Дауыспен басқарылатын робот қолы: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл нұсқаулық Arduino Uno R3, HC-06 Bluetooth модулін және бес сатылы қозғалтқышты пайдаланып дауыспен басқарылатын роботты қалай құруға болатынын түсіндіреді. [1]

Bluetooth дауыстық командалары Android ұялы телефонынан қолды басқаратын Arduino Uno R3 аудармашысына жіберіледі.

MIT AppInventor 2 Google-Speech-to-Text мүмкіндігін пайдаланатын Android қосымшасын жазу үшін пайдаланылды. [2]

Ұзындығы 20х3 мм алюминий экструзиясынан және сымнан ілгіштен жасалған қол кейбір идеяларды тексеру үшін жасалған. Құрылыс техникасы мен коды басқаларды қызықтыруы мүмкін.

Ерекшеліктерге мыналар жатады:

• Жасалуы қарапайым
• Саусақтардың жеке қозғалыстары
• Саусақтардың топтық қозғалыстары
• Әр түрлі тапсырмалар үшін бағдарламаланатын қол пішіндері
• Жеңіл салмақ
• Әр саусақ кабельмен басқарылады …
• Су астында жұмыс істеу қажет болса (қысқа қозғалтқыштар жоқ)

Ұялы телефонды есептемегенде, бұл жобаның құны 100 доллардан аспайды

Суреттер

Фото 1 механикалық қолды көрсетеді.

2-суретте мотор жинағына бекітілген қол көрсетілген.

3-суретте Bluetooth (ұялы телефон) дауыстық контроллері көрсетілген

Фото 4 - бұл әдеттегі диалогты көрсететін скриншот

Бейне дауыспен басқарылатын қолдың әрекетін көрсетеді

Ескертулер

[1]

Қадамдық қозғалтқыштар өткен жобалардан алынған. Серво қозғалтқыштары бірнеше кодты өзгертумен бірдей жақсы жұмыс істеуі керек.

[2]

MIT AppInventor 2 https://appinventor.mit.edu/ сайтынан еркін қол жетімді.

VTT.apk қосымшасы (Voice To Text) және осы жобаның VTT.aia коды, егер сіз оны бейімдеу қажет болса, осы нұсқаулықта берілген.

1 -қадам: бөлшектер тізімі

Келесі бөліктер https://www.aliexpress.com/ сайтынан алынды:

• USB кабелі бар тек 1 Arduino UNO R3
• Arduino UNO R3 үшін тек 1 PCB протоколдық протоколы
• 1 тек HC-06 Bluetooth модулі
• 5 тек 17HS3430 Nema17 12 вольтты Stepper Motors
• 5 тек Big Easy Driver v1.2 A4988 қадамдық моторлы драйвер тақталары
• 5 тек GT2 20 тісті алюминийлік уақыт шкиві 5 мм ені 6 мм бұрандалы
• GT2 уақыт белбеуінің подшипниктері бар тек GT2 бос жұмыс шкафы 4 мм ені 6 мм 20 тіс
• 5 тек GT2 жабық ілмекті уақыт белбеуі резеңке 6мм 160мм
• 1 дана 120 дана 10см еркектен еркекке + еркектен әйелге және әйелден әйелге секіргіш сыммен Arduino DIY жиынтығы үшін Dupont кабелі

Келесі бөліктер жергілікті түрде алынды:

• 1 ұзындығы 20х3 мм алюминий экструзиясы
• 1 ғана 120 мм х 120 мм алюминий сынықтары
• 1 ғана 200мм х 100мм х 6мм композициялық тақта (қол мен білекке ұзарту үшін)
• 1 ғана 500мм х 500мм х 6мм композициялық тақта (негізгі тақта үшін)
• 1 қысқа ұзындығы (шамамен 520 мм) 18 мм x 65 мм ағаш сынықтары (табан табақшалары үшін)
• 1 ғана сым ілгіш (диаметрі шамамен 2,4 мм)
• 1 ұзындығы перде-сым
• 1-тек перде
• 1 барабан 30 фунт нейлон балық аулау желісі
• 1 қысқа ұзын қалпақ-серпімді
• 1 тек pkt кабель байланысы
• 1 ғана 1200 Ом 1/8 ватт резистор
• 1 ғана 2200 Ом 1/8 ватт резистор
• 1 тек 1N5408 3 амперлік диод
• 1 SPST (бір полюсті бір лақтыру) қосқышы
• 1 тек 2 істікшелі ПХД терминалды блогы
• 15 тек M3 x 9 мм бұрандалы нейлоннан жасалған тіректер
• 30 тек M3 x 5 мм болттар (нейлоннан жасалған тіректер үшін)
• 30 M3 x 10 мм болттар (саусақтар мен қозғалтқыштар үшін)
• 2 ғана M4 x 15 мм болттар (білектерді ұзарту үшін)
• 5 ғана M4 x 30 мм болттар (бос тұрған шкивтер үшін)
• 17 тек M4 гайкалары (бос тұрған шкивтер үшін)
• 12 тек ағаш бұрандалар (табан табақшалары үшін)

Бұл бөлшектердің сметалық құны 100 доллардан төмен

2 -қадам: схема

Робот қолының схемасы 1 -суретте көрсетілген

Сәйкес келетін мотор / Bluetooth қалқаны 2 -суретте көрсетілген

Үлкен жеңіл жүргізушілер 3 -суретте көрсетілген.

Big Easy Driver мотор контроллері тізбекті сымдарды қолдайды

Мотор сымдары

Әрбір 17HS3430 Nema17 12 вольтты қадамдық қозғалтқыштардан екі орталық сымды кері айналдыру қажет болуы мүмкін, себебі Big Easy Driver v1.2 A4988 сатылы мотор драйверінің тақталары катушка-орамалардың әрқайсысынан сымдардың іргелес болуын күтеді.

Бұған жету үшін әр қозғалтқыштан екі орталық сымды ауыстыру қажет (фото 4).

17HS3430 кабельдерінің әдепкі түс реттілігі (менің қозғалтқыштарым үшін) - қызыл, көк, жасыл, қара. Өзгертуден кейінгі түс реттілігі қызыл, жасыл, көк, қара.

Қызыл, жасыл орама Big Easy драйверінің «A» терминалдарына қосылған.

Көк, қара орама Big Easy драйверінің «B» терминалдарына бекітілген.

Жүргізушінің ағымдағы шектеулері

Үлкен жеңіл драйверлердің әрқайсысының ағымдағы шегі 400 мА (милли-ампер) болуы керек.

Бұған жету үшін:

1. Қуатты өшіру [1]
2. Arduino -ны ажыратыңыз
3. Әр қозғалтқыш кабелін ажыратыңыз
4. A4988 Big Easy драйверлер тақтасындағы ағымдағы шектелген потенциометрлердің әрқайсысын сағат тілімен толық бұраңыз
5. Үлкен жеңіл драйверлерге 12 вольтты қолданыңыз … сіз 90 мА мен 100 мА арасындағы ағымдағы көрсеткішті алуыңыз керек. Бұл жарық диодты шамдар арқылы тартылатын ток.
6. 12 вольтты өшіру [1]
7. «Бас бармақ» қозғалтқышын қосыңыз, қуат беріңіз және қоректендіру тогын 490мА -ға реттеңіз
8. 12 вольтты өшіру [1]
9. Thumb моторын ажыратыңыз.
10. Қалған қозғалтқыштардың әрқайсысы үшін 6, 7, 8, 9 қадамдарды қайталаңыз

Барлық қозғалтқыш кабельдерін тиісті контроллерлерге қосыңыз.

Қуат қосылған кезде жалпы ток күші 2 амперден сәл асады

Ескерту

[1]

ЕШҚАШАН қуаты бар сатылы қозғалтқышты қосуға немесе ажыратуға болмайды. Индуктивті «соққы» (кернеудің жоғарылауы) контроллерлерді зақымдауы мүмкін.

3 -қадам: Қол… Тұжырымдама

Менің бірінші робот қолым, https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/ -де сипатталған, көптеген ұсақ бөлшектерден тұрады және буындарға арналған таспаны қолданады.

Бұл ауыспалы қол неғұрлым берік, бөлшектері аз және жасау оңай.

