Wifi -ээр удирддаг Telepresence робот бүтээх: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Энэхүү төсөл нь алслагдсан орчинтой харилцаж, дэлхийн аль ч өнцгөөс Wifi ашиглан удирдах чадвартай робот бүтээх тухай юм. Энэ бол миний сүүлийн жилийн инженерчлэлийн төсөл бөгөөд би электроник, IoT, програмчлалын талаар маш их зүйлийг сурсан. Энэхүү төсөл нь хөдөлгөөний бэрхшээлтэй хүмүүст зориулагдсан бөгөөд тэд эргэн тойрондоо хөдлөхөд хэцүү байдаг тул телепрессив робот тэдэнд амархан тусалж чадна.

Төслийн хүрээнд амжилттай хэрэгжүүлэх 2 систем бий. Моторын суурийг хянадаг робот гар болон хөдөлгөөнт програмыг хөдөлгөхийн тулд гараа хянах боломжтой.

Telepresence V1-ийн баримт бичиг, танилцуулгыг доор харуулав, ингэснээр та илүү гүнзгий ойлгох болно.

Үүнийг бүтээх цаг боллоо!

Хангамж

Энэ төсөлд маш олон багаж хэрэгсэл, бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно. Энэ нь надад 1000 AED (270 $) орчим үнэтэй байсан тул танд ийм төсөв байгаа эсэхийг шалгаарай. Энд танд хэрэгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд байна:-

1. MCU x 3 зангилаа
2. L298N DC мотор драйвер x 1
3. 12V цахилгаан хангамж x 1
4. LM2596 Step-Down Voltage Regulator x 1
5. MPU9250 IMU мэдрэгч x 2
6. Servo Motors (10-20 кг эргүүлэх хүч) x 4
7. 1х1м хэмжээтэй хөнгөн мод
8. 1м х 2 хэмжээтэй 8М урсгалтай төмөр саваа
9. 3D принтер (30x30 см)
10. модчин, өрөмдөгч
11. Цахилгаан утас, холбогч утас, талхны самбар
12. Бүрэн гар ханцуйвч
13. 12V DC мотор (25кг см) х 2
14. 3 инчийн том дугуй x 1
15. 6 см хэмжээтэй шураг бэхэлгээтэй резин дугуй x 2
16. Гагнуурын хэрэгсэл

Алхам 1: Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Энэ бол бүрэлдэхүүн хэсгүүд хоорондоо хэрхэн харилцаж байгааг ойлгоход туслах харилцааны схем юм. Бид PubNub нэртэй Өгөгдөл дамжуулах сүлжээг бодит цагийн мессежийг ердөө 0.5 секундын дотор илгээх боломжтой IoT платформ болгон ашиглаж байна! Энэ бол бидний авах хамгийн хурдан хариулт бөгөөд энэ нь бидний төсөлд илүү чухал ач холбогдолтой юм, учир нь бид гараа ашиглан роботыг гар утсаа бодит цаг хугацаанд удирдах болно.

Nodemcu -ийн бүх төхөөрөмжийг өгөгдөл илгээх, хүлээн авахад ашигладаг. Энд Nodemcu гар дээрх хөдөлгөөн мэдрэгчийн мэдээллийг PubNub руу илгээдэг бөгөөд үүнийг Nodemcu робот гар дээр хүлээн авдаг 2 бие даасан систем байдаг. Үндсэн хөдөлгөөний хувьд гар утасны програм нь джойстикээс x, y координатын өгөгдлийг илгээдэг бөгөөд үүнийг жолоочоор дамжуулан моторыг хянах боломжтой суурь дээр Nodemcu хүлээн авдаг. Одоохондоо энэ л байна.

