcej autora:

O: Nazywam się Randy i jestem menedżerem społeczności w tych częściach. W poprzednim życiu założyłem i prowadziłem Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk Pier 9 Technology Center. Jestem również autorem… Więcej o Randofo »

Robot teleobecności to rodzaj robota, który może być sterowany zdalnie przez Internet i działać jako zastępca dla kogoś innego. Na przykład, jeśli jesteś w Nowym Jorku, ale chcesz fizycznie wejść w interakcję z zespołem ludzi w Kalifornii, możesz zadzwonić do robota telepresence w Kalifornii i poprosić go, aby był twoim zastępcą. To jest pierwsza część siódemki -część instruktażowa seria. W ciągu następnych dwóch instrukcji będziemy budować podstawową platformę robota elektromechanicznego. Platforma ta zostanie później wzbogacona o czujniki i dodatkową elektronikę sterującą. Ta podstawa jest skupiona wokół plastikowego pudełka, które zapewnia zarówno strukturę, jak i wewnętrzną przestrzeń do przechowywania elektroniki. Konstrukcja wykorzystuje dwa centralne koła napędowe przymocowane do ciągłych serwomechanizmów, które umożliwiają jazdę do przodu, do tyłu i obracanie się w miejscu. Aby zapobiec przechylaniu się na boki, zawiera dwie metalowe ślizgacze. Całość jest kontrolowana przez Arduino. Aby dowiedzieć się więcej na tematy poruszane w tej serii projektów, zapoznaj się z klasą Robot, klasą elektroniki i klasą Arduino.

Krok 1: Materiały

Ponieważ jest to projekt dwuczęściowy, umieściłem wszystkie części na jednej liście. Części do drugiej połowy zostaną powtórzone w tej lekcji. Będziesz potrzebować: (x2) Serwa z ciągłym obrotem (x1) Standardowe serwo (x1) Arduino (x1) 4 x uchwyt baterii AA (x1) 2 x uchwyt baterii AA (x6) Bateria AA (x1) Wtyczka typu M (x2) Kółka samonastawne (x1) Plastikowe pudełko (x1) Selfie stick (x1) Kołnierz płyty sufitowej 1/2" (x1) Metalowy wieszak na ubrania (x2) 1/4-20 x 7/8" na 1-1/4" suwaki bazowe (x4) Nakrętki 1/4-20 (x1) Różne rurki termokurczliwe (x1) Różne opaski zaciskowe

Krok 2: Wywierć klakson serwo

Poszerz najbardziej zewnętrzne otwory dwóch serwomechanizmów o ciągłym obrocie za pomocą wiertła 1/8.

Krok 3: Zaznacz i wywierć

Wyśrodkuj klakson serwomechanizmu na jednej z 3 piast koła i zaznacz otwory mocujące serwomechanizmu. Wywierć te znaki wiertłem 1/8'. Powtórz dla drugiego koła.

Krok 4: Dołącz

Zip przywiąż koła do odpowiednich rogów serwomechanizmu i odetnij nadmiar opaski zamka błyskawicznego.

Krok 5: Podłącz silniki

Używając otworów montażowych silnika, mocno zwiąż dwa ciągłe serwa ze sobą tak, aby były lustrzane. Ta konfiguracja może wydawać się prosta, ale w rzeczywistości jest dość solidnym układem napędowym dla robota.

Krok 6: Zaznacz otwory w kołach

Musimy wyciąć dwa prostokąty na środku wieczka, aby przepuścić przez niego kółka. Znajdź środek wieczka, rysując X od rogu do rogu. Miejsce, w którym ten X przecina się, jest punktem centralnym. Od środka zmierz 1-1/4 "do wewnątrz w kierunku jednej z najdłuższych krawędzi i zrób znak. Odbij to po przeciwnej stronie. Następnie zmierz 1-1/2" w górę i w dół od znaczników środkowych i oznacz te pomiary jako cóż. Na koniec odmierz 1-1 / 2 "na zewnątrz w kierunku dłuższej krawędzi od każdego z wewnętrznych znaków i wykonaj trzy zewnętrzne znaki, aby odróżnić zewnętrzną krawędź linii cięcia. Pamiętaj, że nie zawracałem sobie głowy zaznaczaniem tych pomiarów, ponieważ idealnie pasowały do koryta w pokrywie na krawędź pudełka. Powinieneś mieć zarys dwóch pudełek 1-1/2 "x 3". Będą one przeznaczone na koła.

Krok 7: Wytnij otwory

Używając oznaczeń jako przewodnika, wytnij dwa prostokątne otwory na koła o wymiarach 1-1/2" x 3" za pomocą noża do kartonów lub podobnego ostrza.

Krok 8: Zaznacz i wywierć

Umieść zespół silnika na środku pokrywy tak, aby koła były wyśrodkowane w dwóch prostokątnych otworach i nie dotykały żadnej z krawędzi. Po upewnieniu się, że udało Ci się osiągnąć prawidłowe ustawienie kół, zaznacz znak po każdej stronie każdego z silników. Posłużą one jako prowadnice wierteł do otworów, które zostaną użyte do przywiązania silników do pokrywy za pomocą suwaka. Po wykonaniu oznaczeń wywierć każdy z tych otworów wiertłem 3/16.

Krok 9: Zamocuj koła napędowe

Mocno przymocuj serwonapędy do pokrywy za pomocą odpowiednich otworów montażowych. Odetnij nadmiarowe końcówki opaski. Dzięki zamontowaniu silników pośrodku robota stworzyliśmy solidny zespół napędowy. Nasz robot będzie mógł nie tylko poruszać się do przodu i do tyłu, ale także skręcać w obie strony. W rzeczywistości robot może nie tylko skręcać w lewo lub w prawo, zmieniając prędkość silników podczas jazdy, ale może również obracać się w miejscu. Odbywa się to poprzez obracanie silników z tą samą prędkością w przeciwnych kierunkach. Dzięki tej zdolności robot może poruszać się po ciasnych przestrzeniach.

Krok 10: Przygotuj suwaki

Przygotuj suwaki, nakręcając nakrętki 1/4-20 mniej więcej do połowy gwintowanych kołków. Te suwaki służą do poziomowania robota i mogą wymagać późniejszej regulacji, aby umożliwić robotowi płynną jazdę bez przechylania.

Krok 11: Wywierć i przymocuj suwaki

Około 1-1 / 2 "do wewnątrz od każdej z krótkich krawędzi pudełka, zrób znak na środku. Przewiercić te znaki wiertłem 1/4". Włóż suwaki przez otwory i przymocuj je 1/4 -20 nakrętek. Służą do utrzymania równowagi robota. Nie powinny być tak wysokie, aby koła napędowe miały problem z kontaktem z powierzchnią ziemi, ani tak niskie, aby robot chwiał się w przód iw tył. Prawdopodobnie będziesz musiał dostosować ich wysokość, gdy zaczniesz widzieć, jak działa twój robot.

Krok 12: Obwód

Obwód jest dość prosty. Składa się z dwóch serw o ciągłym obrocie, standardowego serwomechanizmu, Arduino i zasilacza 9 V. Jedyną trudną częścią tego obwodu jest w rzeczywistości zasilacz 9 V. Zamiast być pojedynczym uchwytem na baterie, w rzeczywistości jest to szeregowy uchwyt na baterie 6 V i 3 V, tworząc jeden 9 V. Powodem tego jest to, że serwa wymagają źródła zasilania 6V, a Arduino potrzebuje źródła zasilania 9V. Aby zapewnić zasilanie obu, podłączamy przewód do miejsca, w którym lutowane są ze sobą zasilacze 6V i 3V. Ten przewód zapewni 6 V do silników, podczas gdy czerwony przewód wychodzący z zasilania 3 V jest w rzeczywistości zasilaniem 9 V, którego wymaga Arduino. Wszyscy dzielą ten sam teren. Może się to wydawać bardzo mylące, ale jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz, że jest to dość proste.

