Wifi аркылуу башкарылуучу Telepresence роботун жасаңыз: 11 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул долбоор алыскы чөйрө менен иштеше турган жана Wifi аркылуу дүйнөнүн каалаган бурчунан башкарыла турган роботту куруу жөнүндө. Бул менин акыркы инженердик долбоорум жана мен электроника, IoT жана программалоо жөнүндө көп нерсени үйрөндүм. Бул долбоор локомотивдеги мүмкүнчүлүгү чектелген адамдарга багытталган, анткени алар кыймылда кыйын, андыктан телепрезентация роботу аларга оңой жардам бере алат.

Долбоордун ичинде аны ийгиликтүү кылуу үчүн 2 система бар. Колуңуздун кыймылын көзөмөлдөө мотордун негизин башкаруучу робот колун жана мобилдик колдонмону жылдыруу үчүн.

Төмөндө Telepresence V1дин документи жана презентациясы бар, андыктан сиз тереңирээк түшүнүккө ээ болосуз.

Аны курууга убакыт келди!

Жабдуулар

Бул долбоор үчүн көптөгөн шаймандар жана компоненттер керек. Бул мага 1000 AED (270 $) тегерегинде турат, андыктан сизде бюджет бар экенине ынангыла. Бул жерде сизге керектүү компоненттер:-

1. MCU x 3 түйүнү
2. L298N DC мотор айдоочусу x 1
3. 12V электр менен камсыздоо x 1
4. LM2596 Step-Down Voltage Regulator x 1
5. MPU9250 IMU сенсорлору x 2
6. Servo Motors (10-20 кг Torque) x 4
7. жеңил жыгач 1х1м
8. 8М сай металл темирлер 1м х 2
9. 3D принтер (30х30см)
10. жыгач уста жана бургулоочу
11. Электр зымдары, секирүүчү зымдар жана нан
12. Толук кол жең
13. 12V DC Motor (25kg.cm) x 2
14. 3 дюймдук дөңгөлөк x 1
15. 6 см резина дөңгөлөк бурама х 2 менен
16. Лагердик комплект

1 -кадам: Бул кантип иштейт?

Бул компоненттердин бири -бири менен кантип байланышып жатканын түшүнүү үчүн байланыш схемасы. Биз PubNub деп аталган маалымат берүү тармагын IoT платформасы катары колдонобуз, ал реалдуу убакытта 0,5 секунддун ичинде билдирүүлөрдү жөнөтө алат! Бул биз ала турган эң ылдам жооп жана бул биздин долбоордо дагы маанилүү, анткени биз колубуз менен роботтун колун реалдуу убакытта башкарабыз.

Бардык Nodemcu маалымат жөнөтүү жана алуу үчүн колдонулат. Бул жерде 2 жеке система бар, анда Nodemcu колундагы кыймыл сенсорунун маалыматтарын PubNubга жөнөтөт жана аны Nodemcu робот колуна алат. базалык кыймыл үчүн, мобилдик тиркеме джойстиктен x, y координаттары боюнча маалыматтарды жөнөтөт жана моторду айдоочу аркылуу башкара ала турган базада Nodemcu тарабынан кабыл алынат. Азырынча баары ушунда.

2 -кадам: Дизайн

Жогорудагы дизайн сизге структуранын кандайча көрүнөрү жөнүндө түшүнүк берет. Сиз жакшыраак көрүү үчүн cad файлдарын жүктөп алсаңыз болот. Ровердин негизин 3 дөңгөлөк колдойт, анын артында DC мотору жана алдыда бир дөңгөлөк дөңгөлөгү бар. Робот колунун кыймылынан улам, базанын туруксуздугун байкадым, андыктан алдыңызга 2 дөңгөлөк кошууну ойлонуп көрүңүз. Жыгачтын астыңкы жана үстүнкү катмарлары жаңгактар менен бекитилген жиптер менен бекемделген. Сиз гайканы колдонуп жатканыңызды тактаңыз, анткени бул аны узак мөөнөткө бекем кылат.

Дизайн булагы файлын жүктөп алыңыз - Telepresence Design

3 -кадам: Кол менен Торхтун 3D басылышы

Telepresence роботунун колу кутунун формасындагы жөнөкөй дизайн, ошондуктан аны жиптин минималдуу өлчөмү менен оңой эле 3d басып чыгарууга болот. Анын узундугу болжол менен 40 сантиметрди түзөт, бул адамдын колуна барабар. Робот колунун узундугу серво кыймылдаткычтары көтөргөн моментке негизделген. Сиз моментти эсептөөнү жогоруда көрсөтүлгөн сүрөттө жана мен колдонгон servo мотордун өзгөчөлүктөрү менен таба аласыз, андыктан дизайнды керектөөлөрүңүзгө ылайыкташтыра аласыз. Бирок servo мотордун максималдуу моментин колдонбогула, анткени бул моторду узак мөөнөттө зыянга учуратат.

