دست ربات کنترل صدا: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

این دستورالعمل نحوه ساخت یک دست رباتیک کنترل صدا با استفاده از Arduino Uno R3 ، ماژول بلوتوث HC-06 و پنج موتور پله ای را توضیح می دهد. [1]

دستورات صوتی بلوتوث از تلفن همراه Android شما به مترجم Arduino Uno R3 که دست را کنترل می کند ، ارسال می شود.

MIT AppInventor 2 برای نوشتن برنامه Android استفاده شده است که از قدرت Google-Speech-to-Text استفاده می کند. [2]

این دست که از طول اکستروژن آلومینیومی 20 در 3 میلی متر و یک آویز سیم ساخته شده است ، برای آزمایش برخی ایده ها ساخته شده است. تکنیک های ساخت و کد ممکن است برای دیگران جالب باشد.

امکانات عبارتند از:

• ساده ساختن
• حرکات فردی انگشتان
• حرکات انگشتان گروهی
• اشکال دستی قابل برنامه ریزی برای کارهای مختلف
• سبک وزن
• هر انگشت با کابل کار می کند…
• کار در زیر آب باید ضروری باشد (بدون موتور کوتاه)

بدون احتساب تلفن همراه ، هزینه برآورد شده برای ساخت این پروژه کمتر از 100 دلار است

تصاویر

عکس 1 دست مکانیکی را نشان می دهد.

عکس 2 دست متصل به مجموعه موتور را نشان می دهد.

عکس 3 کنترل کننده صوتی بلوتوث (تلفن همراه) را نشان می دهد

عکس 4 یک اسکرین شات است که یک گفتگوی معمولی را نشان می دهد

این ویدئو نشان می دهد که دست در دست در حال کنترل است

یادداشت

[1]

موتورهای پله ای مربوط به پروژه های گذشته هستند. موتورهای سروو باید با چند تغییر کد به همان اندازه خوب کار کنند.

[2]

MIT AppInventor 2 آزادانه از https://appinventor.mit.edu/ در دسترس است.

در صورت تمایل به سازگاری ، برنامه VTT.apk (صدا به متن) و کد VTT.aia برای این پروژه در این دستورالعمل ارائه شده است.

مرحله 1: لیست قطعات

قسمت های زیر از https://www.aliexpress.com/ بدست آمده است:

• فقط 1 آردوینو UNO R3 با کابل USB
• فقط 1 نمونه اولیه PCB Breadboard برای Arduino UNO R3
• فقط 1 ماژول بلوتوث HC-06
• 5 فقط 17HS3430 Nema17 استپ موتور 12 ولت
• 5 تخته درایور Big Easy Driver v1.2 A4988 Stepper Motor
• 5 فقط GT2 20 دندان آلومینیوم زمان بندی قرقره 5 میلی متر عرض 6 میلی متر با پیچ
• 5 فقط GT2 Idler Pulley Bore 4mm with Bearing for GT2 Timing belt عرض 6 میلی متر 20 دندان
• 5 فقط لاستیک تایم بسته حلقه بسته GT2 لاستیک 6 میلی متر 160 میلی متر
• 1 فقط pkt 120pcs 10cm مرد به مرد + مرد به زن و زن به زن بلوز سیم کشی Dupont برای کیت آردوینو DIY

قطعات زیر به صورت محلی تهیه شده است:

• 1 طول اکستروژن آلومینیوم 20 میلی متر در 3 میلی متر
• 1 قطعه آلومینیوم ضخیم فقط 120 در 120 میلی متر
• 1 فقط 200mm x 100mm x 6mm تخته ترکیب (برای دست و مچ دست)
• 1 فقط 500mm x 500mm x 6mm تخته ترکیب (برای صفحه اصلی)
• فقط 1 ضخامت کوتاه (حدود 520 میلی متر) چوب 18 میلی متر در 65 میلی متر چوب (برای پایه های صفحه اصلی)
• رخت آویز 1 تایی (تقریباً قطر 2.4 میلی متر)
• فقط 1 سیم پرده طول
• 1 فقط پرده چشم
• فقط 1 حلقه 30 کیلوگرم نایلون خط ماهیگیری
• فقط 1 طول کوتاه از کلاه الاستیک
• فقط 1 اتصال کابل pkt
• 1 فقط مقاومت 1200 اهم 1/8 وات
• 1 فقط 2200 اهم 1/8 وات مقاومت
• 1 عدد دیود قدرت 1N5408 3 آمپر
• فقط 1 سوئیچ SPST (تک پرتاب تک قطبی)
• 1 بلوک ترمینال PCB فقط 2 پین
• 15 استند آف نایلونی با رزوه M3 x 9mm
• 30 پیچ و مهره فقط M3 x 5 میلی متر (برای پایه های نایلونی)
• 30 پیچ و مهره فقط M3 * 10 میلی متر (برای انگشتان و پایه موتور)
• فقط 2 پیچ M4 * 15 میلی متر (برای مچ دست)
• 5 پیچ و مهره فقط M4 x 30 میلی متر (برای قرقره های بیکار)
• فقط 17 مهره M4 (برای قرقره های بیکار)
• فقط 12 پیچ چوبی (برای پایه های صفحه پایه)

هزینه برآورد شده این قطعات کمتر از 100 دلار است

مرحله 2: نمودار مدار

نمودار مدار برای دست ربات در عکس 1 نشان داده شده است

موتور مطابق / سپر بلوتوث در عکس 2 نشان داده شده است

درایورهای بزرگ آسان در عکس 3 نشان داده شده است.

کنترل کننده های موتور Big Easy Driver از سیم کشی زنجیره ای دیزی پشتیبانی می کند

سیم کشی موتور

ممکن است لازم باشد دو سیم مرکزی را از هر یک از موتورهای پله ای 12 ولت 17HS3430 Nema17 معکوس کنید ، زیرا تخته های راننده موتور پله ای Big Easy Driver v1.2 A4988 انتظار دارند سیم ها از هر یک از سیم پیچ های سیم پیچ مجاور باشند.

برای دستیابی به این هدف ، لازم است دو سیم مرکزی را از هر موتور تعویض کنید (عکس 4).

ترتیب رنگ پیش فرض برای کابل های 17HS3430 (برای موتورهای من) قرمز ، آبی ، سبز ، سیاه است. دنباله رنگ بعد از اصلاح قرمز ، سبز ، آبی ، سیاه است.

سیم پیچ قرمز و سبز به پایانه های "A" Big Easy Driver متصل می شود.

سیم پیچ آبی و مشکی به پایانه های "B" Big Big Driver متصل شده است.

درایور بزرگ آسان محدودیت های فعلی

محدودیت فعلی در هر یک از درایورهای Big Easy باید روی 400 میلی آمپر (میلی آمپر) تنظیم شود.

برای رسیدن به این هدف:

1. برق را قطع کنید [1]
2. آردوینو را از برق بکشید
3. هر کابل موتور را از برق بکشید
4. هر یک از پتانسیومترهای محدودکننده جریان را بر روی بردهای درایور A4988 Big Easy به طور کامل در جهت عقربه های ساعت بچرخانید
5. ولتاژ 12 ولت را به درایورهای بزرگ آسان اعمال کنید … شما باید میزان فعلی را بین 90 میلی آمپر تا 100 میلی آمپر دریافت کنید. این جریان توسط LED ها کشیده می شود.
6. منبع تغذیه 12 ولت را خاموش کنید [1]
7. موتور "Thumb" را وصل کرده ، برق را اعمال کرده و جریان منبع تغذیه را به 490mA تنظیم کنید
8. منبع تغذیه 12 ولت را خاموش کنید [1]
9. موتور Thumb را از برق بکشید.
10. مراحل 6 ، 7 ، 8 ، 9 را برای هر یک از موتورهای باقیمانده تکرار کنید

تمام کابل های موتور را به کنترل کننده مربوطه وصل کنید.

کل جریان منبع تغذیه کمی بیشتر از 2 آمپر خواهد بود

توجه داشته باشید

[1]

هرگز موتور پله ای را با قدرت اعمال شده متصل یا جدا نکنید. "ضربه" القایی (افزایش ولتاژ) به احتمال زیاد به کنترل کننده ها آسیب می رساند.

مرحله 3: دست … مفهوم

اولین دست ربات من ، که در https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/ توضیح داده شده است ، دارای قطعات کوچک زیادی است و از نوار چسب برای مفاصل استفاده می کند.

این دست متناوب بیشتر ناهموار است ، قطعات کمتری دارد و ساخت آن راحت تر است.

