შექმენით ტელეპრეზენტაციის რობოტი, რომელსაც აკონტროლებენ Wi -Fi საშუალებით: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ეს პროექტი ეხება რობოტის შექმნას, რომელსაც შეუძლია შორეულ გარემოსთან ურთიერთობა და მისი კონტროლი მსოფლიოს ნებისმიერი ნაწილიდან Wifi– ს გამოყენებით. ეს არის ჩემი ბოლო წლის საინჟინრო პროექტი და ბევრი ვისწავლე ელექტრონიკის, IoT და პროგრამირების შესახებ. ეს პროექტი ფოკუსირებულია გადაადგილების შეზღუდული შესაძლებლობის მქონე ადამიანებზე, რადგან მათ უჭირთ გადაადგილება, ასე რომ ტელეპრეზენტაციის რობოტი მათ ადვილად დაეხმარება.

პროექტის ფარგლებში არსებობს 2 სისტემა, რათა ის წარმატებული იყოს. თქვენი ხელის მოძრაობის კონტროლი რობოტული ხელისა და მობილური აპლიკაციის გადასატანად, რომელიც აკონტროლებს ძრავის ძირს.

ქვემოთ მოცემულია Telepresence V1– ის დოკუმენტი და პრეზენტაცია, ასე რომ თქვენ მიიღებთ უფრო ღრმა გაგებას.

დროა ავაშენოთ ის!

მარაგები

ამ პროექტისთვის ბევრი ინსტრუმენტი და კომპონენტია საჭირო. დამიჯდა დაახლოებით 1000 AED (270 $), ასე რომ დარწმუნდით, რომ გაქვთ ეს ბიუჯეტი. აქ არის კომპონენტები, რომლებიც დაგჭირდებათ:-

1. კვანძი MCU x 3
2. L298N DC ძრავის მძღოლი x 1
3. 12V კვების ბლოკი x 1
4. LM2596 ძაბვის მარეგულირებელი ნაბიჯი x 1
5. MPU9250 IMU სენსორები x 2
6. სერვო მოტორსი (10-20 კგ ბრუნვის მომენტი) x 4
7. მსუბუქი ხე 1x1 მ
8. 8 მ ხრახნიანი ლითონის წნელები 1 მ x 2
9. 3D პრინტერი (30x30 სმ)
10. ხის მჭრელი და ბურღული
11. ელექტრო მავთულები, ჯუმბერის მავთულები და პურის დაფა
12. სრული მკლავი ყდის
13. 12V DC ძრავა (25 კგ. სმ) x 2
14. 3 ინჩიანი ბორბალი x 1
15. 6 სმ რეზინის ბორბალი ხრახნიანი მთაზე x 2
16. შედუღების ნაკრები

ნაბიჯი 1: როგორ მუშაობს?

ეს არის საკომუნიკაციო ნაკადის სქემა, რათა გააცნობიეროთ, თუ როგორ ურთიერთობენ კომპონენტები ერთმანეთთან. ჩვენ ვიყენებთ მონაცემთა გადაცემის ქსელს, სახელწოდებით PubNub, როგორც IoT პლატფორმას, რომელსაც შეუძლია რეალურ დროში შეტყობინებების გაგზავნა სულ რაღაც 0.5 წამში! ეს არის ყველაზე სწრაფი პასუხი, რაც ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ და ეს კიდევ უფრო მნიშვნელოვანია ჩვენს პროექტში, რადგან ჩვენ ვიყენებთ ჩვენს ხელს რობოტის მკლავის რეალურ დროში გასაკონტროლებლად.

ყველა Nodemcu გამოიყენება მონაცემების გასაგზავნად და მისაღებად. აქ ჩართულია 2 ინდივიდუალური სისტემა, სადაც მკლავი ნოდემკუ აგზავნის მოძრაობის სენსორის მონაცემებს PubNub– ს და ამას იღებს ნოდემკუ რობოტულ მკლავზე. ბაზის გადაადგილებისთვის, მობილური აპლიკაცია აგზავნის მონაცემებს x, y კოორდინაციისთვის ჯოისტიკიდან და რომელიც მიიღება ნოდემკუს მიერ იმ ბაზაზე, რომელსაც შეუძლია მართოს ძრავა მძღოლის საშუალებით. სულ ესაა ჯერჯერობით.

