Robô de telepresença: Plataforma básica (Parte 1): 23 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

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Um robô de telepresença é um tipo de robô que pode ser controlado remotamente pela Internet e funcionar como substituto de alguém em outro lugar. Por exemplo, se você está em Nova York, mas deseja interagir fisicamente com uma equipe de pessoas na Califórnia, pode ligar para um robô de telepresença na Califórnia e ter o robô como seu substituto. Esta é a primeira parte de um sete -part instructables series. Nos próximos dois instrutíveis, estaremos construindo a plataforma eletromecânica básica do robô. Esta plataforma será posteriormente aprimorada com sensores e eletrônicos de controle adicionais. Esta base é centralizada em torno de uma caixa de plástico que fornece estrutura e oferece espaço interno para armazenar eletrônicos. O projeto usa duas rodas centrais presas a servos contínuos que permitem que ele vá para frente, para trás e gire no lugar. Para evitar que tombe de um lado para o outro, ele incorpora dois planadores de cadeira de metal. Tudo é controlado por um Arduino. Para aprender mais sobre os tópicos abordados nesta série de projetos, verifique a Classe de Robô, a Classe de Eletrônicos e a Classe de Arduino.

Etapa 1: Materiais

Como este é um projeto de duas partes, incluí todas as partes em uma lista. As partes da segunda metade serão reiteradas nessa lição. Você precisará de: (x2) Servos de rotação contínua (x1) Servo padrão (x1) Arduino (x1) 4 porta-baterias AA (x1) 2 porta-baterias AA (x6) Bateria AA (x1) Plugue de alimentação tipo M (x2) Rodas de rodízio (x1) Caixa de plástico (x1) Stick de selfie (x1) Flange de placa de teto de 1/2 "(x1) Cabide de metal (x2) 1 / 4-20 x 7/8 "por 1-1 / 4" base deslizantes (x4) 1 / 4-20 porcas (x1) Tubo retrátil sortido (x1) Laços zip sortidos

Etapa 2: Perfure a buzina do servo

Amplie os orifícios mais externos dos dois servos de rotação contínua com uma broca de 1/8.

Etapa 3: marcar e perfurar

Centralize a buzina do servo em um dos cubos da roda de 3 e marque os orifícios de fixação do servo. Faça essas marcas com uma broca de 1/8 '. Repita para a segunda roda.

Etapa 4: anexar

Zip amarre as rodas para os respectivos chifres servo e apare qualquer excesso de rabos de empate zip.

Etapa 5: conectar os motores

Usando os orifícios de montagem do motor, amarre firmemente os dois servos contínuos, costas com costas, de forma que fiquem espelhados. Essa configuração pode parecer simples, mas na verdade é um trem de força bastante robusto para o robô.

Etapa 6: marque as aberturas da roda

Precisamos cortar dois retângulos no centro da tampa para passar as rodas. Encontre o centro da tampa do tupperware desenhando um X de canto a canto. O local onde este X se cruza é o ponto central. Do centro, meça 1-1 / 4 "para dentro em direção a uma das bordas mais longas e faça uma marca. Espelhe isso no lado oposto. Em seguida, meça 1-1 / 2" para cima e para baixo a partir das marcas centrais e marque essas medidas como bem. Finalmente, meça 1-1 / 2 "para fora em direção à borda longa de cada uma das marcas internas e faça três marcas externas para dilinar a borda externa das linhas de corte. Observe que não me incomodei em marcar essas medidas porque eles se alinharam perfeitamente com a calha na tampa para a borda da caixa. Você deve ficar com um contorno de duas caixas de 1-1 / 2 "x 3". Estas serão para as rodas.

Etapa 7: Corte as aberturas

Usando as marcações como guia, corte duas aberturas retangulares de 1-1 / 2 "x 3" para a roda usando um cortador de caixa ou lâmina semelhante.

Etapa 8: marcar e perfurar

Coloque o conjunto do motor no centro da tampa de forma que as rodas fiquem centralizadas dentro dos dois orifícios retangulares e não toquem em nenhuma das bordas. Depois de ter certeza de que obteve o posicionamento correto das rodas, faça uma marca em cada lado de cada um dos motores. Isso servirá como guias de perfuração para os orifícios que serão usados para prender os motores à tampa. Depois de feitas as marcas, faça cada um desses orifícios com uma broca de 3/16.