عکسهای بالا مفهوم اولیه را نشان می دهد … اگر پیچ مرکزی را از یک پنتوگراف بردارید ، "مفصل" دارای حداقل 90 درجه چرخش است [1]

توجه داشته باشید

[1]

من قصد داشتم از بازوی پانتوگراف در پلاتر محرک خود استفاده کنم https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… ، اما به دلیل تعداد زیاد مفاصل ، حرکت ناخواسته زیادی را کنار گذاشتم.

مرحله 4: دست … نمونه اولیه

عکسهای بالا نشان می دهد که چگونه می توان از طول اکستروژن آلومینیوم و یک آویز سیم ، یک "انگشت" ایجاد کرد.

مفصل دارای عملکرد روان و محکم است.

مهره و پیچ و مهره مورد نیاز نیست … یک لکه لحیم کاری روی هر سر سیم آنها را در جای خود محکم می کند.

مرحله 5: دست … ساخت و ساز

برای ساخت این دست به ابزارهای کمی نیاز است … فقط یک هک اره ، چند مته و یک فایل.

مرحله 1

• طرح کلی دست خود را روی کاغذ بکشید. (عکس 1)
• "مفصل انگشت" و "مفصل انگشتان" اصلی خود را علامت گذاری کنید
• نوک انگشتان خود را نادیده بگیرید … آنها معمولاً آنقدر خم نمی شوند … یک مورب کافی است. در صورت نیاز به خم شدن جزئی که بعداً می توان آن را اضافه کرد.

گام 2

• قطعات طول انگشت را از اکستروژن آلومینیوم برش دهید (عکس 2)
• چهار سوراخ به قطر آویز روکش کنید … یک سوراخ در هر گوشه اکستروژن آلومینیوم. (عکس 4)
• پشت هر سوراخ اول یک سوراخ با قطر کوچکتر ایجاد کنید. اینها برای الاستیک کلاه و تاندون های نایلونی استفاده می شود. (عکس 4)
• طول سیم را از چوب لباسی جدا کرده و هر انتهای آن را 90 درجه خم کنید
• هنگام اتصال قطعات انگشتی آلومینیومی از سیم ها عبور کنید. سیمها از طرف مقابل وارد می شوند.
• سیمها را با لحیم کاری روی هر انتهای سیم محکم کنید. نگران چسباندن لحیم به آلومینیوم نباشید … اینطور نیست.
• هرگونه لحیم کاری را از اتصالات با استفاده از سقز معدنی (یا مشابه آن) بردارید و سپس یک قطره روغن چرخ خیاطی بمالید. روغن اضافی را با یک حوله کاغذی پاک کنید.

مرحله 3

• هر انگشت را با استفاده از براکت های آلومینیومی شکل L که از ضایعات ورق آلومینیوم ساخته شده است ، به شکل چوبی دست وصل کنید.
• پشتیبان ها را طوری ضبط کنید که انگشتان در صورت کشیده شدن کامل صاف شوند. (عکس 4)

مرحله 4

انگشت شست را وصل کنید (عکس 2). براکت انگشت شست پیچیده به نظر می رسد اما به سادگی یک قطعه از ورق آلومینیوم به شکل "L" با زاویه بریده شده است. سپس خم 90 درجه بریده می شود و انتهای آن بیرون می ریزد

مرحله 5

• یک قطعه الاستیک کلاه را بین سوراخهای باقیمانده بالا ببندید (عکس 4).
• تنش را طوری تنظیم کنید که انگشتان فقط کشیده شوند.

مرحله 6

• تاندون های نایلونی (خط ماهیگیری) را به سوراخ های انگشت پایینی وصل کنید.
• هر تاندون نایلونی را با وجود سوراخ هایی به قطر 2 میلی متر در یک قطعه چوبی (خمیده) عبور دهید. این سوراخ ها مانند چشم پرده عمل می کنند. (عکس 2)

مرحله 7:

از پرده چشم برای تغییر جهت تاندون شست نایلونی استفاده می شود. چشم پرده به یک پایه نایلونی M3 با نخ متصل می شود که در طرف دیگر دست قرار دارد

مرحله 6: نرم افزار … اندروید

عکس 1 صفحه "طراحی" MIT AppInventor 2 را برای برنامه VTT (صدا به متن) نشان می دهد.

عکس 2 "بلوک" مورد استفاده در این برنامه را نشان می دهد.

