Ses Kontrollü Robot El: 8 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu talimat, bir Arduino Uno R3, bir HC-06 Bluetooth modülü ve beş kademeli motor kullanarak ses kontrollü bir robotik elin nasıl oluşturulacağını açıklar. [1]

Bluetooth sesli komutları, Android cep telefonunuzdan eli kontrol eden Arduino Uno R3 yorumlayıcısına gönderilir.

Google-Speech-To-Text'in gücünden yararlanan Android uygulamasını yazmak için MIT AppInventor 2 kullanıldı. [2]

20mm x 3mm uzunluğunda alüminyum ekstrüzyon ve tel askıdan yapılan el, bazı fikirleri test etmek için yapılmıştır. Yapım teknikleri ve kodu başkaları için ilgi çekici olabilir.

Özellikler şunları içerir:

• yapmak basit
• Bireysel parmak hareketleri
• Grup parmak hareketleri
• Çeşitli görevler için programlanabilir el şekilleri
• Hafif
• Her parmak kablolu…
• Gerektiğinde su altında çalışır (kısa devre yapacak motor yok)

Cep telefonunuz hariç, bu projeyi inşa etmenin tahmini maliyeti 100 dolardan az

Görüntüler

Fotoğraf 1 mekanik eli göstermektedir.

Fotoğraf 2, motor grubuna bağlı eli göstermektedir.

Fotoğraf 3, Bluetooth (cep telefonu) ses denetleyicisini gösterir

Fotoğraf 4, tipik bir iletişim kutusunu gösteren bir ekran görüntüsüdür

Video, ses kontrollü elin hareket halinde olduğunu gösteriyor

Notlar

[1]

Step motorlar geçmiş projelerdendir. Servo motorlar, birkaç kod değişikliği ile eşit derecede iyi çalışmalıdır.

[2]

MIT AppInventor 2, https://appinventor.mit.edu/ adresinden ücretsiz olarak edinilebilir.

VTT.apk uygulaması (Voice To Text) ve bu proje için VTT.aia kodu, uyarlamak isterseniz bu talimatta sunulmaktadır.

Adım 1: Parça Listesi

Aşağıdaki parçalar https://www.aliexpress.com/ adresinden alınmıştır:

• 1 sadece USB Kablolu Arduino UNO R3
• Arduino UNO R3 için sadece 1 adet Prototip PCB Breadboard
• 1 sadece HC-06 Bluetooth Modülü
• 5 sadece 17HS3430 Nema17 12 volt Step Motorlar
• 5 sadece Big Easy Driver v1.2 A4988 Step Motor Sürücü Kartları
• 5 sadece GT2 20 dişli Alüminyum Zamanlama Kasnağı Deliği 5mm Genişlik 6mm Vidalı
• 5 sadece GT2 Avara Kasnağı Çapı 4 mm, GT2 için Rulmanlı Triger kayışı Genişlik 6 mm 20 Diş
• 5 sadece GT2 Kapalı Döngü Triger Kayışı Kauçuk 6mm 160mm
• 1 sadece pkt 120 adet 10cm erkekten erkeğe + erkekten dişiye ve dişiden dişiye jumper tel Arduino diy kiti için Dupont kablosu

Aşağıdaki parçalar yerel olarak elde edildi:

