Telepresence Robot: Základní platforma (část 1): 23 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Od randofo@madeineuphoria na Instagramu! Sledujte více od autora:

O: Jmenuji se Randy a v těchto částech jsem komunitní manažer. V předchozím životě jsem založil a provozoval Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. Jsem také autorem… Více o randofo »

Telepresence robot je typ robota, který lze ovládat na dálku přes internet a fungovat jako náhrada pro někoho někde jinde. Pokud jste například v New Yorku, ale chcete fyzicky komunikovat s týmem lidí v Kalifornii, můžete si zavolat telepresence robota v Kalifornii a nechat robota stát vaším stand-in. Toto je první část sedmi -část instruktabilní série. V následujících dvou pokynech budeme stavět základní elektromechanickou robotickou platformu. Tato platforma bude později rozšířena o senzory a další řídicí elektroniku. Tato základna je soustředěna kolem plastového boxu, který poskytuje strukturu a nabízí vnitřní prostor pro ukládání elektroniky. Konstrukce využívá dvě středová hnací kola připevněná k souvislým servům, která jí umožňují pohyb vpřed, vzad a otáčení na místě. Aby se nepřevrátil ze strany na stranu, obsahuje dva kovové kluzáky. Celé to ovládá Arduino. Chcete -li se dozvědět více o tématech zahrnutých v této sérii projektů, podívejte se na Robot Class, Electronics Class a Arduino Class.

Krok 1: Materiály

Protože se jedná o dvoudílný projekt, zahrnul jsem všechny části do jednoho seznamu. V této lekci budou zopakovány části pro druhou polovinu. Budete potřebovat: (x2) serva s nepřetržitým otáčením (x1) standardní servo (x1) Arduino (x1) 4 x držák baterie AA (x1) 2 x držák baterie AA (x6) Baterie AA (x1) napájecí zástrčka typu M (x2) kolečka (x1) plastový box (x1) selfie tyč (x1) 1/2 "příruba stropní desky (x1) kovový věšák (x2) 1/4-20 x 7/8 "x 1-1/4" základní jezdce (x4) 1/4-20 matic (x1) Různé smršťovací bužírky (x1) Různé pásky na zip

Krok 2: Vyvrtejte servo houkačku

Rozšířte nejvzdálenější otvory dvou serva s plynulým otáčením vrtákem 1/8.

Krok 3: Označení a vrtání

Vycentrujte servo houkačku na jeden z 3 nábojů kol a označte otvory pro připojení serva. Vyvrtejte tyto značky vrtákem 1/8 '. Opakujte pro druhé kolo.

Krok 4: Připojte

Zapněte kola na příslušné servo rohy a odstřihněte přebytečné ocasy.

Krok 5: Připojte motory

Pomocí montážních otvorů motoru pevně spojte obě spojitá serva k sobě zády k sobě tak, aby se zrcadlila. Tato konfigurace se může zdát jednoduchá, ale ve skutečnosti je pro robota docela robustním hnacím ústrojím.

Krok 6: Označte otvory pro kola

Ve středu víka potřebujeme vyříznout dva obdélníky, kterými projdeme kolečka. Najděte střed víka tupperware nakreslením X z rohu do rohu. Místo, kde se toto X protíná, je středový bod. Ze středu změřte 1-1/4 "směrem dovnitř k jednomu z nejdelších okrajů a udělejte značku. Zrcadlete to na opačné straně. Další opatření 1-1/2" nahoru a dolů od středových značek a označte tato měření jako Dobře. Nakonec změřte 1-1/2 "směrem ven k dlouhému okraji od každé z vnitřních značek a vytvořte tři vnější značky pro ztenčení vnějšího okraje řezaných čar. Vezměte prosím na vědomí, že jsem se neobtěžoval označovat tato měření, protože perfektně se srovnaly se žlabem ve víku pro hranu krabice. Měl by vám zůstat obrys dvou krabic 1-1/2 "x 3". Ty budou pro kola.

Krok 7: Vyřízněte otvory

Pomocí značení jako vodítka vyřízněte dva otvory 1-1/2 "x 3" na kola pomocí řezačky na krabice nebo podobného nože.

Krok 8: Označení a vrtání

Umístěte sestavu motoru do středu víka tak, aby kola seděla uprostřed uvnitř dvou obdélníkových otvorů a nedotýkala se žádných okrajů. Jakmile jste si jisti, že jste dosáhli správného umístění kol, udělejte na každé straně motoru značku. To bude sloužit jako vodítka pro vrtání otvorů, které budou použity k připevnění motorů k víku. Jakmile jsou značky vytvořeny, vyvrtejte každý z těchto otvorů vrtákem 3/16.

