Robotic E-textile: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Cześć! Nazywam się Fiberbot i cieszę się, że będziesz mieć więcej moich przyjaciół. W tej instrukcji dowiesz się dokładnie, jak zrobić robota, który wygląda tak jak ja. Wprowadzę Cię też w mały sekret i podzielę się z Tobą tym, jak sprawić, żebym się uśmiechnęła (czyli jak mnie zakodować!). Ponieważ uczyłam wiele osób, jak robić więcej Fiberbotów, jestem bardzo zmęczona i naprawdę mogę użyj drzemki. Więc zamiast mnie uczyć, będzie mój właściciel, który zawsze wie, jak wywołać uśmiech na mojej twarzy… dosłownie. Zanurz się w dalszą część lekcji, baw się dobrze, dużo się naucz, a wrócę później, aby poznać mojego nowego przyjaciela, którego stworzyłeś!! Do zobaczenia wkrótce!:)

Krok 1: Lekcja 1: Zdobywanie materiałów eksploatacyjnych

Na ten projekt składają się dwa różne elementy, sztuka i technologia. Termin drabiny obejmuje wykonanie korpusu Fiberbota z materiałów eksploatacyjnych, a poprzedni element projektu wymaga bardziej zaawansowanego technologicznie podejścia z wykorzystaniem materiałów nie eksploatacyjnych. W przypadku szablonu Fiberbot większość materiałów eksploatacyjnych można znaleźć w lokalnym sklepie z dolarami lub sklepie z rękodziełem. Jeśli chodzi o komponent robota Fiberbot, większość moich materiałów kupiłem online w Adafruit, ale można je znaleźć w wielu sklepach internetowych. Polecam również zakup lub wypożyczenie książki „Make: Making Simple Robots” Kathy Ceceri. W tej książce znalazłem projekt Fiberbot, który oferuje opisowe i łatwe do wykonania instrukcje krok po kroku. Wszystkie wymienione poniżej materiały kosztowały mnie około 40 dolarów, ale to dlatego, że nie miałem własnych. (Pożyczyłem też lutownicę, która obniża cenę projektu). To zdecydowanie jedna z tańszych e-tekstyliów, a do tego jest bardzo urocza!

Korpus/szablon Fiberbota

- filc w innym kolorze - lutownica

- nożyczki - drut lutowniczy

- nić do haftu - przecinaki do drutu / striptizerka

- druty powlekane igłą lub zaciski krokodylkowe

- rzepy

- juta

- puch/suszarka kłaczi

Dostawy robota

- Mikrokontroler Adafruit Gemma (#1222)

- Adafruit Mini (0,8 cala) 8x8 LED Matrix z plecakiem

- Uchwyt na 3 baterie AAA Adafruit z włącznikiem/wyłącznikiem i 2-pinowym kablem połączeniowym JST (#727)

- Kabel mini USB (#260 - działa kabel do telefonu komórkowego)

- Komputer (Windows lub Mac)

Krok 2: Składanie ciała razem

Teraz zajmiemy się tworzeniem miękkiego ciała robota. Kupiłem te materiały w moim lokalnym sklepie dolarowym za mniej niż 5 USD. Uwielbiam, jak uroczy jest Fiberbot, a także jak niedrogi!

1. Użyłem juty, ponieważ jest łatwy do cięcia, szycia, a postrzępione krawędzie tworzą zabawnego i odważnego robota. Postępowałem zgodnie z szablonem podanym w książce twórcy Kathy Ceceri. Jednak tworzenie własnego szablonu działa zbyt długo, o ile jest wystarczająco dużo miejsca na mikrokontroler i matrycę LED.

2. Stworzyłem szablon Fiberbot od podstaw, jednak istnieje wzór do wydrukowania, do którego można uzyskać dostęp pod adresem https://bit.ly/fiberbot-template. Po przygotowaniu szablonu narysuj go na arkuszu juty za pomocą markera, który jest wystarczająco ciemny, aby się pojawił.