Төмөндөгү 3D Басып чыгаруу файлдарын түшүрүп, басып чыгарыңыз жана алдыга жылууну улантыңыз.

4 -кадам: Негиздөө жана даярдоо

Бул жерде сиз өндүрүш үчүн ээрчишиңиз керек болгон кадамдар:-

1. Орнотулган темир таякты аранын жардамы менен кесип алыңыз
2. Жыгач кескичти колдонуп 40х30см өлчөмүндөгү 2 жыгачтан жасаңыз
3. Жогорудагы чиймеге окшоп үстүңкү жана астыңкы базада керектүү тешиктерди бургулаңыз
4. DC моторун жана дөңгөлөктүн астынкы жагына тиркеп баштаңыз
5. Үстүнкү базада тик бурчтуу тешик жасоо үчүн, адегенде бургулоочу менен тегерек тешик жасаңыз, андан кийин тешиктен отун кескичти киргизиңиз жана четинен кесип, тик бурчтук жасаңыз.

эгер сиз оң үстүңкү тешик эмне үчүн артка коюлганын ойлоп жатсаңыз, анда мен робот колун борбордун оң бурчуна коёрумду так билбедим. Аны борборго жайгаштыруу салмак таразасынан улам жакшы чечим болчу.

5 -кадам: Робот колун чогултуу

Робот колун чогултуу өзгөчө көңүл бурууну талап кылат. Механикалык чогултуудан башка, серво мотору чогултулганда туура бурчта экенине ынанууңуз керек. Серво моторунун үстүнө бир нерсе чогултуудан мурун бардык моторлорго кайсы бурчта орнотулаары жөнүндө түшүнүк берүү үчүн жогорудагы диаграмманы аткарыңыз. Бул бөлүктү туура кабыл алууга аракет кылыңыз, антпесе сиз аны кайра чогултуу менен аяктайсыз.

Төмөндөгү коддун шаблонун колдонуп, так servo бурчун Arduino же Nodemcu аркылуу орнотуңуз. Бул тууралуу интернетте мурунтан эле көп маалымат бар, андыктан майда -чүйдөсүнө чейин айтпайм.

#кошуу

Servo servo;

int pin =; // arduinoго servo маалымат пин бекитилген пин номерин коюңуз

жараксыз орнотуу () {

servo.attach (пин);

}

void loop () {

int бурчу =; // бурушуңуз керек болгон бурч

servo.write (бурч);

}

6 -кадам: Кол контроллеринин схемасы

Кол контроллеринин курамын жасоо оңой. Мен узун жеңди колдондум жана сенсорлорду, Nodemcu & breadboardду тигүү менен бекиттим. Сенсордун багыты жогорудагы контролердун сүрөтү менен бир багытта экенин текшериңиз. Акырында, схеманы ээрчип, төмөнкү кодду жүктөп алыңыз.

7 -кадам: Telepresence роботунун айланасы

Ушул сыяктуу эле схеманы аткарыңыз. Кыска туташууларды болтурбоо үчүн колдонгон электр менен камсыздоо түйүндөрүн кайчылаш текшериңиз. Бак конвертеринин чыгыш чыңалуусун 7Вга коюңуз, анткени бул бардык сервопроторлордун орточо чыңалуусу. Сиз ширете турган жалгыз жер - бул туруктуу токтун моторунун терминалдары, анткени ал көп ток сарптайт, андыктан бир аз калыңыраак электр зымы менен бекем болушу керек. Район бүткөндөн кийин, кийинчерээк Nodemcu'го 'arm_subscriber.ino' жүктөп бересиз, ал кол менен туташат жана 'base.ino' базасы Nodemcuго жүктөлөт.

8 -кадам: Мобилдик тиркеме

Бул локомотивди башкаруу үчүн мобилдик. Джойстикти жылдырганыңызда, ал джойстик чөйрөсүндөгү X, Y координаттарын Pubnubга жөнөтөт жана Nodemcu базада кабыл алат. Бул X, Y координаты бурчка айландырылат жана анын жардамы менен робот кайсы багытка кетерин таба алабыз. Кыймыл күйгүзүү/өчүрүү жана эки мотордун багытын өзгөртүү аркылуу жасалат. Эгерде буйрук Алга болсо, анда эки мотор тең ылдамдык менен алдыга кетет, эгер сол жакта болсо сол кыймылдаткыч артка, оң мотор алдыга кетет ж.б.