عکسهای 3 و 4 گرافیک-p.webp

خواندن کد

• دو "بلوک" بالا سمت چپ هنگام فشار دادن دکمه "بلوتوث" تلفن شما را به آردوینو متصل می کند.
• دو "بلوک" چپ وسط وقتی دکمه "میکروفون" را فشار می دهید فرمان صوتی شما را به آردوینو ارسال می کند. متن با استفاده از Google Speech_To_Text ایجاد می شود.
• همه دستورات صوتی به عنوان متن در بالای نماد "میکروفون" ظاهر می شوند.
• دو "بلوک" سمت چپ پایینی این متن را به دکمه "سفارشی" منتقل می کنند ، در صورت تمایل به تکرار یک فرمان هنگام آزمایش.
• دو بلوک سمت راست پایین کلمات "باز" و "نزدیک" را به دست ارسال می کند. من فکر کردم این موارد هنگام آزمایش مفید خواهد بود.
• سه "بلوک" بالا سمت راست زمان را کنترل می کند.

VTT.apk

فایل پیوست VTT.apk برنامه تلفن واقعی Android است.

برای نصب VTT.apk:

• VTT.apk را در تلفن خود کپی کنید (یا آن را به عنوان پیوست برای خود ایمیل کنید)
• تنظیمات تلفن خود را تغییر دهید تا برنامه های شخص ثالث نصب شوند
• برنامه نصب apk را از https://play.google.com/store بارگیری کنید
• نصب کننده را اجرا کنید.

VTT.aia

یک روش جایگزین برای نصب کد به شرح زیر است:

• یک حساب MIT AppInventor ایجاد کنید
• MIT AppInventor 2 را از https://appinventor.mit.edu/ بارگیری و نصب کنید
• "MIT AI2 Companion" را از تلفن https://play.google.com/store بارگیری و نصب کنید.
• عکس 1 را در صفحه "Design" خود تقلید کنید
• بلوک های نشان داده شده در عکس 2 را تکرار کنید
• "MIT AI2 Companion" را روی تلفن خود اجرا کنید
• روی "ساخت | برنامه (ارائه کد QR برای.apk)"
• وقتی کد QR ظاهر شد روی گزینه QR در تلفن خود کلیک کنید
• دستورات را دنبال کنید.

مرحله 7: نرم افزار آردوینو

دستورالعمل نصب و راه اندازی

فایل پیوست "VTT_voice_to_text_7.ino" را بارگیری کنید

محتویات فایل را در یک طرح جدید آردوینو کپی کرده و ذخیره کنید.

طرح را در آردوینو خود بارگذاری کنید.

نکات طراحی

زبان انگلیسی بسیار پیچیده است.

اغلب چندین روش برای بیان یک چیز وجود دارد. در مثالهای زیر "دست" و انگشتان "یک معنی دارند:

• "دست خود را باز کنید" ……………………………………… اشاره به دست شما دارد
• "انگشتان خود را باز کنید" …………………………………… اشاره به دست شما دارد

اما کلمات کلیدی نیز می توانند معانی متفاوتی داشته باشند:

• "انگشتان خود را باز کنید" ………………………………….. اشاره به دست شما دارد
• "انگشتان اشاره و وسط خود را باز کنید" ………… اشاره به انگشتان خاص دارد

دستورات معنی دار حداقل به دو کلمه کلیدی نیاز دارند. دستورات زیر منجر به عمل دست نمی شوند زیرا فقط یک کلمه کلیدی دارند:

• "باز" ………………………………………………….. یک کلمه کلیدی “باز” [1]
• "به من دست بده" ……………………………………….یک کلمه کلیدی “دست”
• «یک آچار به من بده» ………………………………… یک کلمه کلیدی “دست”

برای تفسیر این دستورات ، من کلمات کلیدی با معانی مشابه را به شرح زیر گروه بندی کرده ام:

• چند انگشت: "دست" ، "انگشتان" ، "باز" ، "بسته" ، "رها" [1]
• انگشتان خاص: "انگشت شست" ، "فهرست" ، "وسط" ، "حلقه" ، "کوچک"
• انگشتان باز: "باز" ، "بالا" ، "گسترش" ، "رها" [1]
• انگشتان نزدیک: "بسته" ، "پایین" [1]
• وظایف: "حمل" ، "نگه داشتن" ، "انتخاب" ، "نسخه ی نمایشی" ، "کالیبراسیون"

هر گروه کلید واژه با یک "پرچم" مرتبط است. برای تفسیر گفتار طبیعی ، هرگاه یک کلمه کلیدی شناسایی شد ، پرچم یا گروه پرچم فعال می شود. مترجم گفتار فقط باید به ترکیب پرچم ها نگاه کند تا مشخص شود چه اقداماتی لازم است.