Krok 13: Przewody zasilające i uziemiające

W naszym obwodzie połączenie zasilania 6 V musi być podzielone na trzy sposoby, a uziemienie musi być podzielone na cztery sposoby. Aby to zrobić, przylutujemy trzy czerwone przewody z rdzeniem stałym do jednego czerwonego przewodu z rdzeniem stałym. czarny przewód z rdzeniem na cztery czarne przewody z litego rdzenia.

Używamy drutu z rdzeniem stałym, ponieważ w dużej mierze trzeba je podłączyć do gniazd serwo.

Na początek odetnij odpowiednią liczbę przewodów i zdejmij trochę izolacji z jednego końca każdego z nich.

Skręć razem końce przewodów.

Przylutuj to połączenie.

Na koniec wsuń kawałek rurki termokurczliwej na połączenie i wtop go na miejsce, aby je zaizolować.

Przylutowałeś już dwie wiązki przewodów.

Krok 14: Podłączanie wiązki przewodów

Przylutuj czerwony przewód z uchwytu baterii 4 X AA, czarny przewód z uchwytu baterii 2 X AA i pojedynczy czerwony przewód z wiązki przewodów zasilających. Zaizoluj to połączenie rurką termokurczliwą. Będzie to służyć jako połączenie zasilania 6V dla serw. Następnie przylutuj czarny przewód z uchwytu baterii 4 X AA do pojedynczego czarnego przewodu z wiązki przewodów uziemienia. Zaizoluj to również rurką termokurczliwą. Zapewni to uziemienie całego obwodu.

Krok 15: Podłącz wtyczkę zasilania

Odkręć osłonę ochronną od wtyczki i wsuń osłonę na jeden z czarnych przewodów z wiązki przewodów, tak aby można ją było później skręcić. Przylutuj czarny przewód do zewnętrznego zacisku wtyczki. Przylutuj a 6 czerwony przewód z rdzeniem stałym do środkowego zacisku wtyczki. Przekręć pokrywę z powrotem na wtyczkę, aby zaizolować połączenia.

Krok 16: Wykonaj połączenie 9V

Drugi koniec czerwonego kabla dołączonego do wtyczki przylutuj do czerwonego przewodu z pakietu akumulatorów i zaizoluj go rurką termokurczliwą.

Krok 17: Zamontuj uchwyty baterii

Umieść uchwyty baterii po jednej stronie pokrywy pudełka i zaznacz ich otwory montażowe markerem permanentnym. Wywierć te oznaczenia wiertłem 1/8 . Na koniec przykręć uchwyty baterii do pokrywy za pomocą 4-40 śrub z płaskim łbem i orzechy.

Krok 18: Zaprogramuj Arduino

Poniższy kod testowy Arduino pozwoli robotowi jechać do przodu, do tyłu, w lewo i w prawo. Jest przeznaczony wyłącznie do sprawdzania funkcjonalności ciągłych serwomotorów. Będziemy nadal modyfikować i rozszerzać ten kod w miarę postępów robota.

