OWI робот колун көзөмөлдөө үчүн колуңузду толкутуңуз Саптар тиркелген жок: 10 кадам (сүрөттөр менен)

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

ОЙ:

Instructables.com сайтында жок дегенде 4 башка долбоор бар (2015 -жылдын 13 -майына карата) OWI Robotic Armду өзгөртүү же контролдоо. Бул таң калыштуу эмес, анткени бул ойноо үчүн абдан чоң жана арзан роботтук комплект. Бул долбоор руху жагынан окшош (б.а., Arduino менен роботтук колун башкарат), бирок мамилеси башкача. [видео]

Идея - бул робот колун жаңсоолорду зымсыз башкара билүү. Ошондой эле, мен робот колунун өзгөртүүлөрүн минимумга чейин сактоого аракет кылдым, андыктан ал дагы эле баштапкы контроллер менен колдонулушу мүмкүн.

Жөнөкөй угулат.

Бул үч бөлүктөн турган долбоор:

1. LED жана 5 моторду башкаруу үчүн жетиштүү сенсорлор менен жабдылган мээлей
2. Ардуино Наного негизделген өткөргүч түзмөк мээлейден башкаруу буйруктарын кабыл алып, аны зымсыз түрдө Arm контроллерине жөнөтөт.
3. OWI робот колуна тиркелген Arduino Uno негизделген зымсыз кабыл алгыч жана моторду башкаруу түзмөгү

ӨЗГӨЧӨЛҮКТӨРҮ

1. Бардык 5 Freedom Of Freedom (DOF) жана LEDди колдоо
2. Чоң кызыл баскыч - моторлорду дароо токтотуп, бузулуунун алдын алыңыз
3. Портативдүү модулдук дизайн

Мобилдик колдонуучулар үчүн: бул долбоордун "промоушн видеосу" YouTubeда бул жерде.

1 -кадам: Бөлүктөр

КОЛДОО:

Мээлей контроллерин куруу үчүн сизге төмөнкүлөр керек болот:

1. Isotoner Smartouch Tech Stretch Stitched Glove (же окшош) - Amazon.com сайтында
2. Spectra Symboflex Sensor 2.2 " - Amazon.com сайтында
3. GY -521 6DOF MPU6050 3 огу гироскопу + акселерометр модулу - Fasttech.com сайтында
4. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com сайтында
5. 2X5 IDC SOCKET -RECEPTACLE - Phoenixent.com сайтында
6. FLAT RIBBON CABLE 10 Өткөргүч.050 "Pitch - Phoenixent.com сайтында
7. 2 х 5мм LED - Жашыл жана Сары
8. 2 x Small Buttons
9. Резисторлор, зымдар, ийне, кара жип, желим тапанча, ширетүүчү пистолет, ширетүүчү ж.б.

ТРАНСМИОНАЦИЯЛЫК КОТУК:

1. Arduino шайкеш Nano v3.0 ATmega328P -20AU тактасы - Fasttech.com сайтында
2. nRF24L01+ 2.4GHz Wireless Transceiver Arduino Compatible - Amazon.com сайтында
3. Gymboss WRISTBAND - Amazon.com сайтында
4. 9В Батарея кармагыч кутусунун капкагы, зымдын коргоосун ON/OFF менен - Amazon.comдо
5. 2X5 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com сайтында
6. 9v батарея
7. 47uF (50v) конденсатор
8. Резисторлор, зымдар, желим тапанча, ширетүүчү тапанча, ширетүүчү ж.б.

OWI ROBOTIC ARM CONTROLLER BOX:

1. Arduino Compatible Uno R3 Rev3 Development Board - Fasttech.com сайтында
2. Arduino (же окшош) үчүн Shield DIY KIT прототипи - Amazon.com сайтында
3. nRF24L01+ 2.4GHz Wireless Transceiver Arduino Compatible - Amazon.com сайтында
4. 3 x L293D 16 -пин Интегралдык микросхема IC Motor Driver - Fasttech.com боюнча
5. 1 x SN74HC595 74HC595 8-биттик Shift реестри 3-мамлекеттин чыгуу реестри менен DIP16-Amazon.com сайтында
6. 47uF (50v) конденсатор
7. Arduino үчүн кутуча - Amazon.com сайтында
8. Күйгүзүү/Өчүрүү
9. 2 x 13mm баскычтар (бир Кызыл жана бир жашыл калпак)
10. 2 x 2X7 BOX HEADER STRAIGHT - Phoenixent.com сайтында жогорудагыдай
11. FLAT RIBBON CABLE 14 Өткөргүч.050 "Pitch - Phoenixent.com сайтында жогорудагыдай
12. 9v батарея + клип туташтыргычы
13. Резисторлор, зымдар, желим тапанча, ширетүүчү тапанча, ширетүүчү ж.б.