بازگشت

بازگشت زمانی اتفاق می افتد که یک فرمان یک یا چند بار خود را صدا می زند.

فرض کنیم برخی از انگشتان دست شما کشیده و برخی دیگر بسته هستند. بیایید فرض کنیم که می خواهید انگشت شست خود را باز کرده و انگشتان خود را مانند زمانی که چیزی حمل می کنید بسته کنید.

روش 1

دو فرمان صوتی زیر به این هدف می رسد:

• "دستت را باز کن"
• "حلقه وسط و انگشتان کوچک خود را ببندید"

روش 2

به جای صدور دو دستور جداگانه ، می توانید یک کار "(()" ایجاد کنید:

این را برای من حمل کن

این دستور تابع "(()" را فعال می کند که سپس صدور می کند:

• روند ("دست خود را باز کنید") ؛
• فرآیند ("حلقه وسط و انگشتان کوچک خود را ببندید")

این عمل بازگشتی امکان ایجاد اشکال پیچیده دست را می دهد.

توجه داشته باشید

[1]

برای راحتی ، مترجم را طوری برنامه ریزی کرده ام که "باز" ، بسته و "آزاد" را به عنوان دستورات تک کلمه ای بپذیرد.

مرحله 8: خلاصه

این دستورالعمل نشان می دهد که چگونه می توان یک دست روبات را از یک اکستروژن آلومینیومی کوتاه و یک آویز سیم ساخته کرد.

این دست برای آزمایش برخی ایده ها ساخته شده است. گوشگیره ها به نوک انگشتان متصل می شوند تا چسبندگی آن بهتر شود.

امکانات عبارتند از:

• ساده ساختن
• هر انگشت از طریق کابل کار می کند.
• حرکات فردی انگشتان
• حرکت انگشتان گروهی
• اشکال دستی قابل برنامه ریزی برای کارهای مختلف
• کم هزینه
• سبک وزن
• کار در زیر آب باید ضروری باشد (بدون موتور کوتاه)

هر انگشت با کابل کار می کند. از خط ماهیگیری نایلونی برای تاندونهایی استفاده می شود که هریک از آنها از طول سیم پرده انعطاف پذیر تغذیه می شوند.

عکس 2 در قسمت معرفی دو کابل را نشان می دهد … یکی با 2 تاندون … دیگری با سه تاندون. اگر شعاع خم شدن بزرگ باشد این اشکالی ندارد در غیر این صورت هنگام خم شدن کابل ها انگشتان تمایل به چسبیدن دارند. با استفاده از پنج کابل جداگانه در فیلم ، بر این مشکل غلبه کرد

در حالی که خط ماهیگیری نایلونی کار می کند ، تمایل به کشش دارد. رد ماهیگیری از جنس استنلس استیل انتخاب بهتری خواهد بود … من یک حلقه به سفارش دارم.

محرک ها از موتورهای پله ای و کمربندهای بی پایان ساخته شده اند. تاندون ها با استفاده از بند کابل به کمربندهای محرک متصل می شوند.

این پروژه باید به طور یکسان با سرو موتورها کار کند. در صورت انتخاب استفاده از سرویس ها ، تغییرات جزئی کد ضروری خواهد بود.

دستورات صوتی بلوتوث از یک برنامه تلفن همراه Android به Arduino شما ارسال می شود.

کد برنامه تلفن همراه با استفاده از MIT AppInventor 2 توسعه یافته است و در این دستورالعمل منتشر شده است.

مترجم صوتی آردوینو بسیار قابل اعتماد است. کدی که در این دستورالعمل گنجانده شده است ، ممکن است در پروژه های دیگر استفاده شود.

بدون احتساب تلفن همراه ، هزینه برآورد شده برای ساخت این پروژه کمتر از 100 دلار است

برای مشاهده سایر دستورالعمل های من اینجا را کلیک کنید.