3. Następnie będziesz chciał dopasować mikrokontroler i matrycę LED do kolorowego filcu. Na powyższym zdjęciu pracowałem z Arduino FLORA, który jest znacznie większy niż Gemma. Polecam jednak użycie Gemmy do tego projektu. Aby uzyskać jeszcze bardziej estetyczny robot, dodaj kolejny kawałek kolorowego filcu za początkowym kawałkiem filcu. Zwiększy to wytrzymałość „oczu” robota, ułatwiając przenoszenie z korpusu robota na korpus robota.

4. Aby zszyć swojego Fiberbota, musisz wiedzieć, jak szyć wstecznie. Na szczęście jest do tego instrukcja! Polecam zapoznanie się z tą instrukcją, jeśli nie wiesz jak, lub jesteś nowy w szyciu. Jest łatwy i szybki do odczytania, nie zabierając zbyt wiele czasu na tworzenie swojego Fiberbota!

5. Powyżej widać, że zszyłem cały korpus Fiberbota, ale pozostawiając górną część prostokąta otwartą. Dzieje się tak, ponieważ będziesz napychać swojego Fiberbota i na tym etapie musisz zostawić miejsce. Potrzebny będzie materiał do wypchania ciała. Puch działa świetnie, tak się złożyło, że nie miałem żadnego układania w domu, więc trochę zaimprowizowałem i użyłem suszarki do kłaczków i działa równie dobrze! Dodatkowo to nic nie kosztuje! Po wypchaniu Fiberbota zgodnie z własnymi upodobaniami zakończ zszycie górnej części Fiberbota.

6. Będziesz chciał pociąć kilka małych kawałków rzepu i umieścić je we wszystkich czterech rogach na głowie Fiberbots. Musisz dopasować te rzepy do tych z tyłu kawałków filcu.

7. Wytnij Fiberbota, ale upewnij się, że nie tniesz zbyt blisko szwów. Będziesz chciał zostawić około 1,5 – 2 cale przestrzeni między nitką a nożyczkami, aby upewnić się, że płótno się nie rozpadnie.

8. Podziw, jak dotąd Fiberbot wygląda niesamowicie!!! (Poczekaj, aż rzeczywiście się uśmiechnie!)

9. Odłóż na bok Fiberbota. Umieść go w miejscu, które nie wytwarza ciepła. Płótno z juty i suszarki są bardzo łatwopalne!

Krok 3: Łączenie robota

Dobra, teraz dopiero zaczynamy! Umieszczając E w E-tekstyliach, woo! Poniższe instrukcje są wskazówkami, które zastosowałem z książki Make: Making Simple Robots. Ta książka była dla mnie bardzo szczegółowa i bardzo pomocna w realizacji tego projektu. Zaczynajmy!

Krok 1: Matryca LED jest dostarczana z płytką drukowaną plecaka, która umożliwia zgodność matrycy z prostym programowaniem Arduino. Te dwa urządzenia należy najpierw ze sobą zlutować przed przejściem do następnego kroku. Lutowanie to proste zadanie, w którym wykorzystuje się lutownicę do topienia metalu, łącząc go z innymi przedmiotami. Na plecaku znajduje się łącznie 16 otworów i 16 drutów na matrycy, które wsuwają się w boki plecaka. Możesz zobaczyć dwa różne kawałki na powyższych zdjęciach. Wyrównaj przewody z otworami i delikatnie wepchnij je. Okazało się, że najlepiej sprawdzało się przy lutowaniu dwóch kawałków razem, łącząc drut lutowniczy i lutownicę między drutem na matrycy. Umieszczenie drutu matrycowego w środku, a następnie zetknięcie się dwóch elementów, pozwoliło lutowi uformować ładną kulkę na dole plecaka. Powtórz ten krok dla następnych 15 przewodów.

- Jeśli nie masz pewności, jak lutować, nie martw się! Jest do tego instrukcja. Sprawdź to podstawowe instrukcje lutowania, jeśli dopiero zaczynasz lutować i chcesz dowiedzieć się więcej.