… жана албетте:

OWI Robotic Arm Edge - Робот колу - OWI -535 - Adafruit.com сайтында

2 -кадам: PROTOTYPING

Мен бардык компоненттерди бириктирүү алдында контроллер түзмөктөрүнүн ар бирин прототиптөөнү сунуштайм.

Бул долбоор бир нече татаал жабдыктарды колдонот:

nRF24L01

Эки nRF24 бири -бири менен сүйлөшүүсү үчүн мага бир аз убакыт кетти. Кыязы, Nano да, Uno да модулдардын ырааттуу иштеши үчүн 3.3v стабилдештирилген кубаттуулукту жетиштүү түрдө бербейт. Менин ишимдеги чечим, nRF24 модулдарынын экөөнүн тең электр казыктары боюнча 47uF конденсатору болгон. IR24 жана IRQ эмес режимдерде RF24 китепканасын колдонуу менен бир нече кызыктар бар, ошондуктан мен мисалдарды чындап кылдаттык менен изилдөөнү сунуштайм.

Бир нече сонун ресурстар:

nRF24L01 Ultra аз кубаттуулугу 2.4GHz RF Transceiver IC Продукт Барагы

RF24 Айдоочулар китепканасынын баракчасы

Жөн гана goGling nRF24 + arduino көптөгөн шилтемелерди чыгарат. Изилдөөгө арзыйт

74HC595 SHIFT КАТТООЧУ

5 моторду, LEDди, эки баскычты жана Wireless модулун башкарышым керек экени таң калыштуу эмес. Пин эсептөөңүздү "узартуунун" белгилүү жолу - нөөмөт реестрин колдонуу. NRF24 SPI интерфейсин колдонуп жүргөндүктөн, мен shiftit () функциясынын ордуна нөөмөт регистрин программалоо үчүн SPIди колдонууну чечтим (ылдамдык үчүн жана казыктарды сактоо үчүн). Мени таң калтырганы, бул биринчи кезден эле тумар сыяктуу иштеди. Сиз муну пин кызматында жана эскиздерде текшере аласыз.

Нан жана секирүүчү зымдар сиздин досторуңуз.

3 -кадам: GLOVE

OWI Robotic ARMде көзөмөлдөө үчүн 6 пункт бар (OWI Robotic Arm Edge Picture)

1. LED түзмөктүн GRIPPER жайгашкан
2. А ГРИПЕР
3. А БИЛЕК
4. ELBOW - роботтун билегине бекитилген бөлүгү
5. ИЛИЧ - бул базага бекитилген робот колунун бөлүгү
6. БАЗА

Мээлей Robotik Arm's LED жана бардык 5 моторду (Эркиндик даражасы) башкаруу үчүн иштелип чыккан.

Менде сүрөттөрдө жеке сенсорлор, ошондой эле төмөндөгү сүрөттөмө бар:

1. GRIPPER ортоңку манжада жайгашкан жана кызгылт баскычтар менен башкарылат. Gripper көрсөткүчү менен ортоңку манжаларын бирге басуу менен жабылат. Gripper шакек жана pinky бирге басуу менен ачылат.
2. WRIST индексти тапкычтагы ийкемдүү резистор тарабынан башкарылат. Манжаны жарым жол менен бүгүү билекти ылдый түшүрөт, аны аягына чейин бүгүү билекти өйдө көтөрөт. Сөөмөйдү түз кармоо билекти токтотот.
3. ELBOW акселерометр менен башкарылат - алаканды өйдө жана ылдый каратып, чыканакты жогору жана ылдый жылдырат
4. КЫРГЫЗ акселерометр менен башкарылат - алаканды оңго жана солго кыйшайтуу (тескерисинче!) Ийинди тиешелүү түрдө өйдө жана ылдый жылдырат
5. BASE ийинге окшош акселерометр менен башкарылат - алаканды оңго жана солго оодара каратып (алаканды өйдө каратып) базаны оңго жана солго жылдырат
6. Кармагычтагы LED эки кармагычты башкаруу баскычтарын бирге басуу менен күйгүзүлөт/өчүрүлөт.

Бардык баскычтардын жооптору секириктин алдын алуу үчүн 1/4 секундага кечиктирилет.

