Bras robotique contrôlé par un gant : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Objectif: Acquérir de l'expérience et des compétences en résolution de problèmes en créant un projet à réaliser

Contour - Utilisez un gant pour vous connecter via un arduino pour contrôler un "bras" imprimé robotique en 3D. Chacune des articulations du bras imprimé en 3D est dotée d'un servo qui se connecte au capteur de flexion du gant et se déplace proportionnellement à la flexion du doigt.

Étape 1: Liste des matériaux

3- 10k résistances

3- résistances de capteur flexibles

3- servomoteurs

Planche à pain

Arduino Uno

Fils

Fermetures éclair

4- Pièces imprimées en 3D

J'ai joint un lien vers les matériaux exacts que j'ai utilisés afin qu'ils puissent être facilement recherchés même si vous ne commandez pas à partir de ces liens exacts

3- Résistances 10k

3- résistances de capteur flexibles

3- servos

Étape 2: Câblage

L'image du câblage exactement comme je l'ai configuré se trouve dans le fichier fritzing. Le câblage peut être mieux regardé en deux parties différentes. 1) Connexions de la planche à pain et de l'arduino au « bras » imprimé en 3D 2) Connexions de la planche à pain et de l'arduino au gant.

Connexions du bras imprimé en 3D Les fils reliés aux broches 11, 10, 9 ainsi que les régions positives et négatives sont connectés aux 3 servos différents. Les fils noirs du servo se connectent aux régions négatives, à savoir la colonne négative de la planche à pain. Les fils rouges du servo se connectent aux régions positives, à savoir la colonne positive sur la planche à pain. Enfin, les fils de signal jaunes se connectent à l'arduino.

Dans ma configuration, la broche 9 se connecte au servo de base et est contrôlée par le pouce Dans ma configuration, la broche 10 se connecte au servo supérieur et est contrôlée par le majeur Dans ma configuration, la broche 11 se connecte au servo central et est contrôlée par l'index

2) Connexions des gants Il y a deux connexions disponibles sur les capteurs flexibles, sur le côté avec la ligne fine passe la connexion à la fois au signal et à la borne négative. Le côté avec un côté à motifs plus épais est une connexion à la borne positive. Du côté où vous connectez le signal et le fil négatif, fixez à la fois une résistance de 22k et un fil secondaire. Le fil va directement à la borne négative à travers la planche à pain. La résistance se connecte avec une extrémité au capteur flexible et l'autre se connecte à un fil qui va à la planche à pain avant de se connecter à l'analogue arduino dans les broches. Les trois broches analogiques que j'ai utilisées étaient A0, A1, A2. Ensuite, l'autre connexion du capteur flexible va à la maquette et se connecte à la colonne positive de la maquette. Sur le fichier fritzing, il y a un croquis secondaire plus clair qui montre les connexions positives, négatives et de signal.

(Remarque - La plupart des connexions physiques des fils qui ne se trouvent pas dans la planche à pain ont été soudées et un film rétractable a été utilisé pour protéger les connexions)

Les composants finaux du câblage sont les connexions de l'alimentation 5V de l'arduino à la colonne positive et la masse (GND) se connecte à la colonne négative. Il y a aussi des barres qui traversent la planche à pain qui relient les colonnes négatives ensemble à chaque extrémité de la planche et les colonnes positives ensemble à chaque extrémité de la planche.

Remarque supplémentaire: des fils plus longs peuvent être utilisés pour augmenter la quantité de mou disponible entre la planche à pain et le gant ou la planche à pain et le bras imprimé en 3D si nécessaire

Étape 3: Câblage et explication du code

La base du programme est similaire au programme de rotation de bouton dans arduino et fonctionne globalement comme un potentiomètre. Les capteurs de flexion sur le gant envoient des signaux basés sur le changement de position, lorsque les doigts sur les gants bougent, le changement de position envoie un signal à l'arduino qui appelle alors la « main » imprimée en 3D à changer dans la même proportion.

Dans le code les 3 servos sont définis sous les broches 9, 10, 11 Les broches analogiques A0, A1, A2 connectent le potentiomètre

Dans la configuration du vide, les servos sont attachés aux broches

Ensuite, la boucle vide consiste à utiliser 3 fonctions analogRead, map, write et delay

analogRead- lit la valeur des broches analogiques (celles qui communiquent avec le potentiomètre) et donne une valeur comprise entre 0 et 1023

Map- (valeur, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) la fonction map change la plage de valeurs de la valeur de lecture analogique de 500, 1000 à 0, 180 puisque 0-180 sont des plages de valeurs que le servo peut lire, et les noms la nouvelle valeur sous la première de la liste

servoWrite - l'arduino écrit une valeur sur le servo et déplace sa position en conséquence

Retard - Le retard fait alors attendre le programme avant de reboucler

Étape 4: Structure mécanique des pièces imprimées en 3D

Il y a quatre fichiers STL joints ainsi que des images et des vidéos de chacune des parties. Il n'y a pas d'image de l'assemblage des fichiers mais il y a une image de la version imprimée en 3D. Les quatre pièces différentes sont reliées par les 3 servos à chacune des articulations. La partie de base se connecte à l'épaule via les servos qui est ensuite attachée au premier fichier de bras, puis enfin au deuxième fichier de bras.

Étape 5: Construction mécanique du gant

La construction du gant était assez simple, les capteurs de flexion étaient collés à chaud à trois doigts sur le gant et des attaches zippées étaient utilisées pour maintenir les fils en place.

Remarque - Il a été constaté que si ces capteurs de flexion particuliers qui ont été utilisés deviennent trop sales, cela peut commencer à affecter le fonctionnement des capteurs de flexion, de sorte que des morceaux de ruban adhésif ont été placés sur les capteurs pour les garder propres.

Remarque supplémentaire - Le mouvement du bras 3-D peut être un peu saccadé lorsque seul un cordon USB allant à l'arduino est utilisé pour l'alimenter, il peut être amélioré en branchant plus d'énergie via des batteries et en connectant les bornes positive et négative aux colonnes positives et négatives de la maquette