Telepresence-robot: basisplatform (deel 1) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Door randofo@madeineuphoria op Instagram!Volg meer van de auteur:

Over: Mijn naam is Randy en ik ben een Community Manager in deze delen. In een vorig leven had ik de Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center opgericht en geleid. Ik ben ook de auteur van… Meer over randofo »

Een telepresence-robot is een soort robot die op afstand via internet kan worden bestuurd en als surrogaat voor iemand ergens anders kan fungeren. Als u bijvoorbeeld in New York bent, maar fysiek contact wilt hebben met een team mensen in Californië, kunt u een telepresence-robot in Californië inschakelen en de robot uw stand-in laten zijn. Dit is het eerste deel van een zeven -deel instructables serie. In de volgende twee instructables zullen we het basis elektromechanische robotplatform bouwen. Dit platform wordt later uitgebreid met sensoren en extra besturingselektronica. Deze basis is gecentreerd rond een plastic doos die zowel structuur geeft als interne ruimte biedt voor het opbergen van elektronica. Het ontwerp maakt gebruik van twee centrale aandrijfwielen die zijn bevestigd aan doorlopende servo's, waardoor het vooruit, achteruit en op zijn plaats kan draaien. Om te voorkomen dat hij zijdelings kantelt, bevat hij twee metalen stoelglijders. Het geheel wordt bestuurd door een Arduino. Voor meer informatie over de onderwerpen die in deze reeks projecten worden behandeld, bekijk de Robot Class, Electronics Class en Arduino Class.

Stap 1: Materialen

Omdat dit een project in twee delen is, heb ik alle onderdelen in één lijst opgenomen. De onderdelen voor de tweede helft zullen in die les worden herhaald. Je hebt nodig: (x2) Continue rotatie-servo's (x1) Standaard servo (x1) Arduino (x1) 4 x AA-batterijhouder (x1) 2 x AA-batterijhouder (x6) AA-batterij (x1) M-type stekker (x2) Zwenkwielen (x1) Kunststof doos (x1) Selfiestick (x1) 1/2" flens voor plafondplaat (x1) Metalen kleerhanger (x2) 1/4-20 x 7/8" bij 1-1/4" basisschuivers(x4) 1/4-20 moeren(x1) Diverse krimpkous(x1) Diverse kabelbinders

Stap 2: Boor de servohoorn

Verbreed de buitenste gaten van de twee continu draaiende servo's met een 1/8 boor.

Stap 3: Markeer en boor

Centreer de servohoorn op een van de 3 wielnaven en markeer de bevestigingsgaten van de servo. Boor deze markeringen met een boor van 1/8'. Herhaal dit voor het tweede wiel.

Stap 4: Bevestigen

Sluit de wielen met een ritssluiting aan de respectieve servohoorns en knip eventuele overtollige ritssluitingen weg.

Stap 5: Sluit de motoren aan

Gebruik de montagegaten van de motor om de twee doorlopende servo's stevig aan elkaar te binden, rug aan rug, zodat ze gespiegeld zijn. Deze configuratie lijkt misschien eenvoudig, maar is in feite een vrij robuuste aandrijflijn voor de robot.

Stap 6: Markeer de wielopeningen

We moeten twee rechthoeken in het midden van het deksel snijden om de wielen door te laten. Zoek het midden van het tupperware deksel door een X van hoek naar hoek te tekenen. De plaats waar deze X snijdt is het middelpunt. Meet vanuit het midden 1-1 / 4 "naar binnen in de richting van een van de langste randen en maak een markering. Spiegel dit aan de andere kant. Meet vervolgens 1-1/2" op en neer vanaf de middelste markeringen en markeer deze metingen als meet ten slotte 1-1 / 2 "naar buiten toe naar de lange rand vanaf elk van de binnenmarkeringen en maak drie buitenste markeringen om de buitenrand van de snijlijnen te dilineeren. Houd er rekening mee dat ik niet de moeite nam om deze metingen te markeren omdat ze zijn perfect uitgelijnd met de trog in het deksel voor de rand van de doos. Je zou een omtrek moeten hebben van twee 1-1 / 2 "x 3" dozen. Deze zullen voor de wielen zijn.

Stap 7: Snijd de openingen

Gebruik de markeringen als richtlijn en snijd twee 1-1/2" x 3" rechthoekige wielopeningen met een stanleymes of soortgelijk mes.

Stap 8: Markeer en boor

Plaats de motorconstructie in het midden van het deksel zodat de wielen in het midden van de twee rechthoekige gaten zitten en geen van de randen raken. Zodra u zeker weet dat u de juiste wielpositionering hebt bereikt, maakt u een markering aan elke kant van elk van de motoren. Dit zal dienen als boorgeleiders voor gaten die zullen worden gebruikt om de motoren aan het deksel te binden. Nadat de markeringen zijn gemaakt, boort u elk van deze gaten met een boor van 3/16.