Алхам 2: Дизайн

Дээрх загвар нь бүтэц хэрхэн харагдах талаар танд санаа өгөх болно. Илүү сайн харахын тулд та cad файлуудыг татаж авч болно. Роверын суурийг 3 дугуйгаар дэмждэг бөгөөд 2 нь арын хэсэгт DC мотор, урд талд нэг дугуйтай дугуй байдаг. Робот гарны хөдөлгөөнөөс болж би суурин дээр тогтворгүй байдал байгааг анзаарсан тул урд 2 дугуйг нэмж оруулах талаар бодож үзээрэй. Модны ёроол ба дээд хэсгийг самараар дарагдсан урсгалтай саваагаар бэхэлсэн. Түгжих самар ашиглахаа мартуузай, учир нь энэ нь урт хугацаанд чангална.

Дизайн эх файлыг татаж авах - Telepresence Design

Алхам 3: 3D хэвлэх гар ба эргэлтийн тооцоо

Telepresence роботын гар нь хайрцаг хэлбэрийн энгийн загвар бөгөөд үүнийг хамгийн бага хэмжээний судалтайгаар хялбархан 3d хэвлэх боломжтой. Түүний урт нь хүний гар шиг урт 40 см орчим байдаг. Робот гарны урт нь servo мотороор өргөгдсөн эргэлт дээр суурилдаг. Та дээрх зурган дээрх эргэлтийн моментийн тооцоог миний ашиглаж байсан серво моторын онцлог шинж чанаруудаас олж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр дизайныг өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчлөх боломжтой болно. Гэхдээ servo моторын хамгийн их эргүүлэх моментийг ашиглахаас зайлсхийх хэрэгтэй, учир нь энэ нь моторыг урт хугацаанд гэмтээх болно.

Доорх 3D хэвлэх файлыг татаж аваад хэвлээд цааш үргэлжлүүлээрэй.

Алхам 4: Суурийг үйлдвэрлэх, угсрах

Үйлдвэрлэхийн тулд дараах алхмуудыг хийж болно.

1. Урссан төмөр саваа дунд хэсэгт нь хөрөө ашиглан хайчилж ав
2. 40х30см хэмжээтэй 2 ширхэг модон эдлэл хийхдээ мод огтлогч ашиглана уу
3. Дээрх зураг шиг шаардлагатай дээд ба доод сууринд шаардлагатай нүхийг өрөмдөнө
4. Доод талын суурин дээр DC мотор ба дугуйны дугуйг холбож эхлээрэй
5. Дээд талын суурин дээр тэгш өнцөгт нүх гаргахын тулд эхлээд өрөмдлөгөөр дугуй нүх гаргаж, дараа нь модон таслагчийг нүхээр нь оруулаад ирмэгээр нь тэгшлээд тэгш өнцөгт хийнэ.

Хэрэв та яагаад баруун дээд нүхийг хойш нь тавьдаг юм бол гэж бодож байгаа бол энэ нь робот гарыг төв хэсэгт баруун буланд байрлуулах эсэхээ мэдэхгүй байсантай холбоотой юм. Жингийн тэнцвэрт байдлаас шалтгаалан төвд байрлуулах нь илүү сайн сонголт байв.

Алхам 5: Робот гарыг угсрах

Робот гарыг угсрах нь онцгой анхаарал шаарддаг. Механик угсрахаас гадна servo мотор угсрахдаа зөв өнцгөөр байгаа эсэхийг шалгах хэрэгтэй. Дээрх диаграмыг дагаж бүх хөдөлгүүр дээр servo моторыг ямар өнцгөөр байрлуулах тухай ойлголтыг өгөөрэй. Энэ хэсгийг зөв хийхийг хичээгээрэй, эс тэгвээс та дахин угсрах болно.

Доорх кодын загварыг ашиглан Arduino эсвэл Nodemcu ашиглан servo өнцгийг яг тохируулна уу. Энэ талаар онлайнаар аль хэдийн маш их мэдээлэл байгаа тул би дэлгэрэнгүй ярихгүй.