Krok 2: Teraz, gdy matryca jest gotowa do pracy, kolejnym krokiem jest przymocowanie czterech drutów lub małych zacisków krokodylkowych do czterech otworów połączonych z plecakiem. Możesz użyć różnych kolorów drutów, ale ponieważ miałem tylko jeden kolor powlekanego drutu, użyłem tylko jednego. Przylutuj cztery przewody do każdego otworu, używając tej samej techniki, której użyłem do lutowania matrycy i plecaka. Przytnij pozostałe przewody.

Krok 3: Kolejnym krokiem jest podłączenie Gemmy do matrycy LED. Każdy przewód ma określone miejsce na Gemmie, dlatego tak ważne jest prawidłowe podłączenie przewodów. Upewnij się, że ściąłeś drut o około pół cala, zanim skręcisz go na Gemma. Użyłem tej metody, ale można też przylutować przewody do Gemmy. Ponieważ otwory są przeznaczone do szycia, a nie lutowania, jeśli lutujesz przewody, będziesz musiał wstępnie ocynować otwory. Oznacza to dodanie dodatkowej warstwy lutowia do otworów. Użyłem powyższego obrazka z książki Make: Making Simple Robots jako odniesienia, gdzie należy przymocować każdy przewód.

Przewód + (czerwony na zdjęciu) zostanie podłączony do dolnej podkładki po prawej stronie (oznaczonej Vout).

Przewód – (czarny na zdjęciu) zostanie podłączony do górnej podkładki po prawej stronie (oznaczonej GND).

Przewód D (żółty na zdjęciu) zostanie podłączony do środkowego padu po lewej stronie (oznaczonego D0).

Przewód C (zielony na zdjęciu) zostanie podłączony do górnej podkładki po prawej stronie (oznaczonej D2).

Ceceri, K. (2015). Marka: tworzenie prostych robotów. San Francisco: Maker Media Inc.

Krok 4: Skończyłeś już budować „oczy” robota! TAK! Prawie gotowe do przebudzenia Fiberbota i przedstawienia ich nowemu przyjacielowi. Możesz przeprowadzić test, aby upewnić się, że Gemma działa prawidłowo. Te kroki znajdziesz w następnej lekcji!!

Krok 4: Pobieranie Arduino Blink

W tej lekcji przeprowadzisz test na swojej Gemmie, a także pobierzesz program, który umożliwia kodowanie mikrokontrolera za pomocą Arduino IDE.

Jak przeprowadzić test:

Ważne jest, aby przed przystąpieniem do kodowania na Adafruit Gemma przeprowadzić test. Oto kroki do przeprowadzenia testu praktycznego na Gemmie. Instrukcje zaczerpnięte z Make: Making Simple Robots autorstwa Kathy Ceceri.

Krok 1: Jeśli używasz komputera z systemem Windows, musisz pobrać sterownik o nazwie USB-tinyISP. Zadaniem kierowców jest zrozumienie języka, który jest przekazywany z komputera do Gemmy. Podobnie jak ludzie zmieniają swój język, gdy rozmawiają z młodymi ludźmi, w porównaniu do tego, gdy rozmawiają przed studentami uniwersyteckimi. Innymi słowy, pobranie sterownika umożliwia skuteczną komunikację komputera z Gemmą.

- Aby zainstalować sterownik: Wpisz http//bit.ly/ada-drivers, gdzie znajdziesz instrukcje dla Windows 7, 8 i XP.

Krok 2: Podłącz Gemma do komputera za pomocą portu USB i kabla mini USB w Gemmie. Po podłączeniu, powinieneś zobaczyć zielone światło LED na Gemma, a także czerwona dioda LED na pokładzie.

- Po podłączeniu Gemmy na ekranie powinno pojawić się wyskakujące okienko. Nie potrzebujesz go do wyszukiwania sterownika w Internecie, ponieważ powinien bezpośrednio zainstalować sterownik na dysku twardym.