жогоруда көрсөтүлгөн функцияны джойстиктин ордуна баскычтар менен эле жасаса болот, бирок мен мотордун ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн джойстикти тандайм. Бирок, менин иштетүү пиним Nodemcu менен иштебегендиктен, мен ал бөлүктү таштап кеттим. Мен комментарий катары base.inoго ылдамдыкты көзөмөлдөөчү кодду коштум.

Төмөндө.aia баштапкы файлын ала аласыз, аны MIT колдонмо ойлоп табуучусу аркылуу түзөтсө болот. Сиз кийинки кадамда айтып берем колдонмодо негизги конфигурацияны жасашыңыз керек болот.

9 -кадам: Pubnubдан каттоо эсебин түзүңүз жана ачкычтарды алыңыз

Эми IoT платформаңызды конфигурациялоонун акыркы кадамын жасоого убакыт келди. Pubnub эң мыктысы, анткени маалыматтарды берүү реалдуу убакытта болот жана өткөрүп берүү үчүн болгону 0,5 секунд талап кылынат. Анын үстүнө, сиз айына 1 миллион маалымат пунктун жөнөтө аласыз, андыктан бул менин жеке сүйүктүү платформам.

PubNubга барып, каттоо эсебиңизди түзүңүз. Андан кийин сол менюдагы Колдонмолор менюсуна өтүп, оң жагындагы "+Жаңы колдонмо түзүү" деген баскычты басыңыз. Колдонмоңузга ат койгондон кийин, жогоруда жарыялоочунун жана абоненттин ачкычынын сүрөтүн көрөсүз. Бул биз түзмөктөрдү туташтыруу үчүн колдоно турган нерсе.

10 -кадам: Кодго ачкычтарды кошуп, жүктөңүз

Түзмөк бири-бири менен байланыша алышы үчүн бизге 4 нерсе керек:- пабки, подключка, канал жана wifi.

pubkey & subkey бардык Nodemcu жана мобилдик колдонмодо бирдей бойдон калат. Бири -бири менен байланышкан 2 түзмөк бир эле каналдын аталышына ээ болушу керек. Мобилдик колдонмо менен база байланышып жаткандыктан, контроллер жана робот колу үчүн окшош канал аталышына ээ болот. Акырында, ар бир Nodemcuго wifi грамоталарын коюу керек, ал башында wifiга туташа алат. Каналдын аталышын буга чейин кошуп койгом, ошондуктан wifi жана pub/sub ачкычы сиздин эсебиңизден кошулушу керек.

Эскертүү:- Nodemcu интерфейс катары веб-баракчасыз кирүүгө мүмкүн болгон wifi менен гана туташа алат. Жада калса акыркы презентациям үчүн университеттин WiFi тармагы начар болгондуктан мобилдик байланыш түйүнүн колдонууга туура келди.

11 -кадам: Жыйынтык

Эгерде сиз ушул жерге чейин жетсеңиз, анда КЕРЕМЕТ! Бул макаладан сиз баалуу нерсеге ээ болдуңуз деп үмүттөнөм. Бул долбоордун кичинекей чектөөлөрү бар, мен аны аткарардан мурун айткым келет. Бул жерде кээ бирлери төмөнкүлөр:-

Робот колунун кескин кыймылы:-

Робот колунун күтүүсүз кыймылы көп. Бул сенсордук маалыматтын servo кыймылы катары берилиши үчүн 0,5 секунд артта калышынан улам болот. Колумдун кыймылдаткычынын 2сине да зыян келтирдим, андыктан колуңузду өтө тез кыймылдатпаңыз. Бул маселени жылмакай кыймыл түзүү үчүн баштапкы кыймылдын ортосундагы аралык кадамдарды кошуу менен чече аласыз.

Негизги кыймыл токтобойт:-

Мен мобилдик тиркеме аркылуу роботту бир жакка жылдырсам, робот манжаларымды көтөргөнүмдө дагы бир багытта кете берет. Бул кыжырдантты, анткени мен кыймылды токтотуу үчүн дайыма электр энергиясын өчүрүп коюшум керек болчу. Мен колдонууга токтоочу кодду киргиздим, бирок ал дагы деле иштебей калды. Бул колдонмонун өзүндө көйгөй болушу мүмкүн. Балким, сиз аны чечүүгө аракет кылып, мага кабарлап коюңуз.

Видео түрмөгү жок:-

Видео роботтон адамга келбесе, биз эч качан колдонуучудан алысыраак жайгаштыра албайбыз. Мен муну башында кошкум келген, бирок көбүрөөк убакыт жана инвестиция талап кылынат, ошондуктан аны таштап кеттим.

Силер, балдар, жогорудагы маселени чечүү менен бул долбоорду андан ары көтөрө аласыңар. Качан сен мага ошону айт. Коштошуу

Көбүрөөк долбоорлор үчүн менин портфолио вебсайтыма баш багыңыз

Робототехника сынагында экинчи орунду ээледи