Robótica sem fio controlada por gestos e voz: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Basicamente este era nosso projeto de faculdade e por falta de tempo para enviar este projeto esquecemos de tirar fotos de algumas etapas. Também desenhamos um código com o qual se pode controlar esta mão robótica usando gestos e voz ao mesmo tempo, mas por falta de tempo não fomos capazes de implementá-lo, pois então tivemos que fazer alterações em todo o circuito e também desenhamos um código usando o qual você pode controlar este projeto usando voz apenas usando apenas a placa Arduino, então você não precisará do escudo EasyVR, que é caro, por isso é um método barato para fazer um robô de controle de voz. O código está anexado abaixo. O objetivo deste projeto é conceber uma mão mecânica e uma luva de controle (para mão humana). A mão mecânica atuará como escrava, imitando a ação da luva de controle (mão humana) que atuará como mestre. A mão mecânica é projetada usando servo motores, controlador e módulo xbee. A luva de controle será projetada usando sensores flex, controlador e módulo xbee. A luva de controle é montada com sensores flex. O controlador lê a mudança de tensão quando os sensores ex são dobrados e envia dados sem fio usando o módulo xbee para a mão mecânica, que aciona os servos para se moverem de acordo com os gestos realizados com a mão. Este dispositivo pode ajudar a minimizar a necessidade de presença física de um ser humano em locais onde a intervenção humana é menos necessária (Ex: indústrias químicas, difusão de bombas, etc.).

Se você achar este instrutível útil, vote em mim.:)

Etapa 1: Diagrama de blocos

Etapa 2: Materiais necessários

as imagens dos componentes nesta seção são retiradas do amazon.in e o link para esses componentes é fornecido abaixo:

1. Sensor Flex (x6) - (https://www.amazon.in/Linwire-Robodo-Flex-Sensor-…

2. Fios para conexão

3. Vero Board - (https://www.amazon.in/AnandCircuits-PCB-FR2-Board-…)

4. Resistor de 10 K ohm (x5)

5. Módulo XBEE Série 1 (x2)

6. XBEE Arduino Shield (x2) - (https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

7. Placa Arduino Uno (x2) - (https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

8. Meias

9. pano para cobrir o braço

10. Papelão

11. servo motores - 5 servo sg90 (dedos), 1 servo Mg996r (braço) - (https://www.amazon.in/Robodo-Electronics-Tower-Mic…)

12. Correias de fecho - (https://www.amazon.in/4STRON-Antistatic-Heavy-200m…)

13. linha de pesca

14. meias

Etapa 3: Projeto de Mão Mecânica

Etapas de projeto

Para as peças, você precisará de alguns fechos zip, um carretel de linha (linha de pesca), 5 tubos de tinta, 5 servo motores e um arduino. Para estruturar os dedos, são utilizadas pistolas de cola quente e bastões de cola.

Passo 1: Em um pedaço de papel, marque a distância entre cada um de seus dedos conforme mostrado em e atribua a cada um deles um número de referência para que você possa determinar qual dedo está mais tarde. Copie cada número no ziplock correspondente.

Passo 2: Faça as respectivas medidas das articulações de cada dedo, incluindo o dedo mínimo, de acordo com as medidas ideais da mão humana.

Etapa 3: marque as leituras nos ziplocks e deixe um espaço de 2 cm cada para fins de flexão. Faça uma marcação diferente no local que precisa ser dobrado, idealmente a 1cm aproximadamente de ambas as juntas.

Passo 4: Dobre os fechos de correr nos pontos marcados e pressione com firmeza para baixo para garantir que é uma dobra apertada com a ajuda de um bloco de madeira ou outro material pesado. Repita esse processo para o resto dos fechos zip.

Passo 5: Agora corte os tubos de tinta com 2cm de comprimento e posicione cada um na junta usando cola quente. Essa distância permite que os dedos se dobrem livremente.

Etapa 6: enrole cada uma das seções com linha para adicionar forma e volume aos dedos. Isso também funcionará para reforçar a estrutura de cada um dos dígitos.

Passo 7: Agora de acordo com os passos anteriores faça os dedos restantes. Evite o uso de cola quente excessiva, pois aumenta o peso e causa problemas de entortamento dos dedos. Deixe os dedos secarem por um minuto, podemos remover o excesso de cola quente com lixa e relativamente podemos modelá-la como dedos humanos.

Passo 8: Agora para a palma da mão, coloque cada dedo excluindo o polegar a uma distância de 2 cm para que os dedos tenham igual individualidade para dobrar e voltar à sua posição original quando o servo chegar na posição 0.

Passo 9: Para que os dedos tenham espaço igual, coloque um pedaço de cola quente de 3 cm entre cada dedo usando cola quente. Para a fixação dos dedos, amarre todos os dedos incluindo os bastões de cola quente presos entre cada dedo com um fio e aplique uma fina camada de cola quente para o efeito final.

Passo 10: Agora junte o polegar em um ângulo com a mão por trás, já que a linha de pesca puxaria o polegar de acordo, ela faria uma pegada igual à da mão humana. Corte o excesso de ziplock do polegar, pois ele bloqueia o caminho de dobra.

Etapa 11: adicione a linha de espalhamento em cada dedo através dos tubos de tinta. Na extremidade superior do dedo, dê um nó na linha de lançamento para que fique na posição.