Krok 3: Następnie musisz pobrać program Arduino IDE na swój komputer. Przejdź do pobierania strony programu Arduino IDE tutaj i postępuj zgodnie z instrukcjami. Po pomyślnym pobraniu programu na dysk twardy musisz upewnić się, że używasz właściwej płyty. Niestety, ponieważ Gemma to Adafruit i jest zgodna tylko z Arduino, płytkę należy pobrać osobno i zainstalować w programie. Obejrzyj ten film instruktażowy, w którym pokazuję, jak pobrać płytkę Adafruit Gemma do programu IDE. Możesz również wyświetlić ten link, który zawiera opisowe instrukcje dotyczące pobierania dodatkowych płyt do programowania IDE.

Krok 4: Uruchom kod. Obejrzyj ten film, który pokazuje, jakiego kodu użyć do uruchomienia testu. Ten konkretny kod jest ustawiony tak, aby czerwona dioda LED zaczynała migać i gasnąć raz na sekundę. Chociaż wcześniej mrugał, to mruganie powinno być znacznie wolniejsze.

Krok 4: Teraz, gdy Gemma już działa, a ciało jest gotowe, następnym krokiem jest połączenie ich ze sobą. Za pomocą innego koloru filcu wytnij zarys Gemmy i matrycy LED. Umieść kontury za każdym kawałkiem. Przyszyj rogi matrycy LED i Gemmy do prostokątnego kawałka filcu, który wykonałeś wcześniej w tej lekcji.

Krok 5: Podłącz akumulator do Gemmy i umieść czarną skrzynkę za robotem. Przymocuj akumulator z tyłu Fiberbota za pomocą rzepu. W ten sposób, jeśli chcesz umieścić te „oczy” na innym robocie, wszystko jest przenośne.

W porządku, więc możesz odłożyć Fiberbota na sekundę. Przeprowadzę Cię do strony internetowej, która zawiera szczegółowe wskazówki, jak pobrać program Arduino na komputer MacBook lub Windows. Teraz to sprawi, że Twój Fiberbot się uśmiechnie!

1. Pobieranie Arduino: Na stronie adafruit dostępna jest strona przeznaczona specjalnie do nauki o kontrolerze Gemma. Po pierwsze, musisz pobrać kompatybilne oprogramowanie na swój komputer. Oto link do wykonania tego kroku.

Pobieranie Arduino

2. Programowanie z Arduino IDE: Ponownie, na stronie adafruit w sekcji Pierwsze kroki z Gemma można znaleźć zakładkę o nazwie „programowanie z Arduino IDE”. Ta konkretna strona internetowa pozwala zrozumieć znaczenie kodu. Całe kodowanie zasadniczo polega na tym, że mówi coś do wykonania jako zadanie. Są one znane jako wejścia i wyjścia. Wejście to informacja wchodząca do obiektu, a wyjście to wynik końcowy. Na przykład, jeśli powiem mojej siostrze, żeby zmywała naczynia, a ona je zmywa, wejście jest reprezentowane przeze mnie, prosząc ją o zmywanie, a wyjściem jest to, że je zmywa. Innym przykładem może być użycie pilota do telewizora. Naciskasz przycisk włączania, który jest wejściem, a telewizor włącza się, działając jako wyjście. Ta sama komunikacja jest używana podczas pracy z mikrokontrolerami. Dowiemy się, jak przesyłać dane wejściowe do naszej Gemmy, aby miała odpowiedź (wyjście). Przeczytaj o różnych znaczeniach kodu. Bardzo lubię korzystać z tej strony, ponieważ jest ona przeznaczona dla początkujących. Jest łatwy do zrozumienia i zapewnia wiele wizualizacji do naśladowania.

Programowanie z Arduino IDEhttps://learn.adafruit.com/introducing-gemma/progr…

3. Po pobraniu programu Arduino na komputer otwórz go i postępuj zgodnie z monitem na dostarczonym przeze mnie filmie. Chcesz kliknąć „narzędzia” na górnym pasku menu, przewiń w dół do „board:” i kliknij Adafruit Gemma (ATtiny85 @ 8MHz). Ponieważ kodowanie różni się nieco w zależności od płytki, ważne jest, aby wybrać odpowiednią płytkę do używanego kontrolera.

