دستکش سنسور فلکس: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این یک پروژه سرگرم کننده است که می تواند برای کنترل هر چیزی از بازوهای روباتیک گرفته تا رابط های واقعیت مجازی سازگار باشد.

مرحله 1: مواد و قطعات

برای دستکش:

• یک دستکش باغبانی ارزان
• آردوینو لیلی پد
• نگهدارنده سلول باتری Lilypad
• نخ دوخت رسانا
• نخ دوخت معمولی
• ولوستات
• نوار چسب
• چسب فوق العاده
• کشسان
• پنج مقاومت 4.7 کیلو اهم

برای بازو:

• پنج سرو SG90
• سیم برق
• رشته PLA یا ABS
• Ninjaflex (یا سایر رشته های انعطاف پذیر)
• منطقه ماهیگیری
• منبع تغذیه 5 ولت
• تخته نان کوچک (اختیاری اما برای سیم کشی موازی سروها مفید است)

توجه: در صورتی که نخ چاپ سه بعدی انعطاف پذیر ندارید ، می توانید از بازوی رباتیک متفاوتی برای Flexy Hand استفاده کنید.

مرحله 2: ساخت سنسورهای فلکس

موادی که من استفاده کردم ، velostat ، یک ماده مقاوم در برابر مقاومت است. این بدان معنی است که به فشار حساس است و وقتی آن را فشار می دهید ، خم می کنید یا تغییر شکل می دهید ، مقاومت تغییر می کند. از این ویژگی برای اندازه گیری میزان خم شدن هر انگشت استفاده می کنیم.

با برش 5 نوار ولوستات ، تقریباً 0.7 سانتی متر در 8 سانتیمتر شروع کنید ، ابعاد دقیق آن اهمیتی ندارد زیرا ما به قرائت کیفی مقاومت و نه کمی علاقه داریم.

در مرحله بعد 2 قطعه بلند نوار چسبنده رو به روی یک سطح صاف قرار دهید و دو طول نخ خیاطی رسانا را برش دهید ، من می گویم حداقل 40 سانتی متر طول داشته باشد ، همیشه بهتر است بیش از حد داشته باشید. در صورت تمایل یک قطره کوچک از چسب فوق العاده را روی نوار چسب دار ، نزدیک پایه قرار دهید. این مورد الزامی نیست ، اما متوجه شدم که باعث می شود نخ دوخت به طور تصادفی بیرون نیاید. اگر نخ خیاطی رسانا ندارید ، ممکن است از سیم مسی نازک برای این مرحله مانند سیم مورد نظر در کابل هدفون استفاده کنید (من این ایده را آزمایش نکرده ام می گویم "ممکن است").

2 طول نخ خیاطی را روی نوار چسبناک در امتداد مرکز قرار دهید ، در حالی که دم نخ دوخت از انتهای نوار چسبنده بیرون آمده است. تقریباً باید به تمام طول نوار چسب بروید ، زیرا اگر این کار را نکنید ، سنسور فلکس فقط قرائت را در نزدیکی انگشت شما جمع می کند و نه نوک آن.

ولستات را روی یک تکه نخ خیاطی طوری قرار دهید که انتهای آن را بپوشاند (نمی خواهید 2 تکه نخ خیاطی با هم تماس پیدا کند). سپس قطعه دیگر نوار چسب را روی قسمت باز نشده مخملی بردارید و فشار دهید تا حباب های هوا از بین بروند. در پایه سنسور اطمینان حاصل کنید که 2 قطعه نخ دوخت اتصال کوتاه ایجاد نمی کند ، برای جلوگیری از این امر باید از نوار چسبنده در طرف مقابل خارج شوید (شبیه به محل اتصال Y ، تصویر را ببینید).

نوار چسب اضافی را به دلخواه کوتاه کنید. در نهایت فوق العاده یک قطعه الاستیک کوچک را در انتهای سنسور بچسبانید. این کار را 5 بار تکرار کنید و اندازه هر سنسور را متناسب با انگشت خود تنظیم کنید.

مرحله 3: دستکش را بسازید

من مروری بر مراحلی که شخصاً انجام داده ام ارائه می دهم ، اما نحوه انجام آن در مورد به مورد متفاوت است ، که بستگی زیادی به دستکش مورد استفاده شما دارد.

یک نکته کلیدی که نمی توانم به اندازه کافی بر آن تأکید کنم این است که نخ خیاطی رسانا مانند سیم سرگرمی معمولی نیست ، هیچ غلاف عایقی وجود ندارد. علاوه بر این از آنجا که دستکش انعطاف پذیر است و می تواند به خود خم شود ، ایجاد اتصال کوتاه بسیار آسان است ، در نتیجه قطعات خراب شده و سوراخ های بزرگی در دستکش شما ذوب می شود.

اگر نخ خیاطی رسانا ندارید ، می توانید از سیم های معمولی استفاده کرده و اتصالات خود را لحیم کنید.

من با اتصال سیم باتری به دستکش و اتصال 5V و GND به Arduino Lilypad شروع کردم. هنوز لیلی پد را به طور کامل دوخت نزنید زیرا ما باید آن را به عقب خم کرده و زیر آن بدوزیم (تصاویر بالا را ببینید).

همچنین توصیه می کنم برای جلوگیری از اتصال کوتاه ، قسمت زیرین برد Lilypad را با نوار برقی بچسبانید.

