Esnek Sensör Eldiven: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu, robotik kollardan sanal gerçeklik arayüzlerine kadar her şeyi kontrol etmek için uyarlanabilen eğlenceli bir projedir.

Adım 1: Malzemeler ve Parçalar

eldiven için:

• Ucuz bir bahçe eldiveni
• Arduino Lilypad
• Lilypad pil hücresi tutucusu
• İletken dikiş ipliği
• Normal dikiş ipliği
• Velostat
• sopa bant
• Süper yapıştırıcı
• Elastik
• Beş 4.7Kohm direnç

kol için:

• Beş SG90 servo
• Elektrik kablosu
• PLA veya ABS filamenti
• Ninjaflex (veya diğer esnek filament)
• Olta ipi
• 5V güç kaynağı
• Küçük ekmek tahtası (isteğe bağlı ancak servoları paralel olarak bağlamak için kullanışlıdır)

Not: Esnek 3D baskı filamentiniz yoksa Flexy Hand'den farklı bir robotik kol kullanmak mümkündür.

Adım 2: Esnek Sensörlerin Yapılması

Kullandığım malzeme velostat, piezodirençli bir malzemedir. Bu, basınca duyarlı olduğu ve bastığınızda, büktüğünüzde veya deforme ettiğinizde direncin değişeceği anlamına gelir. Her parmağın ne kadar büküldüğünü ölçmek için kullanacağımız bu özelliktir.

Yaklaşık 0,7cm x 8cm boyutlarında 5 şerit velostat keserek başlayın, biz direncin nicel değil nitel bir okumasıyla ilgilendiğimiz için tam boyutların önemi yoktur.

Daha sonra 2 uzun yapışkan bandı yüzü yukarı bakacak şekilde düz bir yüzeye yerleştirin ve iki uzunlukta iletken dikiş ipliği kesin, en az 40 cm uzunluğunda derim, fazla olması her zaman daha iyidir. İsteğe bağlı olarak, tabanın yakınında yapışkan bant üzerine küçük bir damla süper yapıştırıcı uygulayın. Bu gerekli değil, ancak dikiş ipliğinin yanlışlıkla çekilmesini önlediğini buldum. İletken dikiş ipiniz yoksa, bu adım için kulaklık kablolarında bulduğunuz tel gibi ince bakır tel kullanmak mümkün olabilir (bu fikri test etmediğim için "olabilir" diyorum).

2 uzunluktaki dikiş ipliğini, dikiş ipliğinin ucu yapışkan bandın ucundan dışarı çıkacak şekilde, yapışkan bandın üzerine ortası boyunca yerleştirin. Yapışkan bandın neredeyse tamamına kadar gitmek önemlidir, çünkü bunu yapmazsanız, esnek sensör okumaları ucu değil, yalnızca parmağınızın tabanına yakın yerlerde toplayacaktır.

Velostatı bir parça dikiş ipliğinin üzerine, ucunu kaplayacak şekilde yerleştirin (2 parça dikiş ipliğinin dokunmasını istemezsiniz). Ardından diğer yapışkan bandı velostatın açıkta kalan tarafına kaldırın ve hava kabarcıklarını çıkarmak için sertçe bastırın. Sensörün tabanında 2 adet dikiş ipliğinin kısa devre oluşturmadığından emin olun, bunu önlemek için yapışkan banttan zıt kenarlardan çıkmalarını sağlayın ("Y" şeklindeki bağlantıya benzer, resme bakın).

Fazla yapışkan bandı istediğiniz gibi kesin. Son olarak, sensörün ucuna küçük bir elastik parçayı süper yapıştırın. Parmağınıza en iyi şekilde uyacak şekilde her sensörün boyutunu ayarlayarak bunu 5 kez tekrarlayın.

3. Adım: Eldiveni Yapın

Kişisel olarak attığım adımların bir özetini vereceğim, ancak bunu nasıl yaptığınız, büyük ölçüde kullandığınız eldivene bağlı olarak duruma göre değişecektir.

Yeterince vurgulayamadığım bir önemli nokta, iletken dikiş ipliğinin normal hobi teli gibi OLMAMASI, yalıtkan bir kılıfın olmamasıdır. Ek olarak, eldiven esnek olduğundan ve kendi üzerine eğilebildiğinden, kısa devre oluşturmak çok kolaydır, bu da bileşenlerin tahrip olmasına ve eldiveninizde büyük deliklerin erimesine neden olur.

İletken dikiş ipliğiniz yoksa normal teller kullanmak ve bağlantılarınızı lehimlemek mümkündür.

Pil takımını eldivene bağlayarak ve 5V ile GND'yi Arduino Lilypad'e bağlayarak başladım. Lilypad'i henüz tam olarak dikmeyin, çünkü onu geriye doğru bükmemiz ve altına dikmemiz gerekecek (yukarıdaki resimlere bakın).

Ayrıca herhangi bir kısa devreyi önlemek için Lilypad kartının alt tarafını elektrik bandıyla kaplamanızı tavsiye ederim.