4. Teraz, gdy pobrałeś program Arduino i zapoznałeś się z kontekstem kodowania, myślę, że jesteś gotowy do rozpoczęcia kodowania własnego Fiberbota!!! Sprawdź następną lekcję na temat kodowania za pomocą Blink.

Krok 5: Kodowanie Fiberbot

Jeden. Więcej. Krok.

Migający szkic, którego użyłeś do przeprowadzenia testu dla swojej Gemmy, to prosty kod, z którym możesz się pobawić, aby zapoznać się z programem. Znajdź, gdzie jest napisane opóźnienie (1000). To polecenie mówi Gemmie, aby włączała i wyłączała diodę LED na 1000 tysięcznych sekundy lub innymi słowy 1 sekundę. Możesz pobawić się czasem, aby zrozumieć, jak jego zmiana zmieni prędkość migania diody LED. Na przykład, jeśli zmienisz go na opóźnienie (500), dioda LED będzie migać dwa razy szybciej. Jeśli zmienisz to na opóźnienie (2000), czy możesz zgadnąć, co by się zmieniło? Tak, masz to! Mówi urządzeniu Arduino, aby migało dwa razy wolniej.

**Pamiętaj: Zawsze będziesz musiał nacisnąć przycisk resetowania na swojej Gemmie za każdym razem, gdy chcesz przesłać nowy plik.

Istnieje prawdopodobieństwo, że podczas weryfikacji/przesyłania kodu może pojawić się błąd na dole ekranu z czerwonym nadrukiem. Jeśli tak się dzieje, często dzieje się tak dlatego, że zapomniałeś nacisnąć przycisk resetowania na swojej Gemmie. Jeśli tak nie jest, możesz przeczytać stronę „Konfiguracja za pomocą Arduino IDE” (https://bit.ly/arduino-setup), aby uzyskać dalsze instrukcje i pomoc. Istnieje również Forum Obsługi Klienta Adafruit, gdzie osoba na żywo będzie mogła udzielić pomocy i odpowiedzieć na wszelkie pytania.

Teraz, gdy pomyślnie uruchomiłeś kod błyskowy na swojej Gemmie, nadszedł czas, aby zaangażować Matrix. W tym celu musisz pobrać bibliotekę o nazwie TinyWireM. Oto jak:

1. Zamknij wszystkie otwarte okna Arduino

2. Wejdź na stronę Adafruit lub wpisz https://bit.ly/gemma-sc. Tutaj znajdziesz bibliotekę TinyWireM. Pobierz to. Przesłałem film, aby pokazać, jak to zrobić na komputerze Mac. Możesz również przejść do tego linku, aby uzyskać pisemny przewodnik krok po kroku dotyczący pobierania tej biblioteki. Pobierając tę bibliotekę będziesz mieć stały dostęp do tego kodu, co pozwoli Ci zapisać jako nowe pliki.

3. Krok 2 może być nieco mylący. W takim przypadku kody są dostępne na stronie Adafruit. Możesz skopiować i wkleić kody do programu Arduino Blink i stamtąd je uruchamiać. Będziesz chciał utworzyć dwie nowe karty, podobne do tych w przeglądarce. Zweryfikuj oba kody i prześlij je do Gemma i Matrix. TA-DA!!!!! Właśnie zakodowałeś i wgrałeś za pomocą Arduino IDE!!!!! Uszczęśliwiłeś Fiberbota!! Podłącz akumulator do Gemmy i odłącz USB od komputera i mikrokontrolera. Możesz teraz pochwalić się swoim przyjacielem Fiberbot wszystkim! Baw się dobrze:)

** Jeśli przez przypadek nic się nie dzieje, wróć do poprzedniej lekcji i przeczytaj, jak rozwiązywać problemy/gdzie szukać pomocy.