سپس انتهای پنج مقاومت 4.7Kohm را به حلقه های کوچک لحیم کنید (ممکن است لازم باشد مقدار مقاومت را بر اساس طول و عرض نوارهای velostat خود تنظیم کنید). اختیاری: برای چسباندن آنها به دستکش از چسب داغ استفاده کنید ، اگر در ابتدا در جای خود قرار نگرفته باشند ، دوختن آنها دشوارتر است.

قبل از ادامه ، تصاویر و نمودارهای بالا را با دقت مشورت کنید ، مهم است که قبل از شروع ، مسیر خود را برای نخ دوخت ترسیم کنید ، در غیر این صورت "خودتان را در گوشه ای می دوزید".

شخصاً من از GND روی باتری به 5 مقاومت و سپس از هر مقاومت جداگانه به پین A0 تا A4 با دوختن زیر تخته Lilypad که قبلاً با نوار عایق پوشانده بودیم ، دوختم. به دنبال آن ، انتهای اولین سنسور فلکس را به انگشت شست اضافه کردم و یک سر نخ دوخت به 5V و انتهای دیگر به A0 رفت. این کار را برای هر انگشت تکرار کنید ، اما به جای اینکه هر بار مستقیماً به 5 ولت بروید (و پیچ و خم بخیه ایجاد کنید) فقط به سنسور فلکس قبلی دوختید.

برای اطمینان از اینکه هر یک از سنسورهای انعطاف پذیر هنگام حرکت انگشتان خود تحت کشش قرار می گیرند ، الاستیکی را که در آخرین مرحله به سنسور فلکس وصل کردیم به نوک انگشتان دستکش بچسبانید. به صورت اختیاری تعدادی حلقه در اطراف سنسور فلکس بچسبانید تا هنگام حرکت دست در موقعیت خود باقی بمانند.

در نهایت 5 سیم را به پین های دیجیتال 5 تا 9 بچسبانید ، بعداً از آنها استفاده می شود تا به سروها بگوید کجا باید بروند.

مرحله 4: بازو را بسازید

من به صورت سه بعدی فایل های باز شده را که از کاربر Gyrobot در Thingiverse در دسترس است چاپ کردم. شما می توانید آنها را اینجا پیدا کنید.

در صورت تمایل می توانید ساعد را نیز به صورت سه بعدی چاپ کنید ، اما به دلیل محدودیت رشته ای ، من یک مدل کاغذ ماش از ساعد خودم تهیه کردم. من از پنج سرو SG90 استفاده کردم که در یک قاب چاپ سه بعدی نگه داشته شده بودند و توسط هر خط انگشت به هر انگشت متصل شده بودند. تمام اتصالات GND و Vin را به موازات منبع تغذیه خارجی مانند ترانسفورماتور دیواری 5 ولت AC-DC سیم کشی کنید.

پین های ورودی سروو (معمولاً سیم های نارنجی به صورت قراردادی) را به پین های دیجیتالی مربوطه روی دستکش وصل کنید.

مرحله 5: کد را بارگذاری کنید

مگر اینکه کابل FTDI داشته باشید ، باید Lilypad را از طریق Arduino Uno برنامه ریزی کنید. مراحل این امر در این دستورالعمل مشخص شده است. مطمئن شوید که نوع برد صحیح Arduino را انتخاب کرده اید ، برای تغییر آن به Tools/Board/Lilypad Arduino بروید.

طبق دستورالعمل های بالا ابتدا کد کالیبراسیون را بارگذاری کنید.

خروجی کد کالیبراسیون را در خط 31 این کد کپی کرده ، سپس بارگذاری کنید.

مرحله 6: درباره نرخ باود اظهار نظر کنید

من یک اشکال بسیار ناامید کننده داشتم که نرخ baud (که سرعت انتقال داده ها از طریق پورت سریال است) دو برابر بیشتر از آنچه برنامه ریزی کرده بودم بود. ویدئوی یوتیوب من را در حدود 2:54 برای نشان دادن این موضوع ببینید. متأسفانه این امر من را از پیروی از برنامه اولیه خود که استفاده از بلوتوث و برقراری ارتباط بی سیم بین دستکش و دست روباتیک بود ، منع کرد.

من نتوانستم مسئله نرخ باود را حل کنم ، اما بهترین حدس من این است که بین سخت افزار نرم افزار ناسازگاری وجود دارد که فکر می کند نوسان ساز روی برد 8 مگاهرتز یا 16 مگاهرتز است. این ممکن است به این دلیل باشد که من یک تخته کلون ارزان قیمت خریدم و نه محصول رسمی. اگر از محصول واقعی استفاده می کنید ممکن است این مشکل را نداشته باشید. با این وجود این فقط گمانه زنی من است و اگر کسی دلیل واقعی را می داند لطفاً آن را در نظرات زیر به من اطلاع دهید.

به عنوان رفع موقت ، من 2 راه در این مورد پیدا کردم:

• با استفاده از دکمه سمت چپ پایین مانیتور سریال ، سرعت باد را دو برابر کنید. به عنوان مثال ، اگر کد می گوید Serial.begin (9600) ؛ خروجی سریال مانیتور را به 19200 تغییر دهید.
• به جای انتخاب Arduino Lilypad به عنوان برد خود ، Arduino Pro را هنگام سوار شدن انتخاب کنید. برای انجام این کار در Arduino IDE بروید: Tools/Board/Arduino Pro یا Pro Mini ، سپس بارگذاری کنید.

مرحله 7: تکمیل

امیدوارم این مطالب آموزنده را پیدا کرده باشید ، اگر س questionsال یا پیشنهادی دارید ، لطفاً آنها را در نظر زیر بنویسید.

سومین جایزه در مسابقه Make It Move 2017