#оруулах

Servo servo;

int pin =; // arduino дээр servo өгөгдлийн зүү хавсаргасан зүү дугаарыг оруулна уу

хүчингүй тохиргоо () {

servo.attach (pin);

}

void loop () {

int өнцөг =; // тохируулах шаардлагатай өнцөг

servo.write (өнцөг);

}

Алхам 6: Гар хянагчийн хэлхээ

Гар хянагчийг угсрах нь энгийн зүйл юм. Би урт ханцуйгаа хэрэглэж, мэдрэгч, Nodemcu & breadboard -ийг оёдлын хамт хавсаргасан. Мэдрэгчийн чиглэл нь дээрх хянагчийн зурагтай яг ижил чиглэлд байгаа эсэхийг шалгаарай. Эцэст нь хэлхээний схемийг дагаж доорх кодыг татаж авна уу.

Алхам 7: Telepresence роботын тойрог

Үүнтэй адил схемийн схемийг дагаж мөрдөөрэй. Богино холболтоос зайлсхийхийн тулд ашигладаг цахилгаан тэжээлийн холболтыг шалгана уу. Бак хөрвүүлэгчийн гаралтын хүчдэлийг 7V болгож тохируулаарай, учир нь энэ нь бүх servo моторуудын дундаж хүчдэл юм. Гагнах цорын ганц газар бол тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн терминалууд бөгөөд энэ нь маш их гүйдэл зарцуулдаг тул бага зэрэг зузаан цахилгаан утсаар бэхлэх шаардлагатай байдаг. Хэлхээг дуусгасны дараа та Nodemcu дээр гар, 'base.ino' -тэй холбогддог 'arm_subscriber.ino' файлыг Nodemcu дээр байршуулах болно.

Алхам 8: Мобайл апп

Энэ бол зүтгүүрийг удирдах хөдөлгөөнт төхөөрөмж юм. Та джойстикийг хөдөлгөхөд энэ нь джойстик тойрог дээрх X, Y координатыг Pubnub руу илгээдэг бөгөөд суурин дээр Нодемку хүлээн авдаг. Энэхүү X, Y координатыг өнцөг болгон хөрвүүлж, түүний тусламжтайгаар робот ямар чиглэлд явахыг олж мэдэх боломжтой. Хөдөлгөөнийг хоёр хөдөлгүүрийг асаах/унтраах, чиглэлийг өөрчлөх замаар хийдэг. Хэрэв тушаал нь Урагшаа байвал хоёр хөдөлгүүр хоёулаа бүрэн хурдаар урагшлах болно, хэрэв зүүн тийш эргэвэл зүүн хөдөлгүүр урвуу, баруун мотор урагшлах гэх мэт.

Дээрх функцийг джойстикийн оронд товчлуураар хийж болно, гэхдээ би моторын хурдыг хянахын тулд джойстикийг сонгоно. Гэсэн хэдий ч миний идэвхжүүлэх зүү Нодемкутэй ажиллаагүй тул би тэр хэсгийг орхисон. Би тайлбар хийх үүднээс base.ino дээр хурдны хяналтын кодыг нэмсэн.

Та доорх.aia эх файлыг авах боломжтой бөгөөд үүнийг MIT апп зохион бүтээгч ашиглан засварлаж болно. Та дараагийн алхамд хэлэх програмын үндсэн тохиргоог хийх хэрэгтэй болно.

Алхам 9: Pubnub дээр данс үүсгээд түлхүүрүүдийг аваарай

Одоо IoT платформоо тохируулах эцсийн алхам хийх цаг болжээ. Өгөгдөл дамжуулах нь бодит цаг хугацаанд хийгддэг бөгөөд дамжуулахад ердөө 0.5 секунд зарцуулдаг тул Pubnub бол хамгийн шилдэг нь юм. Нэмж дурдахад та сар бүр 1 сая дата оноо илгээх боломжтой бөгөөд энэ нь миний хувийн дуртай платформ юм.

PubNub руу ороод дансаа үүсгээрэй. Дараа нь зүүн цэсний Apps цэс рүү ороод баруун талд байгаа "+Шинэ апп үүсгэх" товчийг дарна уу. Аппликешнээ нэрлэсний дараа нийтлэгч болон захиалагчийн түлхүүрийн дээрх зургийг харах болно. Төхөөрөмжүүдийг холбохын тулд үүнийг ашиглах болно.