Stap 9: Bevestig de aandrijfwielen

Maak de servomotoren stevig vast aan het deksel met behulp van de juiste montagegaten. Knip de overtollige staarten van de ritssluiting weg. Door de motoren in het midden van de robot te hebben gemonteerd, hebben we een robuuste aandrijfeenheid gecreëerd. Onze robot zal niet alleen vooruit en achteruit kunnen gaan, maar ook in beide richtingen kunnen draaien. In feite kan de robot niet alleen naar links of rechts zwenken door de snelheden van de motoren tijdens het rijden te variëren, maar hij kan ook op zijn plaats draaien. Dit wordt bereikt door de motoren met dezelfde snelheid in tegengestelde richtingen te laten draaien. Dankzij deze mogelijkheid kan de robot door krappe ruimtes navigeren.

Stap 10: Bereid de schuifregelaars voor

Bereid de schuiven voor door 1/4-20 moeren ongeveer halverwege de draadeinden in te draaien. Deze schuiven worden gebruikt om de robot waterpas te stellen en moeten mogelijk later worden afgesteld om de robot soepel te laten rijden zonder te kantelen.

Stap 11: boor en bevestig schuifregelaars

Ongeveer 1-1 / 2 "naar binnen vanaf elk van de korte randen van de doos, maak een markering in het midden. Boor door deze markeringen met een 1/4" boor. Steek de schuifregelaars door de gaten en zet ze vast met 1/4 " -20 moeren. Deze worden gebruikt om de robot in balans te houden. Ze mogen niet zo hoog zijn dat de aandrijfwielen moeite hebben om contact te maken met het grondoppervlak, en ook niet zo laag dat de robot heen en weer wiebelt. U zult waarschijnlijk de hoogte hiervan moeten aanpassen als u begint te zien hoe uw robot werkt.

Stap 12: Het circuit

De schakeling is vrij eenvoudig. Het bestaat uit twee continu draaiende servo's, een standaard servo, een Arduino en een 9V-voeding. Het enige lastige onderdeel van dit circuit is eigenlijk de 9V-voeding. In plaats van één enkele batterijhouder, is het eigenlijk een 6V- en 3V-batterijhouder in serie om een 9V-batterijhouder te creëren. De reden dat dit wordt gedaan, is dat de servo's een 6V-voedingsbron nodig hebben en de Arduino een 9V-voedingsbron. Om beide van stroom te voorzien, verbinden we een draad met de plek waar de 6V- en 3V-voedingen aan elkaar zijn gesoldeerd. Deze draad levert 6V aan de motoren, terwijl de rode draad die van de 3V-voeding komt, in feite de 9V-voeding is die de Arduino nodig heeft. Ze delen allemaal hetzelfde terrein. Dit lijkt misschien erg verwarrend, maar als je goed kijkt, zul je zien dat het eigenlijk vrij eenvoudig is.

Stap 13: Stroom- en aardingsdraden

In ons circuit moet de 6V-stroomaansluiting op drie manieren worden gesplitst en moet de aardingsverbinding op vier manieren worden gesplitst. Om dit te doen, zullen we drie massieve rode draden solderen aan een enkele solide rode draad. We zullen ook een solide zwarte kerndraad tot vier zwarte draden met vaste kern.

We gebruiken massieve kerndraad omdat ze grotendeels op servo-aansluitingen moeten worden aangesloten.

Knip om te beginnen het juiste aantal draden af en strip een klein beetje isolatie van het ene uiteinde van elk.

Draai de uiteinden van de draden samen.

Soldeer deze verbinding.

Schuif tot slot een stuk krimpkous over de verbinding en smelt het op zijn plaats om het te isoleren.

Je hebt nu twee kabelbomen gesoldeerd.

Stap 14: De kabelboom aansluiten

Soldeer de rode draad van de 4 X AA-batterijhouder, de zwarte draad van de 2 X AA-batterijhouder en de enkele rode draad van de voedingskabelboom aan elkaar. Isoleer deze aansluiting met krimpkous. Dit zal dienen als de 6V-stroomaansluiting voor de servo's. Soldeer vervolgens de zwarte draad van de 4 X AA-batterijhouder aan de enkele zwarte draad van de aardingskabelboom. Isoleer deze ook met krimpkous. Dit zorgt voor een aardverbinding voor het hele circuit.

Stap 15: Bevestig de stekker

Draai het beschermkapje van de stekker uit elkaar en schuif het kapje op een van de zwarte draden van de kabelboom zodat deze er later weer op kan worden gedraaid. Soldeer de zwarte draad aan de buitenste klem van de stekker. Soldeer een 6 rode draad met vaste kern naar de middelste aansluiting van de stekker. Draai het deksel terug op de stekker om uw verbindingen te isoleren.

Stap 16: Maak de 9V-verbinding

Soldeer het andere uiteinde van de rode kabel die aan de stekker is bevestigd aan de rode draad van het batterijpakket en isoleer deze met een krimpkous.