Жоғарыдағы фотосуреттер негізгі түсінікті көрсетеді … егер сіз болтты пантографтан алып тастасаңыз, онда «түйіспе» кемінде 90 градусқа бұрылады [1]

Ескерту

[1]

Мен пантограф-қолды https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… қозғаушы плоттерінде қолданғым келді, бірақ буындардың көп болуына байланысты қажетсіз қозғалыс тым көп болғандықтан, бұл идеядан бас тарттым.

4 -қадам: Қол… Прототип

Жоғарыдағы фотосуреттер алюминийден жасалған экструзия мен сым ілгіштен «саусақты» қалай жасауға болатынын көрсетеді.

Буын тегіс әрекетке ие және керемет берік.

Гайкалар мен болттар қажет емес … әр сымның ұшындағы дәнекерлеу бұрандалары оларды орнында бекітеді.

5 -қадам: Қол… Құрылыс

Бұл қолды жасау үшін бірнеше құралдар қажет … тек қана аралау, бірнеше жаттығулар мен файл.

1 -қадам

• Қолыңыздың контурын қағазға түсіріңіз. (сурет 1)
• Сіздің «түйісу сызығы» мен негізгі «саусақ буындарын» белгілеңіз
• Саусақтарыңыздың ұштарын елемеңіз … олар әдетте бүгілмейді … көлбеу жеткілікті. Егер сәл иілу қажет болса, оны кейін қосуға болады.

2 -қадам

• Алюминий экструзиясынан саусақтардың ұзындығын кесіңіз (фото 2)
• Алюминий экструзиясының әр бұрышында бір ілгіш диаметрі бар төрт тесік бұрғылаңыз. (сурет 4)
• Алғашқы тесіктердің әрқайсысының артында диаметрі кішірек тесік бұрғылаңыз. Олар бас киімнің серпімді және нейлондық сіңірлері үшін қолданылады. (сурет 4)
• Пальто ілгіштен сымның ұзындығын кесіп, әр ұшын 90 градусқа бүгіңіз
• Алюминийден жасалған саусақ кесінділерін қосқанда сымдарды кесіп өтіңіз. Сымдар қарама -қарсы жақтан салынған.
• Әр сымның ұшына дәнекерлеу арқылы сымдарды бекітіңіз. Дәнекердің алюминийге жабысып қалуына алаңдамаңыз … олай емес.
• Минералды скипидар (немесе соған ұқсас) көмегімен буындардан дәнекер ағындарын алыңыз, содан кейін бір тамшы тігін машинасына май жағыңыз. Артық майды қағаз сүлгімен сүртіңіз.

3 -қадам

• Әр саусақты «L» пішінді алюминийден жасалған алюминий қаңқасынан жасалған ағаш қолмен бекітіңіз.
• Саусақтар толық созылған кезде түзу болатындай етіп тіректерді қойыңыз. (сурет 4)

4 -қадам

Бас бармақты бекітіңіз (2 -сурет). Бас бармақ кронштейні күрделі болып көрінеді, бірақ бұрышпен кесілген алюминийден жасалған «L» әрпі. Содан кейін 90 градусқа иілу кесіледі және ұштары сыртқа шығады

5 -қадам

• Қалған үстіңгі тесіктердің арасына қалпақ-серпімді бөлігін байлаңыз (сурет 4).
• Саусақтар жай созылғанша кернеуді реттеңіз.

6 -қадам

• Нейлон сіңірлерін (балық аулау сызығы) төменгі саусақтардың тесіктеріне бекітіңіз.
• Әр нейлон сіңірді (қисық) ағаштан бұрғыланған диаметрі 2 мм тесіктерден өткізіңіз. Бұл тесіктер перде тәрізді әрекет етеді. (сурет 2)

7 -қадам:

Бас бармақ-сіңір нейлонының бағытын өзгерту үшін перде көзі қолданылады. Перде көзі қолдың екінші жағында орналасқан M3 бұрандалы нейлон тірегіне бекітілген

6 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету … Android

1-суретте MIT AppInventor 2 VTT (Voice-to-Text) қосымшасының «Дизайн» экраны көрсетілген.

2 -суретте осы қосымшада қолданылатын «блоктар» көрсетілген.