Daha sonra beş 4.7Kohm direncin uçlarını küçük döngülere lehimleyin (direnç değerini velostat şeritlerinizin uzunluğuna ve genişliğine göre ayarlamanız gerekebilir). İsteğe bağlı: eldivene tutturmak için sıcak tutkal kullanın, başlangıçta yerinde tutulmazlarsa dikmek daha zordur.

Devam etmeden önce yukarıdaki resimlere ve devre şemasına dikkatlice bakın, başlamadan önce dikiş ipliği için rotanızı belirlemeniz önemlidir, aksi takdirde "kendinizi bir köşeye dikersiniz".

Şahsen, daha önce yalıtım bandıyla kapladığımız Lilypad panosunun altına giderek, pil paketindeki GND'den 5 dirence ve ardından her bir dirençten A0'dan A4 pimlerine dikiş yapmaya başladım. Bunu takiben, dikiş ipliğinin bir ucu 5V'a ve diğer ucu A0'a gidecek şekilde ilk esnek sensörün ucunu başparmağa yapıştırdım. Bunu her parmak için tekrarlayın, ancak her seferinde doğrudan 5V'a gitmek (ve bir dikiş labirenti oluşturmak) yerine önceki esnek sensöre dikin.

Parmaklarınızı hareket ettirdiğinizde esnek sensörlerin her birinin gerilim altında kalmasını sağlamak için son adımda esnek sensöre taktığımız lastiği eldivenin üzerindeki parmak uçlarına dikin. Elinizi hareket ettirirken yerlerinde kalmalarını sağlamak için isteğe bağlı olarak esnek sensörün etrafına bazı halkalar dikin.

Son olarak 5 kabloyu 5'ten 9'a kadar olan dijital pinlere lehimleyin, bunlar daha sonra servolara nereye gideceklerini söylemek için kullanılacaktır.

Adım 4: Kolu Oluşturun

Gyrobot kullanıcısının Thingiverse'de sunduğu arm off dosyalarını 3D olarak yazdırdım. Onları burada bulabilirsiniz.

Dilerseniz önkolun 3D çıktısını da alabilirsiniz ancak filament kısıtlamaları nedeniyle kendi önkolumun kağıt hamur modelini yaptım. Her bir parmağa olta ile bağlanmış, 3D baskılı bir çerçevede tutulan beş SG90 servo kullandım. Tüm GND ve Vin bağlantılarını 5V AC-DC duvar transformatörü gibi harici bir güç kaynağına paralel olarak bağlayın.

Servo giriş pimlerini (genellikle geleneksel olarak turuncu kablolar) eldiven üzerindeki ilgili dijital pimlere bağlayın.

Adım 5: Kodu Yükleyin

Bir FTDI kablonuz yoksa, Lilypad'i bir Arduino Uno ile programlamanız gerekecektir. Bunun için adımlar bu talimatta özetlenmiştir. Doğru Arduino kart tipini seçtiğinizden emin olun, değiştirmek için Tools/Board/Lilypad Arduino'ya gidin.

Yukarıdaki talimatları izleyerek önce kalibrasyon kodunu yükleyin.

Kalibrasyon kodundaki çıktıyı bu kodun 31. satırına kopyalayın ve ardından yükleyin.

Adım 6: Baud Hızını Yorumlayın

Baud hızının (verilerin seri port üzerinden iletilme hızıdır) programladığımdan iki kat daha büyük olmasıyla ilgili oldukça sinir bozucu bir hata yaşadım. Sorunun bir gösterimi için youtube videoma 2:54 civarında bakın. Ne yazık ki bu, bluetooth kullanmak ve eldiven ile robotik el arasında kablosuz olarak iletişim kurmak olan ilk planımı izlememi engelledi.

Baud hızı sorununu çözemedim ama en iyi tahminim, karttaki osilatörün 8mHz veya 16mHz olduğunu düşünen yazılım donanımı arasında bir uyumsuzluk olduğu. Bunun nedeni, resmi ürün değil, ucuz bir klon kartı satın almam olabilir. Gerçek ürünü kullanırsanız bu sorunu yaşamayabilirsiniz. Bununla birlikte, bu tamamen kendi spekülasyonum ve gerçek sebebi bilen varsa lütfen aşağıdaki yorumlarda bana bildirin.

Geçici düzeltmeler olarak bunun etrafında 2 yol buldum:

• Seri monitörün sol alt kısmındaki düğmeyi kullanarak baud hızını ikiye katlayın. Örneğin, kodda Serial.begin(9600) yazıyorsa; seri monitör çıkışını 19200 olarak değiştirin.
• Kartınız olarak Arduino Lilypad'i seçmek yerine, binerken Arduino Pro'yu seçin. Bunu Arduino IDE'de yapmak için: Tools/Board/Arduino Pro veya Pro Mini'ye gidin, ardından yükleyin.

7. Adım: Tamamlama

Umarım bu öğretici bilgilendirici bulmuşsunuzdur, herhangi bir sorunuz veya öneriniz varsa, lütfen bunları aşağıdaki yorumda bırakın.

Make It Move Yarışması 2017'de Üçüncülük Ödülü