• 1 sadece uzunluk 20mm x 3mm alüminyum ekstrüzyon
• 1 sadece 120 mm x 120 mm hurda alüminyum
• 1 sadece 200mm x 100mm x 6mm kompozisyon tahtası (el ve bilek uzatması için)
• 1 sadece 500mm x 500mm x 6mm kompozisyon tahtası (taban plakası için)
• 1 sadece kısa uzunluk (yaklaşık 520 mm) hurda 18 mm x 65 mm kereste (taban plakası ayakları için)
• 1 sadece tel elbise askısı (yaklaşık çap 2,4 mm)
• 1 sadece uzunluk perde teli
• 1 sadece perde göz
• 1 sadece makara 30 lb naylon misina
• 1 sadece kısa şapka-elastik uzunluğu
• 1 sadece pkt kablo bağları
• 1 sadece 1200 ohm 1/8 watt direnç
• 1 sadece 2200 ohm 1/8 watt direnç
• 1 sadece 1N5408 3 amper güç diyotu
• 1 sadece SPST (tek kutuplu tek atış) anahtarı
• 1 sadece 2 pinli PCB terminal bloğu
• 15 sadece M3 x 9mm dişli naylon stand-off
• Sadece 30 adet M3 x 5mm cıvata (naylon dikmeler için)
• Yalnızca 30 adet M3 x 10mm cıvata (parmaklar ve motor bağlantıları için)
• Sadece 2 adet M4 x 15mm cıvata (bilek uzatması için)
• 5 sadece M4 x 30mm cıvata (avara kasnakları için)
• 17 sadece M4 somun (avara kasnakları için)
• Sadece 12 ağaç vidası (taban plakası ayakları için)

Bu parçaların tahmini maliyeti 100 dolardan az

Adım 2: Devre Şeması

Robot eli için devre şeması fotoğraf 1'de gösterilmiştir.

Eşleşen motor / Bluetooth kalkanı fotoğraf 2'de gösterilmiştir.

Büyük Kolay Sürücüler fotoğraf 3'te gösterilmiştir.

Big Easy Driver motor kontrolörleri zincirleme kablolamayı destekler

Motor Kablolama

Big Easy Driver v1.2 A4988 step motor sürücü kartları, bobin sargılarının her birinden gelen tellerin bitişik olmasını beklediğinden, her 17HS3430 Nema17 12 volt step motordan iki merkez kabloyu ters çevirmek gerekebilir.

Bunu başarmak için her motordan iki merkez kabloyu değiştirmek gerekir (fotoğraf 4).

17HS3430 kabloları için (motorlarım için) varsayılan renk sırası kırmızı, mavi, yeşil, siyahtır. Değişiklikten sonraki renk sırası kırmızı, yeşil, mavi, siyahtır.

Kırmızı, yeşil sargı, Big Easy Driver'ın “A” terminallerine bağlanır.

Mavi, siyah sargı, Big Easy Driver'ın “B” terminallerine bağlanmıştır.

Büyük Kolay Sürücü Akım Limitleri

Big Easy Drivers'ın her birindeki akım sınırı 400mA (mili amper) olarak ayarlanmalıdır.

Bunu başarmak için:

1. Gücü kapatın [1]
2. Arduino'nuzu fişten çekin
3. Her bir motor kablosunu çıkarın
4. A4988 Big Easy Sürücü Kartlarındaki akım limiti potansiyometrelerinin her birini saat yönünde tamamen çevirin
5. Big Easy Drivers'a 12 volt uygulayın… 90mA ile 100mA arasında bir akım okuması almalısınız. Bu, LED'ler tarafından çekilen akımdır.
6. 12 volt beslemesini kapatın [1]
7. “Başparmak” motorunu prize takın, güç uygulayın ve besleme akımını 490mA'ya ayarlayın
8. 12 volt beslemesini kapatın [1]
9. Başparmak motorunu fişten çekin.
10. Kalan motorların her biri için 6, 7, 8, 9 adımlarını tekrarlayın

Tüm motor kablolarını ilgili kontrolörlere takın.

Güç uygulandığında toplam besleme akımı 2 amperin biraz üzerinde olacaktır.

Not

[1]

ASLA bir step motoru güç uygulanmış halde takmayın veya fişten çekmeyin. Endüktif “tekme” (voltaj artışı) kontrolörlere zarar verebilir.

3. Adım: El … Konsept

www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/ adresinde açıklanan ilk robot elim birçok küçük parçaya sahip ve eklemler için koli bandı kullanıyor.

Bu alternatif el daha sağlamdır, daha az parçaya sahiptir ve yapılması daha kolaydır.