ნაბიჯი 2: დიზაინი

ზემოთ მოყვანილი დიზაინი მოგცემთ წარმოდგენას იმაზე, თუ როგორ გამოიყურება სტრუქტურა. თქვენ შეგიძლიათ გადმოწეროთ cad ფაილები უკეთესი გარეგნობისთვის. როვერის ფუძე მხარს უჭერს 3 ბორბალს, სადაც 2 არის DC ძრავა უკანა მხარეს და ერთი ბორბალი წინ. რობოტული მკლავის მოძრაობის გამო, მე შევამჩნიე არასტაბილურობა ფუძეზე, ასე რომ თქვენ შეიძლება განიხილოთ წინა 2 ბორბლის დამატება. ქვედა და ზედა ხის ფუძე მხარს უჭერს ხრახნიანი ჯოხებით, რომლებიც მოთავსებულია თხილით. დარწმუნდით, რომ იყენებთ საკეტის კაკალს, რადგან ეს გახდის მას სამუდამოდ მჭიდრო გრძელვადიან პერსპექტივაში.

ჩამოტვირთეთ დიზაინის წყაროს ფაილი - ტელეპრეზენტაციის დიზაინი

ნაბიჯი 3: ხელის და ბრუნვის გამოთვლის 3D ბეჭდვა

ტელეპრეზენტაციის რობოტი არის მარტივი დიზაინი ყუთის ფორმაში, ასე რომ ის ადვილად იბეჭდება 3d ძაფით, მინიმალური ოდენობით. მისი სიგრძე დაახლოებით 40 სმ -ია, რაც ადამიანის მკლავზე გრძელია. რობოტული მკლავის სიგრძე ემყარება სერვო ძრავების მიერ მოხსნილ ბრუნვას. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ბრუნვის გაანგარიშება ზემოთ მოცემულ სურათზე, სერვო ძრავის მახასიათებლებთან ერთად, რომელიც მე გამოვიყენე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მოარგოთ დიზაინი თქვენს საჭიროებებს. მაგრამ მოერიდეთ სერვო ძრავის მაქსიმალური ბრუნვის გამოყენებას, რადგან ეს საბოლოოდ დააზიანებს ძრავას გრძელვადიან პერსპექტივაში.

ჩამოტვირთეთ 3D ბეჭდვის ფაილები ქვემოთ, დაბეჭდეთ და გააგრძელეთ წინსვლა.

ნაბიჯი 4: ბაზის დამზადება და შეკრება

აქ მოცემულია ის ნაბიჯები, რომელთა შესრულებაც შეგიძლიათ შეასრულოთ:-

1. გაჭერით ხრახნიანი ლითონის ჯოხი შუა წერტილში ხერხის გამოყენებით
2. გამოიყენეთ ხის მჭრელი, რომ გააკეთოთ 2 ხის ნაჭერი 40x30 სმ
3. გაბურღეთ საჭირო ხვრელები ზედა და ქვედა ბაზაზე, როგორც ზემოთ ნახაზი
4. დაიწყეთ DC ძრავის და ბორბლების მიმაგრება ქვედა ბაზაზე
5. ზედა ბაზაზე ოთხკუთხედის ხვრელის გასაკეთებლად, ჯერ გააკეთეთ წრიული ხვრელი ბურღულთან ერთად და შემდეგ ჩადეთ ხის მჭრელი ხვრელში და მოაწყვეთ იგი კიდეებზე, რათა შეიქმნას მართკუთხედი.

თუ გაინტერესებთ რატომ დგას მარჯვენა ზედა ხვრელი უკანა მხარეს, ეს იმიტომ ხდება, რომ მე არ ვიყავი დარწმუნებული, რომ რობოტულ მკლავს მარჯვენა კუთხეში მოვათავსებ ცენტრში. მისი ცენტრში განთავსება უკეთესი არჩევანი იყო წონის ბალანსის გამო.

ნაბიჯი 5: Robotic Arm- ის შეკრება

Robotic Arm- ის შეკრება განსაკუთრებულ ყურადღებას მოითხოვს. მექანიკური შეკრების გარდა, თქვენ უნდა დარწმუნდეთ, რომ სერვო ძრავა აწყობისას არის სწორი კუთხით. მიჰყევით ზემოთ მოცემულ დიაგრამას, რათა მოგაწოდოთ იდეა იმის შესახებ, თუ რომელი კუთხით უნდა იყოს დაყენებული სერვო ძრავა ყველა ძრავზე, სანამ რაიმე თავზე ააწყობთ. ეცადე ეს ნაწილი სწორად მიიღო თორემ საბოლოოდ ისევ ხელახლა ააწყობ მას.

გამოიყენეთ ქვემოთ მოყვანილი კოდის შაბლონი სერვოს ზუსტი კუთხის დასადგენად არდუინოს ან ნოდემკუს გამოყენებით. ამის შესახებ უკვე ბევრი ინფორმაციაა ინტერნეტში, ასე რომ დეტალურად არ ვისაუბრებ.