Krok 9: Připevněte hnací kola

Servomotory pevně připevněte k víku pomocí příslušných montážních otvorů. Odstřihněte přebytečné ocasy zipu. Montováním motorů uprostřed robota jsme vytvořili robustní sestavu pohonu. Náš robot bude nejen schopen jet dopředu a dozadu, ale také se otočit v obou směrech. Ve skutečnosti může robot nejen otáčet doleva nebo doprava tím, že mění rychlosti motorů za jízdy, ale také se může otáčet na místě. Toho je dosaženo otáčením motorů stejnou rychlostí v opačných směrech. Díky této schopnosti může robot navigovat ve stísněných prostorech.

Krok 10: Připravte posuvníky

Připravte jezdce navlečením 1/4-20 matic přibližně do poloviny závitových čepů. Tyto posuvníky se používají k vyrovnání robota a možná bude nutné je později upravit, aby robot mohl plynule jezdit bez překlopení.

Krok 11: Vyvrtejte a připevněte posuvníky

Asi 1-1/2 "dovnitř od každého z kratších okrajů krabice, udělejte značku na střed. Tyto značky provrtejte vrtákem 1/4". Vsuňte posuvníky skrz otvory a upevněte je 1/4 -20 ořechů. Používají se k udržení rovnováhy robota. Neměly by být tak vysoké, aby hnací kola měla problém s kontaktem s povrchem země, ani tak nízké, aby se robot kýval tam a zpět. Pravděpodobně budete muset upravit jejich výšku, když začnete vidět, jak váš robot funguje.

Krok 12: Okruh

Obvod je poměrně jednoduchý. Skládá se ze dvou nepřetržitých rotačních serv, standardního serva, Arduina a napájecího zdroje 9 V. Jedna choulostivá část tohoto obvodu je ve skutečnosti 9V napájecí zdroj. Spíše než jeden držák baterie je to vlastně 6V a 3V držák baterie v sérii pro vytvoření 9V. Důvodem je to, že serva potřebují 6V napájecí zdroj a Arduino potřebuje 9V napájecí zdroj. Abychom oběma dodali energii, připojujeme vodič k místu, kde jsou k sobě připájeny 6V a 3V zdroje. Tento vodič poskytne 6V motorům, zatímco červený vodič vystupující ze 3V napájení je ve skutečnosti 9V napájení, které Arduino vyžaduje. Všichni sdílejí stejný základ. Může se to zdát velmi matoucí, ale když se podíváte pozorně, uvidíte, že je to vlastně docela jednoduché.

Krok 13: Napájení a zemní dráty

V našem obvodu musí být 6V napájecí připojení rozděleno třemi způsoby a zemní spojení musí být rozděleno čtyřmi způsoby. K tomu budeme pájet tři plné vodiče červené vodiče k jednomu červenému drátu s plným jádrem. Budeme také pájet pevné jádro černý drát na čtyři plné jádro černé dráty.

Používáme drát s plným jádrem, protože je z velké části nutné zapojit do servozesilovačů.

Nejprve odstřihněte příslušný počet vodičů a na každém konci odizolujte trochu izolace.

Otočte dohromady konce drátů.

Toto spojení pájejte.

Nakonec přes spoj navlečte kousek smršťovací trubice a roztavte jej na místo, abyste ho izolovali.

Nyní jste pájili dva kabelové svazky.

Krok 14: Připojení kabelového svazku

Pájejte dohromady červený vodič z držáku baterie 4 X AA, černý vodič z držáku baterie 2 X AA a jeden červený vodič z kabelového svazku napájení. Toto spojení zaizolujte smršťovací bužírkou. To bude sloužit jako 6V napájecí připojení pro serva. Dále připájejte černý vodič z držáku baterie 4 X AA k jedinému černému vodiči z kabelového svazku uzemnění. Izolujte to také smršťovací trubkou. To zajistí uzemnění pro celý obvod.

Krok 15: Připojte napájecí zástrčku

Odšroubujte ochranný kryt ze zástrčky a nasuňte kryt na jeden z černých vodičů kabelového svazku tak, aby jej bylo možné později překroutit zpět. Černý vodič připájejte k vnějšímu konektoru zástrčky. "Červený vodič s plným jádrem ke středové svorce zástrčky. Otočte kryt zpět na zástrčku, abyste izolovali svá připojení."

Krok 16: Vytvořte 9V připojení

Druhý konec červeného kabelu připojeného k napájecí zástrčce připájejte k červenému vodiči z akumulátoru a izolujte jej smršťovací trubicí.