/*

Robot Telepresence - kod testowy koła napędowego, który testuje działanie podstawy robota telepresence w przód, w tył, w prawo i w lewo. */ // Dołącz bibliotekę serw #include // Powiedz Arduino, że mają być ciągłe serwa Servo ContinuousServo1; Serwo ContinuousServo2; void setup() { // Dołącz serwa ciągłe do pinów 6 i 7 ContinuousServo1.attach(6); ContinuousServo2.attach(7); // Uruchom ciągłe serwa w pozycji wstrzymanej // jeśli nadal lekko się kręcą, // zmień te liczby, aż zatrzymają ContinuousServo1.write(94); ContinuousServo2.write(94); } void loop() { // Wybierz losową liczbę z zakresu od 0 do 3 int range = random(4); // Przełącza procedury na podstawie właśnie wybranej liczby losowej switch (zakres) { //Jeśli wybrano 0, skręć w prawo i zatrzymaj się na drugi przypadek 0: right(); opóźnienie (500); zatrzymaj Jazdę(); opóźnienie (1000); przerwa; //Jeśli wybrano 1, skręć w lewo i zatrzymaj się na drugi przypadek 1: left(); opóźnienie (500); zatrzymaj Jazdę(); opóźnienie (1000); przerwa; //Jeśli wybrano 2, przejdź do przodu i zatrzymaj się dla drugiego przypadku 2: forward(); opóźnienie (500); zatrzymaj Jazdę(); opóźnienie (1000); przerwa; //Jeśli wybrano 3, przejdź wstecz i zatrzymaj się na drugi przypadek 3: reverse(); opóźnienie (500); zatrzymaj Jazdę(); opóźnienie (1000); przerwa; } // Pauza na milisekundę dla stabilności kodu delay(1); } // Funkcja zatrzymania jazdy void stopDriving() { ContinuousServo1.write(94); ContinuousServo2.write(94); } // Funkcja do kierowania naprzód void forward(){ ContinuousServo1.write(84); ContinuousServo2.write(104); } // Funkcja do cofania void reverse(){ ContinuousServo1.write(104); ContinuousServo2.write(84); } // Funkcja kierująca w prawo void right(){ ContinuousServo1.write(104); ContinuousServo2.write(104); } // Funkcja kierująca w lewo void left(){ ContinuousServo1.write(84); ContinuousServo2.write(84); }

Krok 19: Podłącz Arduino

Umieść Arduino w dowolnym miejscu, na spodzie pudełka. Zaznacz oba otwory montażowe Arduino i wykonaj kolejny znak tuż poza krawędzią płytki, przylegając do każdego z otworów montażowych. Zasadniczo robisz dwa otwory, aby połączyć płytkę Arduino z plastikowym pudełkiem. Wywierć wszystkie te znaki. Użyj otworów, aby zapiąć Arduino do wnętrza pudełka. Jak zwykle, odetnij nadmiar końcówek zapinanych na suwak.

Krok 20: Podłącz przewody

Teraz nadszedł czas, aby wreszcie połączyć wszystko razem. Podłącz czerwone przewody 6 V do gniazda serwonapędu, które odpowiada jego czerwonemu przewodowi. Podłącz przewody uziemienia do odpowiedniego czarnego gniazda przewodu. Podłącz zielony przewód 6 do gniazda, które jest wyrównany z białym przewodem. Podłącz drugi koniec jednego z zielonych przewodów do styku 6, a drugi do styku 7. Na koniec podłącz wtyczkę zasilania 9 V do gniazda baryłkowego Arduino.

Krok 21: Włóż baterie

Włóż baterie do uchwytów baterii. Pamiętaj, że gdy to zrobisz, koła zaczną się obracać.

Krok 22: Zamocuj pokrywkę

Załóż pokrywę i zamknij ją. Powinieneś teraz mieć bardzo prostą platformę robota, która porusza się z przodu, z tyłu, w lewo i w prawo. W następnych lekcjach rozwiniemy to dalej.

Krok 23: Rozwiązywanie problemów

Jeśli to nie działa, sprawdź okablowanie według schematu. Jeśli nadal nie działa, prześlij ponownie kod. Jeśli nawet to nie sprawi, że zadziała, sprawdź, czy świeci się zielone światło na Arduino. Jeśli tak nie jest, zdobądź nowe baterie. Jeśli w większości działa, ale nie zatrzymuje się całkowicie między ruchami, musisz wyregulować trym. Innymi słowy, punkt zerowy na silniku nie jest idealnie skonfigurowany, więc nigdy nie będzie pozycji neutralnej, która zatrzyma go. Aby to naprawić, zrób mały zacisk śrubowy z tyłu serwomechanizmu i bardzo delikatnie dostosuj go, aż silnik przestanie się obracać (w stanie wstrzymania). To może chwilę potrwać, zanim stanie się idealne. W następnej instrukcji z tej serii dołączymy regulowany serwo uchwyt na telefon.