Braço robótico controlado por luva: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Objetivo: ganhar experiência e habilidades de resolução de problemas criando um projeto para ser concluído

Outline- Use uma luva para conectar através de um arduino para controlar um "braço" impresso robótico 3-D. Cada uma das articulações do braço impresso em 3-D tem um servo que se conecta ao sensor de flexão da luva e se move na proporção em que o dedo é flexionado.

Etapa 1: Lista de Materiais

3- resistores de 10k

3 - resistores de sensor flex

3- servos

Tábua de pão

Arduino Uno

Fios

Zip-tie

4- peças impressas 3-D

Anexei links para os materiais exatos que usei para que possam ser facilmente pesquisados, mesmo que você não faça o pedido a partir desses links exatos

3- resistores de 10k

3- resistores de sensor flex

3- servos

Etapa 2: Fiação

A imagem da fiação exatamente como a instalei está no arquivo fritzing. A fiação pode ser melhor visualizada em duas partes diferentes. 1) Conexões da placa de ensaio e do arduino ao “braço” impresso 3-D 2) Conexões da placa de ensaio e do arduino à luva.

Conexões do braço impresso 3-D Os fios ligados aos pinos 11, 10, 9, bem como as regiões positiva e negativa, são conectados aos 3 servos diferentes. Os fios pretos do servo se conectam às regiões negativas, ou seja, à coluna negativa da placa de ensaio. Os fios vermelhos no servo se conectam às regiões positivas, ou seja, a coluna positiva na placa de ensaio. Finalmente, os fios de sinal amarelos se conectam ao arduino.

Na minha configuração, o pino 9 se conecta ao servo de base e é controlado pelo polegar. Na minha configuração, o pino 10 se conecta ao servo superior e é controlado pelo dedo médio. Na minha configuração, o pino 11 se conecta ao servo do meio e é controlado por o dedo indicador

2) Conexões de luva Existem duas conexões disponíveis nos sensores flex, do lado com a linha fina passa a conexão tanto para o sinal quanto para o terminal negativo. O lado com um lado com padrão mais grosso é uma conexão com o terminal positivo. No lado onde você conecta o sinal e o fio negativo, conecte um resistor de 22k e um fio secundário. O fio vai direto para o terminal negativo através da placa de ensaio. O resistor se conecta com uma extremidade ao sensor flexível e a outra se conecta a um fio que vai até a placa de ensaio antes de se conectar ao arduino analógico nos pinos. Os três pinos analógicos que usei foram A0, A1, A2. Em seguida, a outra conexão do sensor flexível vai até a placa de ensaio e se conecta à coluna positiva da placa de ensaio. No arquivo de fritzing, há um esboço secundário mais claro que mostra as conexões positivas, negativas e de sinal.

(Observação: a maioria das conexões físicas dos fios que não estão na placa de ensaio foram soldadas e foi usado um filme plástico retrátil para proteger as conexões)

Os componentes finais para a fiação são as conexões da alimentação de 5 V no arduino para a coluna positiva e o aterramento (GND) se conecta à coluna negativa. Há também barras que cruzam a placa de ensaio que conecta as colunas negativas em cada extremidade da placa e as colunas positivas juntas em cada extremidade da placa.

Observação adicional - fios mais longos podem ser usados para estender a quantidade de folga disponível entre a protoboard e a luva ou a protoboard e o braço impresso 3-D, se necessário

Etapa 3: Fiação e explicação do código

A base do programa é semelhante ao programa de rotação de botões do Arduino e funciona como um potenciômetro. Os sensores flex na luva enviam sinais com base na mudança de posição, quando os dedos nas luvas se movem, a mudança de posição envia um sinal para o arduino que então pede que a “mão” impressa em 3D mude na mesma proporção.

Dentro do código os 3 servos são definidos sob os pinos 9, 10, 11 Os pinos analógicos A0, A1, A2 conectam o potenciômetro

Na configuração vazia, os servos são fixados aos pinos

Então, o loop vazio consiste em usar 3 funções analogRead, map, write e delay

analogRead- lê o valor dos pinos analógicos (aqueles que se comunicam com o potenciômetro) e dá um valor entre 0 e 1023

Map- (valor, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) a função de mapa altera a faixa de valores do valor de leitura analógica de 500, 1000 a 0, 180, uma vez que 0-180 são faixas de valores que o servo pode ler e nomes o novo valor sob o primeiro na lista

servoWrite - o arduino escreve um valor para o servo e move sua posição de acordo

Atraso - O atraso faz com que o programa espere antes de repetir novamente

Etapa 4: Estrutura mecânica das peças impressas em 3-D

Existem quatro arquivos STL anexados, bem como imagens e vídeos de cada uma das partes. Não há imagem da montagem dos arquivos, mas sim imagem da versão impressa em 3D. As quatro peças diferentes são conectadas por meio de 3 servos em cada uma das juntas. A parte da base conecta-se ao ombro através dos servos, que é então anexada à primeira lima do braço e, finalmente, à segunda lima.

Etapa 5: construção mecânica da luva

A construção da luva foi bastante simples, os sensores flex foram colados a quente em três dedos na luva e laços de zíper foram usados para manter os fios no lugar.

Nota- Foi descoberto que se esses sensores flex específicos que foram usados ficarem muito sujos, isso pode começar a afetar a forma como os sensores flex funcionam, então pedaços de fita adesiva foram colocados sobre os sensores para mantê-los limpos

Observação adicional - O movimento do braço 3-D pode ser um pouco irregular quando apenas um cabo USB conectado ao arduino é usado para alimentá-lo. Ele pode ser melhorado conectando mais energia por meio de baterias e conectando os terminais positivo e negativo às colunas positivas e negativas na placa de ensaio