3 -ші және 4 -ші фотосуреттер - мен қолданған-p.webp

Кодты оқу

• Жоғарғы сол жақтағы екі «блок» «Bluetooth» түймесін басқанда телефонды Arduino-ға қосады.
• Ортаңғы екі сол жақ «блоктар» «микрофон» түймесін басқан кезде сіздің дауыстық пәрменіңізді arduino-ға жібереді. Мәтін Google Speech_To_Text көмегімен жасалады.
• Барлық дауыстық командалар «микрофон» белгішесінің үстінде мәтін түрінде пайда болады.
• Егер тестілеу кезінде пәрменді қайталағыңыз келсе, төменгі екі сол жақ «блоктар» бұл мәтінді «реттелетін» батырмасына береді.
• Оң жақтағы төменгі екі блок «ашық» және «жақын» деген сөздерді қолына жібереді. Мен бұл тестілеу кезінде пайдалы болады деп ойладым.
• Оң жақтағы үш «блок» уақытты басқарады.

VTT.apk

Қосылған VTT.apk файлы - бұл Android телефонының нақты қосымшасы.

VTT.apk орнату үшін:

• VTT.apk файлын телефонға көшіріңіз (немесе оны тіркеме ретінде электронды поштаға жіберіңіз)
• Үшінші тарап бағдарламаларын орнатуға рұқсат беру үшін телефон параметрлерін өзгертіңіз
• Https://play.google.com/store сайтынан apk орнатушысын жүктеп алыңыз
• Орнатқышты іске қосыңыз.

VTT.aia

Кодты орнатудың балама әдісі:

• MIT AppInventor тіркелгісін жасаңыз
• Https://appinventor.mit.edu/ сайтынан MIT AppInventor 2 жүктеп алыңыз және орнатыңыз.
• Https://play.google.com/store мекенжайынан телефонға “MIT AI2 Companion” жүктеп, орнатыңыз.
• Mimic Photo 1 «Дизайн» экранында
• 2 -суретте көрсетілген блоктарды қайталаңыз
• Телефонда «MIT AI2 Companion» іске қосыңыз
• «Құру | Қолданба (.apk үшін QR кодын беріңіз) »
• QR коды пайда болған кезде телефондағы QR опциясын басыңыз
• Нұсқауды орындаңыз.

7 -қадам: Arduino бағдарламасы

Орнату нұсқаулары

Қосылған «VTT_voice_to_text_7.ino» файлын жүктеңіз

Файл мазмұнын жаңа Arduino нобайына көшіріп, сақтаңыз.

Эскизді Arduino -ға жүктеңіз.

Дизайн жазбалары

Ағылшын тілі өте күрделі.

Көбінесе бір нәрсені айтудың бірнеше әдісі бар. Келесі мысалдарда «қол» мен саусақтардың мағынасы бірдей:

• «Қолыңды аш» ……………………………………
• «Саусақтарыңызды ашыңыз» …………………………………

Бірақ кілт сөздер әр түрлі мағынаға ие болуы мүмкін:

• «Саусақтарыңызды ашыңыз» …………………………….. сіздің қолыңызды білдіреді
• «Көрсеткіш пен ортаңғы саусақтарыңызды ашыңыз» ………… белгілі бір саусақтарға қатысты

Мағыналы командалар кем дегенде екі кілт сөзді қажет етеді. Келесі командалар қолмен әрекет етпейді, себебі оларда тек бір кілт сөз бар:

• «Ашық» …………………………………………………………………………………………………………………………
• «Маған қол бер» ………………………………………………
• «Кілт маған бер» ……………………………………

Бұл командаларды түсіндіру үшін мен мағыналары ұқсас кілт сөздерді келесідей топтастырдым:

• Бірнеше саусақтар: «қол», «саусақтар», «ашық», «жабу», «босату» [1]
• Арнайы саусақтар: «бас бармақ», «көрсеткіш», «ортаңғы», «сақина», «кішкентай»
• Ашық саусақтар: «ашу», «көтеру», «ұзарту», «босату» [1]
• Саусақтарды жабу: «жабу», «төменгі» [1]
• Тапсырмалар: «алып жүру», «ұстау», «таңдау», «демо», «калибрлеу»

Әрбір кілт сөз тобы «жалаушамен» байланысты. Табиғи сөйлеуді түсіндіру үшін жалауша немесе жалау тобы кілт сөз табылған сайын іске қосылады. Сөйлеу аудармашысы қандай әрекеттер қажет екенін анықтау үшін жалаушаның комбинациясын қарау керек.