#ჩართეთ

სერვო სერვო;

int pin =; // განათავსეთ პინის ნომერი, სადაც სერდო მონაცემების პინი მიმაგრებულია არდუინოზე

void setup () {

servo.attach (pin);

}

ბათილი მარყუჟი () {

int კუთხე =; // კუთხე, რომლის დაყენებაც გჭირდებათ

servo.write (კუთხე);

}

ნაბიჯი 6: მკლავის კონტროლერის წრე

მკლავის კონტროლერის შეკრება მარტივია. მე გრძელი ყდის გამოვიყენე და სენსორები, Nodemcu & breadboard დავამატე სამკერვალოთი. დარწმუნდით, რომ სენსორის ორიენტაცია არის იმავე მიმართულებით, როგორც ზემოთ კონტროლერის სურათი. დაბოლოს, მიჰყევით სქემის დიაგრამას და გადმოწერეთ კოდი ქვემოთ.

ნაბიჯი 7: ტელეპრესიის რობოტის ჩართვა

დაიცავით სქემის დიაგრამა იმავე გზით. გადაამოწმეთ კვების წყაროს პინუტები, რომლებსაც იყენებთ მოკლე ჩართვის თავიდან ასაცილებლად. დააყენეთ მამალი კონვერტორის გამომავალი ძაბვა 7 ვ -ზე, რადგან ეს არის ყველა სერვო ძრავის საშუალო ძაბვა. ერთადერთი ადგილი, სადაც შეგიძლიათ შეაერთოთ არის ძირითადი DC ძრავის ტერმინალები, რადგან ის ბევრ დენს მოიხმარს, ამიტომ უნდა იყოს მჭიდროდ ოდნავ სქელი ელექტრული მავთულით. წრის დასრულების შემდეგ, მოგვიანებით თქვენ ატვირთავთ "arm_subscriber.ino" ნოდემკუზე, რომელიც აკავშირებს მკლავს და "base.ino" - ს, რომელიც უნდა აიტვირთოს ბაზაზე Nodemcu.

ნაბიჯი 8: მობილური აპლიკაცია

ეს არის მობილური მოძრაობის გასაკონტროლებლად. ჯოისტიკის გადაადგილებისას ის აგზავნის X, Y კოორდინატებს ჯოისტიკების წრეზე Pubnub– ში და მიიღება ნოდემკუს მიერ ბაზაზე. ეს X, Y კოორდინატი გადაიქცევა კუთხედ და მისი გამოყენებით შეგვიძლია ვიპოვოთ რობოტის მიმართულებით. მოძრაობა ხდება ორი ძრავის ჩართვა/გამორთვით და მიმართულების შეცვლით. თუ ბრძანება არის წინ, მაშინ ორივე ძრავა წინ მიდის მთელი სისწრაფით, თუ მარცხნივ მაშინ მარცხენა ძრავა საპირისპიროდ წავა და მარჯვენა ძრავა წინ მიდის და ასე შემდეგ.

ზემოაღნიშნული ფუნქცია შეიძლება უბრალოდ გაკეთდეს ღილაკებით, ასევე ჯოისტიკის ნაცვლად, მაგრამ მე ვირჩევ ჯოისტიკს ძრავის სიჩქარის გასაკონტროლებლად. თუმცა, ჩემი ჩართვის პინი არ მუშაობდა ნოდემკუსთან, ასე რომ მე დავტოვე ეს ნაწილი. მე დავამატე სიჩქარის კონტროლის კოდი base.ino მხოლოდ იმ შემთხვევაში, როგორც კომენტარი.

თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ საწყისი ფაილი.aia ქვემოთ, რომლის რედაქტირება შესაძლებელია MIT აპლიკაციის გამომგონებლის გამოყენებით. თქვენ მოგიწევთ ძირითადი კონფიგურაციის გაკეთება აპლიკაციაში, რომელსაც მე გეტყვით შემდეგ ეტაპზე.

ნაბიჯი 9: შექმენით ანგარიში Pubnub– ში და მიიღეთ გასაღებები

ახლა დროა გავაკეთოთ ბოლო ნაბიჯი, რომელიც არის თქვენი IoT პლატფორმის კონფიგურაცია. Pubnub არის საუკეთესო, რადგან მონაცემთა გადაცემა ხდება რეალურ დროში და გადაცემას მხოლოდ 0.5 წამი სჭირდება. უფრო მეტიც, თქვენ შეგიძლიათ გაგზავნოთ 1 მილიონი მონაცემთა ქულა თვეში, ასე რომ ეს არის ჩემი პირადი საყვარელი პლატფორმა.