Алхам 10: Түлхүүрүүдийг кодонд нэмж, байршуулна уу

Төхөөрөмж хоорондоо холбоо тогтоохын тулд бидэнд 4 зүйл хэрэгтэй:- pubkey, subkey, channel & wifi.

pubkey & subkey нь Nodemcu болон гар утасны бүх апп дээр ижил хэвээр байх болно. Бие биетэйгээ харилцдаг 2 төхөөрөмж ижил нэртэй байх ёстой. Мобайл апп болон бааз хоорондоо холбоо барьж байгаа тул хянагч болон роботын гартай ижил нэртэй сувагтай байх болно. Эцэст нь Nodemcu тус бүр дээр wifi -ийн итгэмжлэлийг оруулах ёстой бөгөөд ингэснээр эхэндээ wifi -д холбогдох боломжтой болно. Би аль хэдийн сувгийн нэрийг нэмж оруулсан тул wifi болон pub/sub түлхүүрийг данснаасаа нэмэх шаардлагатай болно.

Тэмдэглэл:- Nodemcu зөвхөн вэб хуудасгүйгээр завсрын байдлаар хандах боломжтой wifi-тай холбогдох боломжтой. Эцсийн танилцуулга хийхдээ хүртэл их сургуулийн wifi чирэгдэж байсан тул би гар утасны халуун цэг ашиглах шаардлагатай болсон.

Алхам 11: Дүгнэлт

Хэрэв та энд хүрсэн бол Гайхалтай! Та энэ нийтлэлээс үнэ цэнэтэй зүйл олж авсан гэж найдаж байна. Энэ төсөл нь жижиг хязгаарлалттай бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэхээс өмнө би танд хэлэхийг хүсч байна. Доорх заримыг энд оруулав:-

Робот гарны огцом хөдөлгөөн:-

Робот гарны гэнэтийн хөдөлгөөн маш их гардаг. Энэ нь мэдрэгчийн мэдээллийг servo хөдөлгөөн болгон дамжуулахын тулд 0.5 секундын хоцрогдолтой холбоотой юм. Би бүр servo моторын 2 -ийг гэмтээсэн тул гараа хэт хурдан хөдөлгөж болохгүй. Гөлгөр хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд анхны хөдөлгөөний хоорондох завсрын алхамуудыг нэмж оруулснаар та энэ асуудлыг шийдэж чадна.

Үндсэн хөдөлгөөнийг зогсоохгүй:

Би мобайл апп ашиглан роботыг нэг чиглэлд хөдөлгөхөд робот намайг хуруугаа өргөсөн ч гэсэн нэг чиглэлд үргэлжлүүлэн хөдөлдөг. Хөдөлгөөнийг зогсоохын тулд би үргэлж цахилгаан унтрааж байх ёстой байсан болохоор энэ нь ядаргаатай байсан. Би апп -д зогсоох кодыг оруулсан боловч энэ нь ажиллахгүй хэвээр байна. Энэ нь програмын өөрөө асуудалтай байж магадгүй юм. Магадгүй та үүнийг шийдэхийг оролдож, надад мэдэгдээрэй.

Видео хангамж байхгүй:-

Роботоос хүнд дамжуулах видео тэжээл байхгүй бол бид хэрэглэгчээс хол зайд байрлуулах боломжгүй. Би үүнийг анх нэмэхийг хүсч байсан боловч илүү их цаг хугацаа, хөрөнгө оруулалт шаардагдах тул үүнийг орхисон.

Залуус та дээрх асуудлыг шийдэх замаар энэхүү төслийг цааш нь үргэлжлүүлэх боломжтой. Үүнийг хийсний дараа надад мэдэгдээрэй. Баяртай

Бусад төслүүдийн талаар миний багцын вэбсайтаас үзнэ үү

Роботын тэмцээнд дэд байр эзэлсэн