Kinokontrol ng Boses na Kamay ng Robot: 8 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang itinuturo na ito ay nagpapaliwanag kung paano bumuo ng isang kamay na robotic na kinokontrol ng boses gamit ang isang Arduino Uno R3, isang HC-06 Bluetooth module, at limang mga stepping motor. [1]

Ang mga utos ng boses ng Bluetooth ay ipinapadala mula sa iyong Android cell-phone sa Arduino Uno R3 interpreter na kumokontrol sa kamay.

Ginamit ang MIT AppInventor 2 upang isulat ang Android app na gumagamit ng lakas ng Google-Speech-To-Text. [2]

Ang kamay, na ginawa mula sa haba ng 20mm x 3mm aluminium extrusion at isang wire coat-hanger, ay itinayo upang subukan ang ilang mga ideya. Ang mga diskarte sa pagtatayo at code ay maaaring maging interesado sa iba.

Kasama sa mga tampok ang:

• Simpleng gawin
• Indibidwal na paggalaw ng daliri
• Mga paggalaw ng daliri ng pangkat
• Programmable na mga hugis ng kamay para sa iba't ibang mga gawain
• Magaan na timbang
• Ang bawat daliri ay pinatatakbo ng cable …
• Ang mga gawa sa ilalim ng tubig ay kinakailangan na kinakailangan (walang mga motor na maikli)

Hindi kasama ang iyong cell-phone, ang tinatayang gastos upang maitayo ang proyektong ito ay mas mababa sa $ 100

Mga imahe

Ipinapakita ng larawan 1 ang mekanikal na kamay.

Ipinapakita ng Larawan 2 ang kamay na nakakabit sa motor-pagpupulong.

Ipinapakita ng Larawan 3 ang Bluetooth (cell-phone) na voice controller

Ang Larawan 4 ay isang pagbaril sa screen na nagpapakita ng isang karaniwang diyalogo

Ipinapakita ng video ang pagkilos na kinokontrol ng boses sa pagkilos

Mga tala

[1]

Ang mga tumatakbong motor ay mula sa mga nakaraang proyekto. Ang mga motor ng servo ay dapat na gumana nang pantay na may kaunting mga pagbabago sa code.

[2]

Ang MIT AppInventor 2 ay malayang magagamit mula sa

Ang VTT.apk app (Voice To Text) at ang VTT.aia code para sa proyektong ito ay ipinakita sa itinuro na ito kung nais mong iakma ito.

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi

Ang mga sumusunod na bahagi ay nakuha mula sa

• 1 lang ang Arduino UNO R3 na may USB Cable
• 1 lamang ang Prototype PCB Breadboard para sa Arduino UNO R3
• 1 lamang HC-06 Bluetooth Module
• 5 lamang 17HS3430 Nema17 12 volt Stepper Motors
• 5 lamang ang Big Easy Driver v1.2 A4988 Stepper Motor Driver Boards
• 5 lamang GT2 20 ngipin Aluminium Timing Pulley Bore 5mm Lapad 6mm na may Screw
• 5 lamang ang GT2 Idler Pulley Bore 4mm na may Bearing para sa GT2 Timing belt Lapad 6mm 20Teeth
• 5 lamang GT2 Closed Loop Timing Belt Rubber 6mm 160mm
• 1 lamang pkt 120pcs 10cm lalaki hanggang lalaki + lalaki hanggang babae at babae hanggang babae na jumper wire Dupont cable para sa Arduino diy kit

Ang mga sumusunod na bahagi ay nakuha nang lokal:

• 1 lamang ang haba 20mm x 3mm aluminyo pagpilit
• 1 lamang 120mm x 120mm na piraso ng scrap aluminyo
• 1 lamang 200mm x 100mm x 6mm komposisyon board (para sa extension ng kamay at pulso)
• 1 lamang 500mm x 500mm x 6mm komposisyon board (para sa base-plate)
• 1 lamang ang haba ng haba (tinatayang 520mm) scrap 18mm x 65mm timber (para sa mga base-plate na binti)
• 1 tanging wire-hanger (tinatayang diameter 2.4mm)
• 1 lang ang haba ng kurtina-wire
• 1 lang ang kurtina
• 1 linya lamang ng 30lb nylon fishing line
• 1 lamang ang haba ng sumbrero-nababanat
• 1 lang ang pkt cable ties
• 1 lamang 1200 ohm 1/8 watt risistor
• 1 lamang 2200 ohm 1/8 watt risistor
• 1 lang 1N5408 3 amp power diode
• 1 lang ang switch ng SPST (solong poste na solong itapon)
• 1 lang 2-pin PCB terminal block
• 15 lamang ang M3 x 9mm na sinulid na mga naylon stand-off
• 30 lamang M3 x 5mm bolts (para sa mga naylon stand-off)
• 30 lamang M3 x 10mm bolts (para sa mga daliri at motor mount)
• 2 lamang M4 x 15mm bolts (para sa extension ng pulso)
• 5 lamang M4 x 30mm bolts (para sa mga pulley na walang ginagawa)
• 17 lamang ang M4 na mani (para sa mga idler pulley)
• 12 lamang mga kahoy na turnilyo (para sa mga base sa plate na plate)

Ang tinatayang gastos ng mga bahaging ito ay mas mababa sa $ 100

Hakbang 2: Diagram ng Circuit

Ang circuit diagram para sa kamay ng robot ay ipinapakita sa larawan 1

Ang katugmang motor / Bluetooth na kalasag ay ipinapakita sa larawan 2

Ang Big Easy Drivers ay ipinapakita sa larawan 3.

Sinusuportahan ng mga Controller ng Big Easy Driver motor na mga kable ng daisy-chain

Mga Kable ng Motor

Maaaring kailanganin upang baligtarin ang dalawang gitnang mga wire mula sa bawat 17HS3430 Nema17 12 volt stepper motors habang inaasahan ng Big Easy Driver v1.2 A4988 stepper motor driver boards na ang mga wires mula sa bawat isa sa mga coil-windings ay magiging katabi.

Upang makamit ito kinakailangan upang palitan ang dalawang gitnang mga wire mula sa bawat motor (larawan 4).

Ang default na pagkakasunud-sunod ng kulay para sa mga cable na 17HS3430 (para sa aking mga motor) ay pula, asul, berde, itim. Ang pagkakasunod-sunod ng kulay kasunod sa pagbabago ay pula, berde, asul, itim.

Ang pula, berde na paikot-ikot ay konektado sa mga "A" na mga terminal ng Big Easy Driver.

Ang asul, itim na paikot-ikot ay nakakabit sa mga terminal ng "B" ng Big Easy Driver.

Malaking Madaling Kasalukuyang Mga Limitasyon

Ang kasalukuyang-limit sa bawat isa sa mga Big Easy Drivers ay dapat itakda sa 400mA (milli-amperes).

Upang makamit ito:

1. Patayin ang kuryente [1]
2. I-unplug ang iyong Arduino
3. I-unplug ang bawat kable ng motor
4. Lumiko ang bawat isa sa mga kasalukuyang potensyal na limitasyon sa A4988 Big Easy Driver Boards na ganap na sa buong oras
5. