Rokavica senzorja Flex: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

To je zabaven projekt, ki ga je mogoče prilagoditi za nadzor česar koli, od robotskih rok do vmesnikov navidezne resničnosti.

Korak: Materiali in deli

Za rokavico:

• Poceni vrtnarska rokavica
• Arduino Lilypad
• Nosilec baterijskih celic Lilypad
• Prevodna šivalna nit
• Običajna šivalna nit
• Velostat
• Lepilni trak
• super lepilo
• Elastična
• Pet uporov 4,7Kohm

Za roko:

• Pet servomotorjev SG90
• Električna žica
• PLA ali ABS filament
• Ninjaflex (ali druga prilagodljiva nit)
• Ribiška vrvica
• 5V napajanje
• Majhna plošča za kruh (neobvezno, vendar uporabno za vzporedno povezovanje servomotorjev)

Opomba: če nimate fleksibilne nitke za 3D tiskanje, lahko za Flexy Hand uporabite drugo robotsko roko

2. korak: Izdelava prilagodljivih senzorjev

Material, ki sem ga uporabil, velostat, je piezoodporni material. To pomeni, da je občutljiv na pritisk in ko ga pritisnete, upognete ali deformirate, se bo upor spremenil. To lastnost bomo uporabili za merjenje, koliko se upogne vsak prst.

Začnite z rezanjem 5 trakov velostata, približno 0,7 cm x 8 cm, natančne mere niso pomembne, saj nas zanima kvalitativno branje upora in ne količinsko.

Nato na ravno površino položite 2 dolga kosa lepljivega traku z licem navzgor in prerežite dve dolžini prevodne šivalne niti, rekel bi vsaj 40 cm dolge, vedno je bolje, da je presežek. Po želji nalepite majhno kapljico super lepila na lepilni trak blizu podlage. To ni potrebno, vendar sem ugotovil, da preprečuje nenamerno izvlečenje šivalne niti. Če nimate prevodnih šivalnih niti, bi lahko za ta korak uporabili tanko bakreno žico, kot je žica, ki jo najdete v kablih za slušalke (pravim "morda", ker te ideje še nisem preizkusil).

2 dolžini šivalne niti položite na lepilni trak vzdolž sredine, pri čemer rep šivalne niti štrli na konec lepilnega traku. Pomembno je, da prelepite skoraj celotno dolžino lepljivega traku, ker če tega ne storite, bo senzor upogibanja zbral le odčitke blizu dna prsta in ne konice.

Velostat položite na vrh enega kosa šivalne niti tako, da pokriva njegov konec (ne želite, da se 2 kosa šivalne niti dotikata). Nato dvignite drugi kos lepilnega traku na odkrito stran velostata in močno pritisnite navzdol, da odstranite zračne mehurčke. Na dnu senzorja zagotovite, da 2 kosa šivalne niti ne tvorita kratkega stika, da preprečite to, da zapustita lepljiv trak na nasprotnih straneh (podobno kot križišče v obliki črke Y, glejte sliko).

Odvečni lepilni trak po želji odrežite. Na koncu super lepite majhen kos elastike na koncu senzorja. To ponovite 5 -krat in prilagodite velikost vsakega senzorja, da se optimalno prilega prstu.

Korak: Naredite rokavico

Navedel bom pregled korakov, ki sem jih osebno naredil, toda kako boste to storili, se bo razlikovalo od primera do primera, v veliki meri odvisno od rokavic, ki jih uporabljate.

Ena ključna točka, na katero ne morem dovolj poudariti, je, da prevodna šivalna nit NI kot običajna hobi žica, ni izolacijskega plašča. Poleg tega, ker je rokavica prilagodljiva in se lahko sama upogne, je zelo enostavno ustvariti kratek stik, zaradi česar se v vaši rokavici stopijo uničene komponente in velike luknje.

Če nimate prevodnih šivalnih niti, lahko uporabite običajne žice in spajkate svoje povezave.

Začel sem z ožičenjem baterijskega paketa na rokavico in priključitvijo 5V in GND na Arduino Lilypad. Lilypada še ne prišite v celoti, saj ga bomo morali upogniti nazaj in šivati pod njim (glejte slike zgoraj).

Priporočam tudi, da spodnjo stran plošče Lilypad obložite z električnim trakom, da preprečite kratek stik.

Nato spajajte konce petih uporov 4,7Kohm v majhne zanke (morda boste morali prilagoditi vrednost upora glede na dolžino in širino vaših trakov velostata). Neobvezno: z vročim lepilom jih pritrdite na rokavico, šivanje jih je težje, če sprva niso v položaju.