Etapa 12: A etapa final é conectar cada cabo de aço ao respectivo servo motor em sua posição máxima. Certifique-se de que, quando o servo girar, haja linha de pesca suficiente para os dedos dobrarem. Fixe a linha de pesca ao eixo do servo motor dando nós com força.

Etapa 4: Projeto da luva de controle

Configurando o circuito do sensor

Os resistores usados são de 10K ohms. O fio GND principal, que é conectado a todos os fios GND individuais dos sensores, é conectado ao GND do arduino. O + 5V do arduino vai para o fio de tensão positiva e cada fio azul é conectado a um pino de entrada analógica separado. Em seguida, soldamos o circuito em um pequeno veroboard. Um que pudesse ser facilmente montado na luva. Também conseguimos soldar os fios aos sensores com relativa facilidade e usamos termorretrátil para garantir que não houvesse curtos-circuitos. Em seguida, envolvemos a área onde os fios são conectados aos sensores com fita isolante para estabilizar os sensores. Perto da parte inferior, onde os fios são colocados, os sensores são um pouco mais fracos e a fita garante que eles não dobrem e não sejam danificados.

Costure cada ponta do sensor na área de cada dedo logo acima de onde cada uma das unhas ficaria. Em seguida, para cada sensor, faça laços soltos ao redor deles com linha em ambas as juntas de cada dedo. Uma vez que cada sensor está no lugar e desliza sob os laços do fio. Em seguida, costuramos o veroboard na parte do pulso da luva com firmeza. Após a costura dos sensores flex a luva e também no cotovelo conecte todos os fios ao veroboard e arduino uno board. Fixe as conexões em uma folha de papelão.

Etapa 5: Software

As etapas para estabelecer a comunicação sem fio entre dois xbees são as seguintes:

- Baixe o software Arduino IDE e instale-o em seu sistema.

- Agora abra a janela do software Arduino. É assim que vai ficar.

- Verifique este código usando a opção de compilar (marca de seleção abaixo da opção) para verificar se há erros e salvá-lo.

- Após compilá-lo selecione a porta (na opção Ferramentas) em que placa você deseja fazer o upload do código.

- Carregue este código na placa R3 do arduino UNO. estamos enviando isso para tornar o arduino uma porta USB para a configuração do módulo xbee s1.

- Agora monte o escudo xbee adruino na placa arduino e, em seguida, monte o módulo s1 xbee no escudo xbee arduino. Após esta configuração, mude para o modo USB usando o botão deslizante no escudo arduino xbee. Em seguida, conecte o arduino à porta USB do laptop usando USB e baixe o software X-CTU.

- Agora abra a janela do X-CTU.

- Agora clique em Adicionar dispositivos ou Descobrir dispositivos para adicionar módulos de rádio à lista.

- Após adicionar dispositivos, clique neles para alterar sua configuração. NOTA: PAN ID deve ser o mesmo para o coordenador e o módulo de ponto final, caso contrário, eles não se comunicarão. Quando você atribui o mesmo PAN ID para ambos os módulos, eles podem detectar um ao outro para comunicação.

- Agora clique em Adicionar dispositivos ou Descobrir dispositivos para adicionar módulos de rádio à lista.

- Após adicionar dispositivos, clique neles para alterar sua configuração. NOTA: PAN ID deve ser o mesmo para o coordenador e para o módulo de ponto final, caso contrário, eles não se comunicarão. Quando você atribui o mesmo PAN ID para ambos os módulos, eles podem detectar um ao outro para comunicação.

- Agora mude para o modo de trabalho dos consoles e clique em abrir a conexão serial com o módulo de rádio para ambos os dispositivos. Depois de selecioná-lo, ele aparecerá na cor verde.

- Agora digite qualquer mensagem na caixa do coordenador, por exemplo, digite oi, olá, etc. A caixa na qual você está digitando o texto aparecerá em azul.

- Agora clique na caixa de ponto final, você verá a mesma mensagem nesta caixa, mas na cor vermelha que indica que a mensagem foi recebida de outro dispositivo. Após a configuração e comunicação bem-sucedidas entre o coordenador e os módulos de ponto final, eles estão prontos para serem usados no circuito.

- Passos para a codificação final da comunicação sem fio do transmissor e do receptor {Escreva o código para a luva de controle no software Arduino e selecione a porta (aqui por exemplo: COM4 é a porta para o bloco transmissor) que você deseja fazer com o bloco transmissor (coordenador). Agora carregue-o na placa Arduino UNO. NOTA: Ao fazer upload de qualquer código no arduino, desconecte (remova) o escudo xbee do arduino ou qualquer conexão nele.

{Escreva o código para a mão mecânica no software Arduino e selecione a porta (aqui por exemplo: COM5 é a porta para o bloco receptor) que você deseja fazer com o bloco receptor (ponto final). Agora carregue-o na placa Arduino UNO.

Etapa 6: Fluxograma

Etapa 7: CÓDIGO:

Também projetamos um código com o qual você pode controlar a mão robótica por gestos e voz ao mesmo tempo, mas vai precisar de muitas explicações sobre como incorporá-lo ao projeto, por isso não o anexamos aqui. Se algum corpo precisar desse código, comente abaixo do seu id de e-mail. Neste laptop de vídeo é usado apenas para fornecer voltagem para ambos os arduinos, já que tivemos problemas de bateria, pois eles drenam muito rápido.