Рекурсия

Рекурсия команданың өзін бір немесе бірнеше рет шақырған кезде пайда болады.

Кейбір саусақтарыңыз ұзартылған, ал кейбіреулері жабық деп есептейік. Сонымен қатар, сіз бір нәрсені алып бара жатқаныңыздай саусағыңызды созып, жабық ұстағыңыз келеді деп есептейік.

1 -әдіс

Келесі екі дауыстық пәрмен бұған жетеді:

• «Қолыңды аш»
• «Ортаңғы сақина мен кішкентай саусақтарыңызды жабыңыз»

2 -әдіс

Екі бөлек пәрмен берудің орнына сіз «апару ()» тапсырмасын жасай аласыз:

«Мұны мен үшін алып жүр»

Бұл команда «апару ()» функциясын іске қосады, содан кейін:

• процесс («қолыңызды ашыңыз»);
• процесс («ортаңғы индекс пен кішкентай саусақтарыңызды жабыңыз»)

Бұл рекурсивті әрекет қолдың күрделі пішіндерін жасауға мүмкіндік береді.

Ескерту

[1]

Ыңғайлы болу үшін мен аудармашыны «ашуды», жабуды және «босатуды» бір сөзді командалар ретінде қабылдауға бағдарламаладым.

8 -қадам: Қорытынды

Бұл нұсқаулықта алюминий экструзиясының қысқа ұзындығынан және сымды ілгіштен роботтың қолын қалай жасауға болатыны көрсетілген.

Қол кейбір идеяларды тексеру үшін жасалған. Тұтқаны ұстауды жақсарту үшін саусақ ұштарына бекітеді.

Ерекшеліктерге мыналар жатады:

• Жасалуы қарапайым
• Әр саусақ кабельмен басқарылады.
• Саусақтардың жеке қозғалыстары
• Саусақтардың топтық қозғалыстары
• Әр түрлі тапсырмаларға арналған бағдарламаланатын қол пішіндері
• Төмен баға
• Жеңіл салмақ
• Су астында жұмыс істеу қажет болса (қысқа қозғалтқыштар жоқ)

Әр саусақ кабельмен басқарылады. Нейлоннан жасалған балық аулау желісі сіңірлер үшін қолданылады, олардың әрқайсысы ұзындығы икемді перде-сым арқылы беріледі.

Кіріспе бөліміндегі 2 -фото екі кабельді көрсетеді: біреуі 2 сіңірлі, екіншісі үш. Егер иілу радиусы үлкен болса, бұл жақсы, әйтпесе кабельдер бүгілгенде саусақтар жабысып қалады. Бұл бейнедегі бес бөлек кабельді қолдану арқылы шешілді

Нейлоннан жасалған балық аулау желісі жұмыс істеп тұрғанда, ол созылып кетеді. Тот баспайтын болаттан жасалған балық аулау ізі жақсы таңдау болар еді … Менде тапсырыс бар.

Жетектер қозғалтқыштар мен шексіз белдіктерден жасалған. Сіңірлер жетек белдіктеріне кабельдік байланыстар арқылы бекітіледі.

Бұл жоба серво қозғалтқыштармен жақсы жұмыс істеуі керек. Сервисті пайдалануды таңдасаңыз, кодты аз өзгерту қажет болады.

Bluetooth дауыстық командалары Arduino-ға Android ұялы телефон қосымшасынан жіберіледі.

Ұялы телефон қосымшасының коды MIT AppInventor 2 көмегімен жасалған және осы нұсқаулықта жарияланған.

Arduino дауыстық аудармашысы өте сенімді. Бұл нұсқаулыққа енгізілген код басқа жобаларда қолданылуы мүмкін.

Ұялы телефонды есептемегенде, бұл жобаның құны 100 доллардан аспайды

Менің басқа нұсқауларды көру үшін мына жерді басыңыз.