გადადით PubNub– ში და შექმენით თქვენი ანგარიში. შემდეგ გადადით პროგრამების მენიუში მარცხენა მენიუში და დააწკაპუნეთ ღილაკზე სახელწოდებით "+შექმნა ახალი აპლიკაცია" მარჯვნივ. თქვენი აპლიკაციის დასახელების შემდეგ დაინახავთ გამომცემლის და გამომწერის გასაღების სურათს. ეს არის ის, რასაც ჩვენ გამოვიყენებთ მოწყობილობების დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 10: დაამატეთ გასაღებები კოდში და ატვირთეთ

ჩვენ გვჭირდება 4 რამ, რათა მოწყობილობამ შეძლოს ერთმანეთთან ურთიერთობა:- pubkey, subkey, არხი და wifi.

pubkey & subkey იგივე დარჩება ყველა Nodemcu და მობილური აპლიკაციით. 2 მოწყობილობას, რომელიც ურთიერთობს ერთმანეთთან, უნდა ჰქონდეს იგივე არხის სახელი. მას შემდეგ, რაც მობილური აპლიკაცია და ბაზა ურთიერთობენ ისე, რომ ექნება იგივე არხის სახელი კონტროლერისა და რობოტული ხელისათვის. დაბოლოს, თქვენ უნდა განათავსოთ wifi სერთიფიკატები თითოეულ Nodemcu– ზე ისე, რომ მას შეუძლია დაუკავშირდეს wifi– ს დასაწყისში. მე უკვე დავამატე არხის სახელი, ასე რომ wifi და pub/sub გასაღები არის ის, რაც უნდა დაამატოთ თქვენი ანგარიშიდან.

შენიშვნა:- Nodemcu– ს შეუძლია დაუკავშირდეს მხოლოდ wifi– ს, რომლის წვდომა შესაძლებელია ვებ – გვერდის გარეშე, როგორც შუალედური. ჩემი ბოლო პრეზენტაციისთვისაც კი მომიწია მობილური ცხელი წერტილის გამოყენება, რადგან უნივერსიტეტის wifi გადაიტანეს.

ნაბიჯი 11: დასკვნა

თუ აქამდე მიაღწიეთ, მაშინ მშვენიერია! ვიმედოვნებ, რომ თქვენ მიიღეთ რაიმე ღირებული ამ სტატიიდან. ამ პროექტს აქვს მცირე შეზღუდვები, რაც მინდა გითხრათ სანამ განახორციელებთ. აქ არის რამოდენიმე ქვემოთ:-

რობოტული მკლავის მკვეთრი მოძრაობა:-

ხდება რობოტული მკლავის უეცარი მოძრაობა. ეს გამოწვეულია სენსორული ინფორმაციის გადაცემის 0.5 წამით, როგორც სერვო მოძრაობა. მე კი 2 სერვო ძრავა დავაზიანე, ასე რომ სწრაფად ნუ აამოძრავებ მკლავს. თქვენ შეგიძლიათ ამ პრობლემის გადაჭრა ორიგინალური მოძრაობას შორის შუალედური საფეხურების დამატებით გლუვი მოძრაობის შესაქმნელად.

ბაზის მოძრაობის შეწყვეტა:-

როდესაც ვაძალებ რობოტს ერთი მიმართულებით გადავიდეს მობილური აპლიკაციის საშუალებით, რობოტი აგრძელებს მოძრაობას იმავე მიმართულებით მაშინაც კი, როდესაც თითებს მაღლა ვწევ. ეს მაღიზიანებდა, რადგან მოძრაობის შესაჩერებლად ყოველთვის მიწევდა გამორთვა. მე ჩავსვი გაჩერების კოდი აპლიკაციაში, მაგრამ მაინც არ მუშაობდა. ეს შეიძლება იყოს პრობლემა თავად აპლიკაციაში. იქნებ სცადოთ მისი გადაჭრა და გამაგებინოთ.

ვიდეო არხი:-

რობოტიდან ადამიანზე მოსული ვიდეო ნაკადის გარეშე, ჩვენ ვერასოდეს განვათავსებთ მომხმარებლისგან შორს. მე მინდოდა ამის დამატება თავდაპირველად, მაგრამ დამჭირდებოდა მეტი დრო და ინვესტიცია, ასე რომ დავტოვე.

თქვენ შეგიძლიათ გააგრძელოთ ეს პროექტი ზემოაღნიშნული პრობლემის გადაჭრით. როცა ამას გააკეთებ, შემატყობინე. ნახვამდის

მეტი პროექტისთვის ეწვიეთ ჩემს პორტფოლიოს ვებსაიტს

მეორე ადგილი რობოტების კონკურსში