Yukarıdaki fotoğraflar temel konsepti göstermektedir … bir pantograftan merkez cıvatayı çıkarırsanız, “mafsal” minimum 90 derecelik bir dönüşe sahiptir [1]

Not

[1]

Aktüatör çizicimde pantograf kolunu kullanmayı amaçladım https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… ama çok sayıda eklem nedeniyle çok fazla istenmeyen hareket olduğu için bu fikirden vazgeçtim.

Adım 4: El… Prototip

Yukarıdaki fotoğraflar, uzun bir alüminyum ekstrüzyon ve bir tel askıdan bir "parmağın" nasıl oluşturulabileceğini göstermektedir.

Eklem pürüzsüz bir harekete sahiptir ve oldukça sağlamdır.

Somunlar ve cıvatalar gerekli değildir … her tel ucundaki bir lehim bloğu onları yerinde tutar.

Adım 5: El… İnşaat

Bu eli yapmak için birkaç alet gerekiyor… sadece bir demir testeresi, birkaç matkap ve bir dosya.

Aşama 1

• Elinizin taslağını kağıda çizin. (fotoğraf 1)
• "Boğum çizginizi" ve ana "parmak eklemlerinizi" işaretleyin
• Parmak uçlarınızı görmezden gelin… normalde o kadar bükülmezler… bir eğim yeterlidir. Hafif bir bükülme gerekiyorsa, daha sonra eklenebilir.

Adım 2

• Alüminyum ekstrüzyondan parmak uzunluğu bölümlerini kesin (fotoğraf 2)
• Alüminyum ekstrüzyonun her bir köşesinde birer tane olmak üzere dört elbise askısı çapında delik açın. (fotoğraf 4)
• İlk deliklerin her birinin arkasına daha küçük çaplı bir delik açın. Bunlar şapka elastik ve naylon tendonlar için kullanılır. (fotoğraf 4)
• Elbise askısından kablo uzunluklarını kesin ve her bir ucunu 90 derece bükün
• Alüminyum parmak bölümlerini birleştirirken telleri çaprazlayın. Teller karşı taraftan sokulur.
• Her tel ucuna lehim uygulayarak telleri sabitleyin. Lehimin alüminyuma yapışması konusunda endişelenmeyin… öyle değil.
• Mineral terebentin (veya benzeri) kullanarak derzlerdeki lehim tozunu giderin ve ardından bir damla dikiş makinesi yağı uygulayın. Fazla yağı kağıt havluyla alın.

Aşama 3

• Her parmağınızı, bir parça alüminyum levhadan yapılmış “L” şeklindeki alüminyum braketleri kullanarak ahşap el şekline takın.
• Tam olarak uzatıldığında parmaklar düz olacak şekilde geri dönüşleri eğeleyin. (fotoğraf 4)

4. Adım

Başparmağı takın (fotoğraf 2). Başparmak braketi karmaşık görünüyor, ancak sadece bir açıyla kesilmiş “L” şeklinde bir sac-alüminyum parçası. 90 derecelik büküm daha sonra kesilir ve uçlar açılır

Adım 5

• Kalan üst delikler arasına bir parça elastik şapka bağlayın (fotoğraf 4).
• Parmaklar uzayana kadar gerginliği ayarlayın.

6. Adım

• Alt parmak deliklerine naylon tendonları (olta) takın.
• Her naylon tendonu (kavisli) bir tahta parçasına açılmış 2 mm çapında deliklerden geçirin. Bu delikler perde gözleri gibi davranır. (fotoğraf 2)

7. Adım:

Naylon başparmak-tendonunun yönünü değiştirmek için bir perde gözü kullanılır. Perde gözü, elin diğer tarafında bulunan M3 dişli naylon bir standa vidalanmıştır

Adım 6: Yazılım … Android

Fotoğraf 1, VTT (Sesten Metne) uygulamam için MIT AppInventor 2 “Tasarım” ekranını göstermektedir.

Fotoğraf 2, bu uygulamada kullanılan “Blokları” göstermektedir.