Krok 17: Namontujte držáky baterie

Umístěte držáky baterie na jednu stranu víka krabice a vyznačte jejich montážní otvory pomocí trvalé značky. Vyvrtejte tyto značky vrtákem 1/8 . Nakonec připevněte držáky baterie k víku pomocí 4-40 plochých šroubů a ořechy.

Krok 18: Naprogramujte Arduino

Následující testovací kód Arduina umožní robotu jet vpřed, vzad, vlevo a vpravo. Je určen pouze ke kontrole funkčnosti kontinuálních servomotorů. Jak bude robot postupovat, budeme tento kód nadále upravovat a rozšiřovat.

/*

Telepresence Robot - Testovací kód hnacího kola, který testuje funkčnost základny telepresence robota vpřed, vzad, vpravo a vlevo. */ // Zahrnout knihovnu serva #include // Řekněte Arduinu, že existují nepřetržitá serva Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Připojte spojitá serva k pinům 6 a 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Spusťte souvislá serva v pozastavené poloze // pokud se nadále mírně točí, // změňte tato čísla, dokud se nezastaví ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Vyberte náhodné číslo mezi 0 a 3 int rozsah = random (4); // Přepíná rutiny na základě právě vybraného náhodného čísla přepínač (rozsah) {// Pokud je vybrána 0, odbočte doprava a pro druhý případ pozastavte 0: vpravo (); zpoždění (500); stopDriving (); zpoždění (1000); přestávka; // Pokud je vybrána 1, odbočte doleva a pro druhý případ pozastavte 1: left (); zpoždění (500); stopDriving (); zpoždění (1000); přestávka; // Pokud je vybráno 2, pokračujte vpřed a pozastavte pro druhý případ 2: vpřed (); zpoždění (500); stopDriving (); zpoždění (1000); přestávka; // Pokud je vybráno 3, přejděte zpět a pro druhý případ pozastavte 3: dozadu (); zpoždění (500); stopDriving (); zpoždění (1000); přestávka; } // Pauza na milisekundu pro stabilitu zpoždění kódu (1); } // Funkce pro zastavení jízdy neplatné stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Funkce pro posun vpřed neplatné vpřed () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Funkce pro jízdu zpět neplatná zpět () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Funkce řídit vpravo neplatné vpravo () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Funkce pro řízení vlevo neplatné vlevo () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Krok 19: Připojte Arduino

Umístěte Arduino kamkoli, na spodní část krabice. Označte oba montážní otvory Arduina a udělejte další značku těsně mimo okraj desky sousedící s každým z montážních otvorů. V zásadě děláte dva otvory, které spojují desku Arduino se zipem v plastové krabičce. Vyvrtejte všechny tyto značky. Pomocí otvorů připevněte Arduino k vnitřní straně krabice. Jako obvykle odstřihněte přebytečné ocasy na kravatě.

Krok 20: Zapojte dráty

Nyní je čas konečně vše spojit dohromady. Zapojte 6V červené vodiče do zásuvky servomotoru, která odpovídá jeho červenému vodiči. Zapojte zemnící vodiče do odpovídající zásuvky s černým vodičem. Připojte 6 zelený vodič s plným jádrem do zásuvky, která zarovná s bílým vodičem. Připojte druhý konec jednoho ze zelených vodičů ke kolíku 6 a druhý ke kolíku 7. Nakonec zapojte 9v napájecí zástrčku do zdířky Arduino.

Krok 21: Vložte baterie

Vložte baterie do držáků baterií. Mějte na paměti, že se kola začnou točit.

Krok 22: Připevněte víko

Nasaďte víko a zavřete jej. Nyní byste měli mít velmi jednoduchou platformu robota, která jde dopředu, dozadu, doleva a doprava. V následujících lekcích se tomu budeme dále věnovat.

Krok 23: Odstraňování problémů

Pokud nefunguje, zkontrolujte zapojení podle schématu. Pokud stále nefunguje, nahrajte kód znovu. Pokud ani to nefunguje, zkontrolujte, zda na Arduinu svítí zelené světlo. Pokud tomu tak není, pořiďte si nové baterie. Pokud většinou funguje, ale mezi pohyby se úplně nezastaví, musíte upravit obložení. Jinými slovy, nulový bod na motoru není nakonfigurován dokonale, takže nikdy nebude neutrální poloha, která by jej pozastavila. Chcete -li to napravit, jemně zašroubujte malý šroubový terminál v zadní části serva a jemně jej dolaďujte, dokud se motor nepřestane točit (v pozastaveném stavu). Může to chvíli trvat, než se stanete dokonalými. V dalším instruktážním seriálu připojíme servo nastavitelný držák telefonu.