Preden nadaljujete, pozorno preglejte zgornje slike in diagram vezja. Pomembno je, da pred začetkom načrtujete svojo pot za šivalne niti, sicer se boste "zašili v kot".

Osebno sem začel šivati od GND na bateriji do 5 uporov in nato od vsakega posameznega upora do zatičev A0 do A4, tako da sem šel pod ploščo Lilypad, ki smo jo prej prekrili z izolacijskim trakom. Po tem sem konec prvega upogibnega senzorja prilepil na palec, pri čemer je en konec šivalne niti šel na 5V, drugi konec pa na A0. To ponovite za vsak prst, namesto da se vsakič odpravite neposredno na 5V (in ustvarite labirint šivov), samo prišite na prejšnji senzor upogibanja.

Da bi zagotovili, da bodo vsi senzorji upogibanja ostali napeti, ko s prsti prišijete elastiko, ki smo jo v zadnjem koraku pritrdili na senzor upogiba, do konic prstov na rokavici. Po želji zavijte nekaj zank okoli senzorja upogibanja, da zagotovite, da ostanejo v položaju, ko premikate roko.

Nazadnje spajkajte 5 žic na digitalne zatiče od 5 do 9, te bodo kasneje uporabljene za povedovanje servomotorjev, kam naj gredo.

4. korak: Zgradite roko

3D -tiskal sem datoteke, ki so bile na voljo pri uporabniku Gyrobotu na Thingiverse. Najdete jih tukaj.

Če želite, lahko tudi podlaket natisnete v 3D obliki, vendar sem zaradi omejitev filamentov izdelal model svoje podlakti iz papirnate maše. Uporabil sem pet servomotorjev SG90 v 3D tiskanem okvirju, ki so z vsakim prstom povezani z ribiško vrvjo. Vse povezave GND in Vin ožičite vzporedno z zunanjim virom napajanja, kot je 5V AC-DC stenski transformator.

Priključite servo vhodne zatiče (običajno oranžne žice po dogovoru) z ustreznimi digitalnimi zatiči na rokavici.

5. korak: Naložite kodo

Razen če imate kabel FTDI, boste morali programirati Lilypad prek Arduino Uno. Koraki za to so opisani v tem navodilu. Prepričajte se, da ste izbrali pravilno vrsto plošče Arduino, če jo želite spremeniti, pojdite na Tools/Board/Lilypad Arduino.

Po zgornjih navodilih najprej naložite kodo za umerjanje.

Kopirajte izhod iz kalibracijske kode v vrstico 31 te kode in ga nato naložite.

6. korak: Komentirajte hitrost prenosa

Imel sem precej frustrirajočo napako, saj je bila hitrost prenosa (to je hitrost, s katero se podatki posredujejo prek zaporednih vrat) dvakrat večja od tiste, ki sem jo programiral. Oglejte si moj video na YouTubu okoli 2:54 za predstavitev težave. Žal mi je to preprečilo, da bi sledil svojemu prvotnemu načrtu, ki je bil, da uporabljam bluetooth in brezžično komuniciram med rokavico in robotsko roko.

Težave s hitrostjo prenosa podatkov nisem mogel rešiti, vendar upam, da obstaja neskladje med strojno opremo programske opreme, saj je oscilator na plošči 8mHz ali 16mHz. To je lahko zato, ker sem kupil poceni klonsko ploščo in ne uradni izdelek. Če uporabljate pravi izdelek, morda ne boste imeli te težave. Kljub temu gre zgolj za moje ugibanje in če kdo pozna pravi razlog, naj mi to sporoči v spodnjih komentarjih.

Kot začasne popravke sem našel dva načina za to:

• Podvojite hitrost prenosa z gumbom v spodnjem levem kotu serijskega monitorja. Na primer, če koda pravi Serial.begin (9600); spremenite izhod serijskega monitorja na 19200.
• Namesto da izberete Arduino Lilypad za svojo ploščo, izberite Arduino Pro za vkrcanje. Če želite to narediti v Arduino IDE, pojdite: Tools/Board/Arduino Pro ali Pro Mini, nato naložite.

7. korak: Dokončanje

Upam, da vam je bil ta poučen pouk, če imate kakršna koli vprašanja ali predloge, jih pustite v komentarju spodaj.

Tretja nagrada na tekmovanju Make it Move 2017