Etapa 9: prenda as rodas motrizes

Prenda com firmeza os servo motores à tampa usando os orifícios de montagem apropriados. Remova o excesso das pontas dos tirantes. Depois de montar os motores no meio do robô, criamos um conjunto de acionamento robusto. Nosso robô não só será capaz de ir para a frente e para trás, mas também girar em ambas as direções. Na verdade, o robô não apenas pode virar para a esquerda ou para a direita, diferindo as velocidades dos motores durante a condução, mas também pode girar no lugar. Isso é feito girando os motores na mesma velocidade em direções opostas. Por conta dessa capacidade, o robô pode navegar por espaços apertados.

Etapa 10: preparar os controles deslizantes

Prepare os controles deslizantes enroscando porcas 1 / 4-20 aproximadamente na metade dos pinos rosqueados. Esses controles deslizantes são usados para nivelar o robô e podem precisar ser ajustados posteriormente para permitir que o robô mova suavemente sem tombar.

Etapa 11: Perfure e anexe os controles deslizantes

Cerca de 1-1 / 2 "para dentro de cada uma das arestas curtas da caixa, faça uma marca no centro. Perfure essas marcas com uma broca de 1/4". Insira os controles deslizantes nos orifícios e prenda-os com 1/4 -20 nozes. Estes são usados para manter o robô equilibrado. Eles não devem ser tão altos que as rodas motrizes tenham problemas para fazer contato com a superfície do solo, nem tão baixos que o robô esteja balançando para frente e para trás. Provavelmente, você precisará ajustar a altura deles quando começar a ver como o robô está operando.

Etapa 12: O circuito

O circuito é bastante simples. Ele consiste em dois servos de rotação contínua, um servo padrão, um Arduino e uma fonte de alimentação de 9V. A única parte complicada deste circuito é, na verdade, a fonte de alimentação de 9V. Em vez de ser um único suporte de bateria, é na verdade um suporte de bateria de 6V e 3V em série para criar um de 9V. Isso é feito porque os servos precisam de uma fonte de alimentação de 6V e o Arduino precisa de uma fonte de alimentação de 9V. Para fornecer energia a ambos, estamos conectando um fio ao local onde as fontes de 6 V e 3 V são soldadas juntas. Este fio fornecerá 6 V aos motores, enquanto o fio vermelho que sai da alimentação de 3 V é na verdade a alimentação de 9 V que o Arduino necessita. Todos eles compartilham o mesmo terreno. Isso pode parecer muito confuso, mas se você olhar cuidadosamente verá que na verdade é bastante simples.

Etapa 13: Fios de alimentação e aterramento

Em nosso circuito, a conexão de alimentação de 6 V precisa ser dividida de três maneiras e a conexão do aterramento precisa ser dividida de quatro. Para fazer isso, soldaremos três fios vermelhos de núcleo sólido a um único fio vermelho de núcleo sólido. Também soldaremos um sólido fio preto com núcleo para quatro fios pretos com núcleo sólido.

Estamos usando fio de núcleo sólido porque eles precisam muito ser plugados em soquetes servo.

Para começar, corte o número apropriado de fios e tire um pouco do isolamento de uma extremidade de cada um.

Torça as pontas dos fios.

Solde esta conexão.

Finalmente, deslize um pedaço de tubo retrátil sobre a conexão e derreta-o no lugar para isolá-lo.

Você já soldou dois chicotes elétricos.

Etapa 14: Conectando o chicote elétrico

Solde o fio vermelho do suporte de bateria 4 X AA, o fio preto do suporte de bateria 2 X AA e o único fio vermelho do chicote de fiação de alimentação. Isole esta conexão com tubo retrátil. Isso servirá como a conexão de alimentação de 6 V para os servos. Em seguida, solde o fio preto do suporte de bateria 4 X AA ao único fio preto do chicote de fiação de aterramento. Isole-o também com tubo retrátil. Isso fornecerá uma conexão de aterramento para todo o circuito.

Etapa 15: conecte o plugue de alimentação

Separe a tampa protetora do plugue e deslize a tampa sobre um dos fios pretos do chicote de fiação de modo que possa ser torcido de volta mais tarde. Prenda o fio preto no terminal externo do plugue. Solda um 6 fio de núcleo sólido vermelho para o terminal central do plugue. Gire a tampa de volta no plugue para isolar suas conexões.

Etapa 16: Faça a conexão 9V

Solde a outra extremidade do cabo vermelho conectado ao plugue de alimentação ao fio vermelho da bateria e isole-o com um tubo retrátil.