Мээлейди чогултуу бир аз ширетүүнү жана көп тигүүнү талап кылат. Негизинен бул жөн эле 2 баскычты, ийкемдүү каршылыкты, Accel/Gyro модулун мээлейдин кездемесине жана зымдарды туташтыргыч кутусуна туташтыруу.

Байланыш кутучасындагы эки LED:

1. Жашыл - күйгүзүү
2. САРЫ - маалымат колго башкаруу кутусуна өткөрүлүп берилгенде жаркылдайт.

4 -кадам: Транслятор кутусу

Өткөргүч кутуча негизинен Arduino Nano, nRF24 зымсыз модулу, ийкемдүү зым туташтыргычы жана 3 резистор: колкаптагы кармагычтын көзөмөлдөө баскычтары үчүн 2 тартылып түшүүчү 10 кОм резистор жана билекти башкаруучу ийкемдүү сенсор үчүн 20 кОм резистор.

Баары чогуу веро-тактага кошулган. Белгилей кетсек, nRF24 Нанонун үстүндө "асылып" турат. Мен бул кийлигишүүгө алып келиши мүмкүн деп чочуладым, бирок ал иштейт.

9v батареяны колдонуу боонун бөлүгүн бир аз көлөмдүү кылат, бирок LiPo батареялары менен аралашкым келген жок. Балким кийинчерээк.

Сураныч, ширетүү көрсөтмөлөрү үчүн пин дайындоо кадамын караңыз

5 -кадам: ARM CONTROL BOX

Кол башкаруу кутусу Arduino Unoго негизделген. Бул колкаптан nRF24 модулу аркылуу зымсыз буйруктарды алат жана 3 L293D драйвер чиптери аркылуу OWI Robotoc Armду башкарат.

Дээрлик бардык Uno казыктары колдонулгандыктан, кутунун ичинде көптөгөн зымдар бар - ал араң жабылат!

Дизайн боюнча, куту ӨЧҮРҮҮ режиминде башталат (кызыл токтотуу баскычы басылгандай), операторго кол капты кийүүгө жана даярданууга убакыт берет. Даяр болгондон кийин, оператор жашыл баскычты басат жана мээлей менен башкаруу кутусунун ортосундагы байланыш дароо түзүлүшү керек (мээлейдеги сары LED жана башкаруу кутусундагы кызыл LED менен көрсөтүлгөндөй).

OWIге туташуу

Роботтук колго туташуу 14 зымдуу эки катарлуу баштык аркылуу (жогорудагы сүрөттө ылайык) 14 зым жалпак кабель аркылуу жүргүзүлөт.

• LED туташуулары жалпы жерге (-) жана arduino пин A0 220 Ом каршылыгы аркылуу
• Бардык мотор зымдары L293D казыктарына 3/6 же 11/14 (тиешелүүлүгүнө жараша +/-) туташтырылган. Ар бир L293D 2 моторду колдойт, демек эки жуп казык.
• OWI электр чубалгылары сары чокунун артындагы 7 пин туташтыргычтын эң сол жагында (+6v) жана оң жагында (GND) казыктары. (Жогорудагы сүрөттө зымдардын сайылганын көрө аласыз). Бул экөө L293Dлердин баарында 8 (+) жана 4, 5, 12, 13 (GND) төөнөгүчтөргө туташкан.

Сураныч, кийинки кадамда пин дайындоонун калган бөлүгүн караңыз

6 -кадам: PIN ТАПШЫРУУ

НАНО:

• 3.3v - 3.3v nRF24L01 чипине (пин 2)
• 5v - 5v акселерометр тактасына, баскычтарга, ийкемдүү сенсорго
• a0 - ийкемдүү каршылыктын кириши
• a1 - сары "комм" LED башкаруу
• a4 - SDA акселерометрге
• a5 - акселерометрге SCL
• d02 - nRF24L01 чип Үзүлүү пини (пин 8)
• d03 - ачык кармагыч баскычын киргизүү
• d04 - жабуу баскычын киргизүү
• d09 - SPR CSN пин nRF24L01 чипине (пин 4)
• d10 - SPR CS пин nRF24L01 чипине (пин 3)
• d11 - SPR MOSI nRF24L01 чипине (пин 6)
• d12 - SPR MISO nRF24L01 чипине (пин 7)
• d13 - SPR SCK nRF24L01 чипине (пин 5)
• Vin - 9v +
• GND - жалпы негиз

БУУ:

• 3.3v - 3.3v nRF24L01 чипке (пин 2)
• 5v - 5v баскычтарга
• Vin - 9v +
• GND - жалпы негиз
• a0 - Билек LED +
• a1 - Shift Register Select үчүн SPI SS пин - Shift реестрине 12 кадап коюу үчүн
• a2 - КЫЗЫЛ баскычты киргизүү
• a3 - Жашыл баскычты киргизүү
• a4 - багыт базасы оң - L293D боюнча пин 15
• a5 - комменттер жетектеген
• d02 - nRF24L01 IRQ киргизүү (пин 8)
• d03 - L293D боюнча 1 же 9 -базалык сервону (pwm) иштетүү
• d04 - багыт базасы солго - тиешелүү L293D боюнча пин 10
• d05 - L293D боюнча плево сервосун (pwm) 1 же 9 пин иштетүү
• d06 - L293D боюнча чыканак servo (pwm) pin 1 же 9 иштетүү
• d07 - SPR CSN пин nRF24L01 чипине (пин 4)
• d08 - SPR CS пин nRF24L01 чипине (пин 3)
• d09 - L293Dдеги билек сервосун (pwm) 1 же 9 -пин иштетүү
• d10 - L293D боюнча 1 же 9 -кармагычтын сервосун (pwm) иштетүү
• d11 - SPR MOSI nRF24L01 чипине (пин 6) жана Shift Registerдеги пин 14кө
• d12 - SPR MISO nRF24L01 чипине (пин 7)
• d13 - SPR SCK nRF24L01 чипине (пин 5) жана Shift Registerдеги пин 11ге

SHIFT КАТТООЧУ ЖАНА L293Ds:

• 74HC595тин QA (15) пини L293D #1дин 2 пинине
• 74HC595тин QB (1) пини L293D #1дин 7 пинине
• 74HC595тин QC (2) пини L293D #1дин 10 пинине
• 74HC595тин QD (3) пини L293D #1дин 15 пинине
• 74HC595тин QE (4) пини L293D #2 пин 2ге
• 74HC595тин QF (5) пини L293D #2 нин 7 пинине
• 74HC595тин QG (6) пини L293D #2нин 10 пинине
• 74HC595тин QH (7) пини L293D #2 нин 15 пинине

7 -кадам: БАЙЛАНЫШ

Колкап 2 байт маалыматты башкаруу кутусуна секундасына 10 жолу же сенсорлордун биринен сигнал келген сайын жөнөтөт.

6 байытуу үчүн 2 байт жетиштүү, анткени биз жөн гана жөнөтүшүбүз керек:

• LED үчүн ON/OFF (1 бит) - Мен чындыгында моторлорго шайкеш келүү үчүн 2 бит колдондум, бирок бири жетиштүү
• ӨЧҮРҮҮ/ОҢ/СОЛ 5 мотор үчүн: 2 бит ар бири = 10 бит

Жалпысынан 11 же 12 бит жетиштүү.

Багыт коддору:

• ӨЧҮРҮҮ: 00
• Туура: 01
• СОЛ: 10

Башкаруу сөзү мындай көрүнөт (бир аз акылдуу):

Байт 2 ---------------- Байт 1 ----------------

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 LED-- M5-- M4-- M3-- M2-- M1--

• M1 - кармагыч
• M2 - билек
• M3 - чыканак
• M4 - ийин
• M5 - база

Байт 1 ыңгайлуу түрдө нөөмөт реестрине берилиши мүмкүн, анткени 1ден 4кө чейинки моторлордун оң/сол багытын көзөмөлдөйт.

Байланыш үчүн 2 секунддук тыныгуу иштетилген. Эгерде күтүү убактысы келип чыкса, бардык моторлор КЫЗЫЛ баскыч басылгандай токтотулат.

8 -кадам: ЭСКЕРТҮҮЛӨР жана башкалар …

GLOVE

Мээлей эскизи төмөнкү китепканаларды колдонот:

• DirectIO - Githubда жеткиликтүү
• I2Cdev - Githubда жеткиликтүү
• Wire - Arduino IDEнин бир бөлүгү
• MPU6050 - Githubда жеткиликтүү
• SPI - Arduino IDEнин бир бөлүгү
• RF24 - Githubда жеткиликтүү

жана мен иштеп чыккан үч китепкана:

• AvgFilter - Github жеткиликтүү
• DhpFilter - Githubда жеткиликтүү
• TaskScheduler - Githubда жеткиликтүү

Мээлей эскизи бул жерде жеткиликтүү: Glove Sketch v1.3

КОЛДУ КӨЗӨМӨЛДӨӨ БОКСУ

Кол эскизи төмөнкү китепканаларды колдонот:

• DirectIO - Githubда жеткиликтүү
• PinChangeInt - Githubда жеткиликтүү
• SPI - Arduino IDEнин бир бөлүгү
• RF24 - Githubда жеткиликтүү

жана мен иштеп чыккан китепкана:

TaskScheduler - Githubда жеткиликтүү

Кол эскизи бул жерде жеткиликтүү: Arm Sketch v1.3

Колдонулган жабдыктар үчүн маалымат барактары

• 74HC595 нөөмөт реестри - маалымат баракчасы
• L293D мотор айдоочусу - маалымат баракчасы
• nRF24 зымсыз модулу - маалымат баракчасы
• MPU6050 акселерометр/гироскоп модулу - маалымат баракчасы

Май 31, 2015 UPDATE:

Мээлей жана кол көзөмөлдөө кутусунун эскиздеринин жаңы версиясы бул жерде жеткиликтүү: Мээлей жана Кол Эскиздери v1.5

Алар ошондой эле бул жерде githubда жайгашкан.

Өзгөртүүлөр

• Билек, чыканак, ийин жана базалык моторлор үчүн мотор ылдамдыгын 5 биттик мааниге (0.. 31) көзөмөлдөө жестинин бурчуна пропорционалдуу жөнөтүү үчүн байланыш структурасына дагы эки байт кошулду (төмөндү караңыз). Arm Control Box [0.. 31] кыймылдаткычтардын ар бирине тиешелүү PWM баалуулуктарына карта коет. Бул оператор тарабынан ылдамдык менен ылдамдыкты көзөмөлдөөгө жана тагыраак кол менен иштөөгө мүмкүнчүлүк берет.
• Жаңы жаңсоолор топтому:

1. LED: Баскычтарды башкаруу LED - ортоңку манжа баскычы - ON, pinkie манжа баскычы - OFF

2. GRIPPER: ийкемдүү тилке башкаруу Gripper - жарым бүгүлгөн манжа - АЧЫК, толугу менен бүгүлгөн манжа - ЖАБУУ

3. БИЛЕК: Билек толугу менен горизонталдык абалда жогору жана төмөн түшүү менен алаканды башкарат. Көбүрөөк ийилүү ылдамдыкты жогорулатат

4. ARM: Кол толугу менен горизонталдык абалдан солго жана оңго кыйшайып башкарылат. Көбүрөөк ийилүү ылдамдыкты жогорулатат

5. ЭРКИН: Ийин алаканынан оңго жана солго айлануу менен башкарылат. Пальма чыканактын огу боюнча айланат (колуңузду булгалап жаткан сыяктуу)

6. БАЗА: Базанын алаканы түз ылдый караган ийин сыяктуу башкарылат.

9 -кадам: БАШКА ЭМНЕ?

ИШТЕГИ ЭМЕС

Мындай системалар менен адаттагыдай эле, алар дагы көп нерселерди жасоого программаланышы мүмкүн.

Мисалы, учурдагы дизайн кошумча жөндөмдөрдү камтыйт, стандарттык пультто мүмкүн эмес:

• Акырындык менен ылдамдыкты жогорулатуу: ар бир мотор кыймылы алдын ала аныкталган минималдуу ылдамдыкта башталат, ал максималдуу ылдамдыкка жеткенге чейин акырындык менен ар бир 1 секундда көбөйтүлөт. Бул моторлордун ар бирин так көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет (айрыкча, билек менен кармагыч)
• Тезирээк кыймылдын жокко чыгарылышы: Кол кутусуна моторду токтотуу буйругу түшкөндө, ал моторду болжол менен 50 мс артка кайтарат, ошону менен кыймылды "сындырат" жана тагыраак башкарууга мүмкүндүк берет.

ДАГЫ ЭМНЕ?

Балким, бир кыйла кылдат көзөмөлдөө ишараттары ишке ашырылышы мүмкүн. Же бир эле учурда жаңсоолор кылдат көзөмөлдөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Арм бийлей алабы?

Эгерде сизде мээлейди кантип кайра программалоо керек болсо же эскиздин версиясы бар болсо, анда мени сынап көрүңүз - мага кабарлаңыз: [email protected]

10 -кадам: *** Биз жеңдик !!! ***

Бул долбоор Microsoft тарабынан каржыланган Coded Creations конкурсунда Биринчи сыйлыкты жеңип алды.

Муну карап көр! WOO-HOO !!!

Coded Creations экинчи сыйлык