Flex -anturikäsine: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä on hauska projekti, jota voidaan mukauttaa hallitsemaan mitä tahansa robotti -aseista virtuaalitodellisuuden rajapintoihin.

Vaihe 1: Materiaalit ja osat

Käsineelle:

• Halpa puutarhakäsine
• Arduino Lilypad
• Lilypad -akkukennopidike
• Johtava ompelulanka
• Normaali ompelulanka
• Velostat
• Kiinnitä teippi
• pikaliima
• Joustava
• Viisi 4,7 ohmin vastusta

Kädelle:

• Viisi SG90 -servoa
• Sähköjohto
• PLA- tai ABS -filamentti
• Ninjaflex (tai muu joustava filamentti)
• Siima
• 5V virtalähde
• Pieni leipälauta (valinnainen, mutta hyödyllinen servojen johdotuksessa rinnakkain)

Huomautus: jos sinulla ei ole joustavaa 3D -tulostuslankaa, voit käyttää joustavaa kättä eri robottivarteen

Vaihe 2: Flex -anturien valmistus

Materiaali, jota käytin, velostat, on pietsoresistiivinen materiaali. Tämä tarkoittaa, että se on paineherkkä ja kun painat, taivutat tai muotoilet sitä, vastus muuttuu. Tätä ominaisuutta käytämme mittaamaan kuinka paljon jokainen sormi taipuu.

Aloita leikkaamalla 5 nauhaa velostaattia, noin 0,7 cm x 8 cm.

Aseta seuraavaksi 2 pitkää palaa teippiä kuvapuoli ylöspäin tasaiselle pinnalle ja leikkaa kaksi pituutta johtavaa ompelulankaa, sanoisin vähintään 40 cm pitkä, on aina parempi olla ylimääräistä. Levitä valinnaisesti pieni tippa liimaa teipille lähelle pohjaa. Tämä ei ole pakollista, mutta huomasin, että se estää ompelulangan vahingossa vetämisen ulos. Jos sinulla ei ole johtavaa ompelulankaa, tässä vaiheessa voi olla mahdollista käyttää ohutta kuparilankaa, kuten kuulokkeiden kaapeleissa olevaa lankaa (sanon "saattaa", koska en ole testannut tätä ajatusta).

Aseta kaksi ompelulangan pituutta teipin päälle keskeltä pitkin siten, että ompelulangan häntä työntyy ulos teipin päästä. On tärkeää mennä lähes koko teipin pituuteen, koska jos et tee sitä, flex -anturi kerää lukemat vain sormesi pohjan läheltä eikä kärjestä.

Aseta velostaatti yhden ompelulangan päälle niin, että se peittää sen päät (et halua kahden ompelulangan koskettavan). Nosta sitten toinen teippi velostaatin peittämättömälle puolelle ja paina lujasti alas poistaaksesi ilmakuplat. Varmista anturin pohjassa, että kaksi ompelulankaa eivät aiheuta oikosulkua, jotta ne eivät poistu teipistä vastakkaisilta puolilta (samanlainen kuin "Y" muotoinen liitos, katso kuva).

Leikkaa ylimääräinen teippi haluamallasi tavalla. Lopuksi liimaa pieni pala kuminauhaa anturin päähän. Toista tämä viisi kertaa säätämällä jokaisen anturin kokoa sopivimmin sormellesi.

Vaihe 3: Tee käsine

Annan yleiskatsauksen henkilökohtaisesti suorittamistani vaiheista, mutta miten teet sen, vaihtelee tapauskohtaisesti, suurelta osin käyttämästäsi käsineestä riippuen.

Yksi keskeinen asia, jota en voi korostaa tarpeeksi, on se, että johtava ompelulanka EI ole kuin tavallinen harrastuslanka, siinä ei ole eristysvaippaa. Lisäksi, koska käsine on joustava ja voi taivuttaa itsensä takaisin, on erittäin helppo luoda oikosulku, mikä johtaa komponenttien tuhoutumiseen ja suuriin reikiin sulamiseen käsineessäsi.

Jos sinulla ei ole johtavaa ompelulankaa, voit käyttää tavallisia johtoja ja juottaa liitännät.

Aloitin kytkemällä akun käsineeseen ja kytkemällä 5V ja GND Arduino Lilypadiin. Älä ompele Lilypadia kokonaan kiinni, koska meidän on taivutettava taaksepäin ja ompelet sen alle (katso yllä olevat kuvat).

Suosittelen myös vuoraamaan Lilypad -levyn alapinnan sähköteipillä oikosulkujen estämiseksi.

Seuraavaksi juotetaan viiden 4,7 ohmin vastuksen päät pieniksi silmukoiksi (sinun on ehkä säädettävä vastusarvoa velostaattiliuskojen pituuden ja leveyden perusteella). Valinnainen: kiinnitä ne hansikkaaseen kuumaliimalla. On hankalampaa ommella ne, jos niitä ei pidetä aluksi paikallaan.

Tutustu yllä oleviin kuviin ja kytkentäkaavioon huolellisesti ennen kuin jatkat. On tärkeää kartoittaa ompelulangan reitti ennen aloittamista, muuten "ompelet nurkkaan".

Henkilökohtaisesti aloin ompelemaan akun GND: stä 5 vastukseen ja sitten jokaisesta yksittäisestä vastuksesta A0: n A4 -nastoihin menemällä aiemmin eristysnauhalla peitetyn Lilypad -levyn alle. Tämän jälkeen liimasin ensimmäisen taipuisan anturin pään peukaloon siten, että ompelulangan toinen pää oli 5 V ja toinen pää A0: ssa. Toista tämä jokaiselle sormelle, mutta sen sijaan, että menisit suoraan 5 V: iin joka kerta (ja luo ommellabyrin), ompele vain edelliseen flex -anturiin.

Varmistaaksesi, että jokainen flex -anturi pysyy jännityksen alaisena, kun siirrät sormiasi, ompele kuminauha, jonka kiinnitimme flex -anturiin viimeisessä vaiheessa käsineen sormenpäihin. Voit ommella joitakin silmukoita taipuisan anturin ympärille varmistaaksesi, että ne pysyvät paikallaan, kun liikutat kättäsi.

Lopuksi juotetaan 5 johtoa digitaalisiin nastoihin 5-9, joita käytetään myöhemmin kertomaan servoille minne mennä.

Vaihe 4: Rakenna varsi

3D -tulostin Gyrobotilta Thingiversessa saataville asetetut käsivarsitiedostot. Löydät ne täältä.

Halutessasi voit myös tulostaa 3D: n kyynärvarren, mutta filamenttirajoitusten vuoksi tein paperimassamallin omasta kyynärvarrestani. Käytin viittä SG90 -servoa, jotka pidettiin 3D -tulostetussa kehyksessä, joka oli liitetty jokaiseen sormiin siimalla. Kytke kaikki GND- ja Vin-liitännät rinnakkain ulkoiseen virtalähteeseen, kuten 5 V AC-DC-seinämuuntajaan.

Liitä servotulon nastat (yleensä oranssit johdot sopimuksen mukaan) käsineen vastaaviin digitaalisiin nastoihin.

Vaihe 5: Lataa koodi

Ellei sinulla ole FTDI -kaapelia, sinun on ohjelmoitava Lilypad Arduino Unon kautta. Vaiheet tähän on kuvattu tässä ohjeessa. Varmista, että olet valinnut oikean Arduino -levytyypin, ja vaihda se valitsemalla Työkalut/Taulu/Lilypad Arduino.

Yllä olevien ohjeiden mukaisesti lataa ensin kalibrointikoodi.

Kopioi kalibrointikoodin tulos tämän koodin riville 31 ja lataa se sitten.

Vaihe 6: Kommentoi Baud -nopeutta

Minulla oli melko turhauttava vika, jossa baudinopeus (joka on nopeus, jolla tiedot välitetään sarjaportin kautta) oli kaksi kertaa suurempi kuin mitä ohjelmoin sen olevan. Katso youtube -videoni noin klo 2:54 esittelemään ongelmaa. Valitettavasti tämä esti minua noudattamasta alkuperäistä suunnitelmaani, joka oli bluetoothin käyttäminen ja langaton kommunikointi käsineen ja robottikäden välillä.

En pystynyt ratkaisemaan baudinopeusongelmaa, mutta paras arvaukseni on, että ohjelmistolaitteiston välillä on ristiriita, joka ajattelee, että levyn oskillaattori on joko 8 tai 16 MHz. Tämä voi johtua siitä, että ostin halvan kloonilevyn eikä virallista tuotetta. Jos käytät todellista tuotetta, sinulla ei ehkä ole tätä ongelmaa. Tämä on kuitenkin vain omaa spekulaatiotani ja jos joku tietää todellisen syyn, kerro se minulle alla olevissa kommenteissa.

Väliaikaisina korjauksina löysin kaksi tapaa kiertää tämän:

• Kaksinkertaista baudinopeus käyttämällä sarjamittarin vasemmassa alakulmassa olevaa painiketta. Jos esimerkiksi koodi sanoo Serial.begin (9600); Vaihda sarjamonitorilähtö arvoon 19200.
• Sen sijaan, että valitsisit Arduino Lilypadin lautaksi, valitse Arduino Pro astuessasi. Voit tehdä tämän Arduino IDE: ssä seuraavasti: Työkalut/Taulu/Arduino Pro tai Pro Mini ja lataa sitten.

Vaihe 7: Viimeistely

Toivottavasti löysit tämän opettavaisen informatiivisen, jos sinulla on kysyttävää tai ehdotuksia, jätä ne alla olevaan kommenttiin.

Kolmas palkinto Make It Move -kilpailussa 2017