Stap 17: Monteer de batterijhouders

Plaats de batterijhouders aan één kant van het deksel van de doos en markeer hun montagegaten met een permanente marker. Boor deze markeringen met een boor van 1/8 . Bevestig de batterijhouders ten slotte aan het deksel met 4-40 platkopbouten en noten.

Stap 18: Programmeer de Arduino

Met de volgende Arduino-testcode kan de robot vooruit, achteruit, links en rechts rijden. Het is alleen bedoeld om de functionaliteit van de continue servomotoren te controleren. We zullen deze code blijven aanpassen en uitbreiden naarmate de robot vordert.

/*

Telepresence-robot - aandrijfwieltestcode Code die de functionaliteit voor vooruit, achteruit, rechts en links van de telepresence-robotbasis test. */ // Voeg de servobibliotheek toe #include // Vertel de Arduino dat er continue servo's zijn Servo ContinuousServo1; Servo ContinuServo2; void setup() {// Bevestig de continue servo's aan pinnen 6 en 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach(7); // Start de continue servo's in een gepauzeerde positie // als ze een beetje blijven draaien, // verander deze nummers totdat ze ContinuousServo1.write(94) stoppen; ContinuousServo2.write (94); } void loop() { // Kies een willekeurig getal tussen 0 en 3 int range = random(4); // Schakelt routines om op basis van het zojuist geselecteerde willekeurige nummer switch (bereik) { // Als 0 is geselecteerd, draai je naar rechts en pauzeer je voor een tweede geval 0: right (); vertraging (500); stopRijden(); vertraging (1000); pauze; //Als 1 is geselecteerd, ga dan naar links en pauzeer voor een tweede geval 1: left(); vertraging (500); stopRijden(); vertraging (1000); pauze; //Als 2 is geselecteerd, ga vooruit en pauzeer voor een tweede geval 2: forward(); vertraging (500); stopRijden(); vertraging (1000); pauze; //Als 3 is geselecteerd, ga achteruit en pauzeer voor een tweede geval 3: backward(); vertraging (500); stopRijden(); vertraging (1000); pauze; } // Pauzeer een milliseconde voor stabiliteit van de codevertraging (1); } // Functie om te stoppen met rijden void stopDriving() {ContinuousServo1.write(94); ContinuousServo2.write (94); } // Functie om vooruit te rijden void forward () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write(104); } // Functie om achteruit leegte achteruit te rijden () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write(84); } // Functie om rechts void rechts te rijden () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write(104); } // Functie om left void left(){ContinuousServo1.write(84); ContinuousServo2.write(84); }

Stap 19: Bevestig de Arduino

Plaats de Arduino overal, op de bodem van de doos. Markeer beide montagegaten van de Arduino en maak nog een markering net buiten de rand van het bord naast elk van de montagegaten. Kortom, je maakt twee gaten om het Arduino-bord aan de plastic doos te binden. Boor al deze markeringen. Gebruik de gaten om de Arduino aan de binnenkant van de doos te binden. Knip zoals gewoonlijk overtollige ritssluitingen weg.

Stap 20: Sluit de draden aan

Nu is het tijd om eindelijk alles met elkaar te verbinden. Steek de 6 V rode draden in de aansluiting van de servomotor die overeenkomt met de rode draad. Steek de aardingsdraden in de corresponderende zwarte draadaansluiting. uitgelijnd met de witte draad. Sluit het andere uiteinde van een van de groene draden aan op pin 6 en de andere op pin 7. Sluit ten slotte de 9v-stekker aan op de vataansluiting van de Arduino.

Stap 21: Batterijen plaatsen

Plaats de batterijen in de batterijhouders. Houd er rekening mee dat de wielen gaan draaien wanneer u dit doet.

Stap 22: Maak het deksel vast

Doe het deksel erop en sluit het. Je zou nu een heel eenvoudig robotplatform moeten hebben dat naar voren, naar achteren, naar links en naar rechts gaat. We zullen hier in de komende lessen verder op ingaan.

Stap 23: Problemen oplossen

Als het niet werkt, controleer dan uw bedrading aan de hand van het schema. Als het nog steeds niet werkt, uploadt u de code opnieuw. Als het zelfs hierdoor niet werkt, controleer dan of het groene lampje op de Arduino brandt. Als dit niet het geval is, koop dan nieuwe batterijen. Als het meestal werkt, maar niet volledig tot stilstand komt tussen bewegingen, moet u de trim aanpassen. Met andere woorden, het nulpunt op de motor is niet perfect geconfigureerd, dus er zal nooit een neutrale positie zijn die deze zal pauzeren. Om dit op te lossen, verfijnt u de kleine schroefaansluiting aan de achterkant van de servo en past u deze heel voorzichtig aan totdat de motor stopt met draaien (in de gepauzeerde toestand). Dit kan even duren om gewoon perfect te worden. In de volgende instructable in de serie zullen we een servo-verstelbare telefoonhouder bevestigen.