Fotoğraf 3 ve 4, kullandığım küçük-p.webp

kodu okumak

• En üstteki iki “blok”, “Bluetooth” düğmesine bastığınızda telefonunuzu Arduino'ya bağlar.
• Ortadaki iki sol "blok", "mikrofon" düğmesine bastığınızda sesli komutunuzu arduino'ya gönderir. Metin, Google Speech_To_Text kullanılarak oluşturulur.
• Tüm sesli komutlar, "mikrofon" simgesinin üzerinde metin olarak görünür.
• Test sırasında bir komutu tekrarlamak isterseniz, sol alttaki iki "blok" bu metni "özel" düğmesine aktarır.
• Sağ alttaki iki blok, ele “open” ve “close” sözcüklerini gönderir. Test ederken bunların faydalı olacağını düşündüm.
• En üstteki üç sağ "blok" zamanlamayı kontrol eder.

VTT.apk

Ekli VTT.apk dosyası, gerçek Android telefon uygulamasıdır.

VTT.apk'yi yüklemek için:

• VTT.apk dosyasını telefonunuza kopyalayın (veya ek olarak kendinize e-posta ile gönderin)
• Üçüncü taraf uygulamaların yüklenmesine izin vermek için telefon ayarlarınızı değiştirin
• https://play.google.com/store adresinden bir apk yükleyici indirin
• Yükleyiciyi çalıştırın.

VTT.aia

Kodu yüklemenin alternatif bir yöntemi şudur:

• bir MIT AppInventor hesabı oluşturun
• MIT AppInventor 2'yi https://appinventor.mit.edu/ adresinden indirin ve yükleyin
• https://play.google.com/store adresinden telefonunuza “MIT AI2 Companion”ı indirip yükleyin.
• “Tasarım” ekranınızda Mimik Fotoğraf 1
• Fotoğraf 2'de gösterilen blokları çoğaltın
• Telefonunuzda “MIT AI2 Companion”ı çalıştırın
• “Yap | Uygulama (.apk için QR kodu sağlayın)”
• QR kodu göründüğünde telefonunuzdaki QR seçeneğine tıklayın
• İstemleri izleyin.

Adım 7: Arduino Yazılımı

Kurulum Talimatları

Ekli “VTT_voice_to_text_7.ino” dosyasını indirin

Dosya içeriğini yeni bir Arduino çizimine kopyalayın ve kaydedin.

Krokiyi Arduino'nuza yükleyin.

Tasarım Notları

İngilizce dili son derece karmaşıktır.

Çoğu zaman aynı şeyi söylemenin birden çok yolu vardır. Aşağıdaki örneklerde “el” ve parmaklar aynı anlama gelmektedir:

• “Elini aç” ……………………………………… elini ifade eder
• “Parmaklarını aç” ……………………………………… elini ifade eder

Ancak anahtar kelimelerin farklı anlamları da olabilir:

• “Parmaklarını aç” …………………………………….. elini ifade eder
• “İşaret ve orta parmaklarınızı açın” ………… belirli parmakları ifade eder

Anlamlı komutlar en az iki anahtar kelime gerektirir. Aşağıdaki komutlar, yalnızca bir anahtar kelimeye sahip oldukları için elle işlemle sonuçlanmaz:

• “Açık” …………………………………………………..bir anahtar kelime “açık” [1]
• “Bana yardım et”……………………………………….bir anahtar kelime “el”
• “Bana bir İngiliz anahtarı ver” ………………………………… bir anahtar kelime “el”

Bu komutları yorumlamak için, benzer anlamlara sahip anahtar kelimeleri aşağıdaki gibi gruplandırdım:

• Çoklu parmaklar: “el”, “parmaklar”, “aç”, “kapat”, “bırak” [1]
• Belirli parmaklar: "başparmak", "dizin", "orta", "halka", "küçük"
• Açık parmaklar: "aç", "kaldır", "uzat", "bırak" [1]
• Parmakları kapatın: "kapat", "alt" [1]
• Görevler: "taşıma", "tut", "seç", "demo", "kalibre et"

Her anahtar kelime grubu bir "bayrak" ile ilişkilendirilir. Doğal konuşmayı yorumlamak için bir anahtar kelime algılandığında bir bayrak veya bayrak grubu tetiklenir. Konuşma yorumlayıcısının, hangi eylemlerin gerekli olduğunu bulmak için yalnızca bayrak kombinasyonlarına bakması gerekir.