Etapa 17: monte os suportes da bateria

Coloque os suportes da bateria em um lado da tampa da caixa e marque seus orifícios de montagem usando um marcador permanente. Faça essas marcas com uma broca de 1/8 . Por fim, fixe os suportes da bateria na tampa usando parafusos de cabeça chata 4-40 e nozes.

Etapa 18: programar o Arduino

O seguinte código de teste do Arduino permitirá que o robô se mova para frente, para trás, para a esquerda e para a direita. Ele é projetado apenas para verificar a funcionalidade dos servo motores contínuos. Continuaremos a modificar e expandir este código à medida que o robô progride.

/*

Robô de telepresença - Código de teste de roda motriz Código que testa a funcionalidade para frente, para trás, direita e esquerda da base do robô de telepresença. * / // Inclui a biblioteca servo #include // Diz ao Arduino que existem servos contínuos Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Anexe os servos contínuos aos pinos 6 e 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Inicie os servos contínuos em uma posição pausada // se eles continuarem a girar ligeiramente, // altere esses números até que eles parem ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Escolha um número aleatório entre 0 e 3 int range = random (4); // Alterna as rotinas com base no número aleatório recém-selecionado switch (range) {// Se 0 for selecionado, vire à direita e faça uma pausa para um segundo caso 0: right (); atraso (500); stopDriving (); atraso (1000); pausa; // Se 1 for selecionado, vire à esquerda e faça uma pausa para um segundo caso 1: left (); atraso (500); stopDriving (); atraso (1000); pausa; // Se 2 for selecionado, vá em frente e faça uma pausa para um segundo caso 2: forward (); atraso (500); stopDriving (); atraso (1000); pausa; // Se 3 for selecionado, volte e faça uma pausa para um segundo caso 3: backward (); atraso (500); stopDriving (); atraso (1000); pausa; } // Pausa por um milissegundo para estabilidade do código delay (1); } // Função para parar de dirigir void stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Função para encaminhar void forward () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Função para retroceder void backward () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Função para conduzir à direita void right () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Função para dirigir para a esquerda void left () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Etapa 19: Anexe o Arduino

Coloque o Arduino em qualquer lugar, na parte inferior da caixa. Marque os orifícios de montagem do Arduino e faça outra marca fora da borda da placa adjacente a cada um dos orifícios de montagem. Basicamente, você está fazendo dois furos para prender a placa Arduino à caixa de plástico. Faça todas essas marcas. Use os orifícios para prender o Arduino no interior da caixa. Como de costume, apare qualquer excesso de pontas de gravata com zíper.

Etapa 20: conecte os fios

Agora é hora de finalmente conectar tudo junto. Conecte os fios vermelhos de 6 V no soquete do servo motor que corresponde ao seu fio vermelho. Conecte os fios terra no soquete de fio preto correspondente. Conecte um fio de núcleo sólido verde de 6 ao soquete que se alinha com o fio branco. Conecte a outra extremidade de um dos fios verdes ao pino 6 e a outra ao pino 7. Por fim, conecte o plugue de alimentação de 9 V na tomada cilíndrica do Arduino.

Etapa 21: Insira as baterias

Insira as baterias nos suportes de bateria. Lembre-se de que as rodas começarão a girar quando você fizer isso.

Etapa 22: prenda a tampa

Coloque a tampa e feche-a bem. Agora você deve ter uma plataforma de robô muito simples que vai para frente, para trás, para a esquerda e para a direita. Expandiremos mais sobre isso nas próximas lições.

Etapa 23: Solução de problemas

Se não estiver funcionando, compare a fiação com o esquema. Se ainda não estiver funcionando, carregue novamente o código. Se mesmo isso não funcionar, verifique se a luz verde do Arduino está acesa. Se não estiver, compre baterias novas. Se a maioria das vezes estiver funcionando, mas não parar completamente entre os movimentos, você precisará ajustar o compensador. Em outras palavras, o ponto zero do motor não está configurado perfeitamente, então nunca haverá uma posição neutra que irá pausá-lo. Para consertar isso, ajuste o pequeno terminal de parafuso na parte de trás do servo e muito suavemente ajuste-o até que o motor pare de girar (enquanto em seu estado de pausa). Isso pode demorar um pouco para ficar perfeito. No próximo instrutível da série, estaremos conectando um suporte de telefone servo-ajustável.