özyineleme

Özyineleme, bir komut kendisini bir veya daha fazla kez çağırdığında meydana gelir.

Diyelim ki parmaklarınızın bir kısmı açık, bir kısmı kapalı. Ayrıca bir şey taşırken olduğu gibi baş parmağınızı uzatıp parmaklarınızı kapatmak istediğinizi varsayalım.

Yöntem 1

Aşağıdaki iki sesli komut bunu başaracaktır:

• "elini aç"
• “işaret orta halkanızı ve küçük parmaklarınızı kapatın”

Yöntem 2

İki ayrı komut vermek yerine bir “carry()” görevi oluşturabilirsiniz:

"bunu benim için taşı"

Bu komut, "carry()" işlevini etkinleştirir ve ardından şunları verir:

• süreç(“elinizi açın”);
• process(“dizin orta halkanızı ve küçük parmaklarınızı kapatın”)

Bu özyinelemeli eylem, karmaşık el şekillerinin oluşturulmasına izin verir.

Not

[1]

Kolaylık olması için yorumlayıcıyı "aç", kapat ve "bırak" komutlarını tek kelimelik komutlar olarak kabul edecek şekilde programladım.

8. Adım: Özet

Bu talimat, bir robot elinin kısa bir alüminyum ekstrüzyon uzunluğundan ve bir tel elbise askısından nasıl yapılabileceğini gösterir.

El, bazı fikirleri test etmek için yapıldı. Tutuşu iyileştirmek için parmak uçlarına kulak tıkaçları takılır.

Özellikler şunları içerir:

• yapmak basit
• Her parmak kabloyla çalıştırılır.
• Bireysel parmak hareketleri
• Grup parmak hareketleri
• Çeşitli görevler için programlanabilir el şekilleri
• Düşük maliyetli
• Hafif
• Gerektiğinde su altında çalışır (kısa devre yapacak motor yok)

Her parmak kabloyla çalıştırılır. Naylon misina, her biri bir uzunluktaki esnek perde telinden beslenen tendonlar için kullanılır.

Giriş bölümündeki Fotoğraf 2, iki kabloyu gösteriyor… biri 2 tendonlu… diğeri üç. Bu, bükülme yarıçapı büyükse sorun değil, aksi takdirde kablolar büküldüğünde parmaklar yapışma eğilimi gösterir. Videoda beş ayrı kablo kullanılarak bunun üstesinden gelindi

Naylon misina çalışırken esneme eğilimindedir. Paslanmaz çelik olta izi daha iyi bir seçim olur… Bir makara siparişim var.

Aktüatörler, kademeli motorlardan ve sonsuz kayışlardan yapılmıştır. Tendonlar, bir kablo bağı vasıtasıyla tahrik kayışlarına bağlanır.

Bu proje, servo motorlarla eşit derecede iyi çalışmalıdır. Servo kullanmayı seçerseniz, küçük kod değişiklikleri gerekli olacaktır.

Bluetooth sesli komutları, bir Android cep telefonu uygulamasından Arduino'nuza gönderilir.

Cep telefonu uygulamasının kodu MIT AppInventor 2 kullanılarak geliştirildi ve bu talimatta yayınlandı.

Arduino ses tercümanı son derece güvenilirdir. Bu talimatta yer alan kod, başka projelerde de kullanılabilir.

Cep telefonunuz hariç, bu projeyi inşa etmenin tahmini maliyeti 100 dolardan az.

Diğer talimatlarımı görüntülemek için buraya tıklayın.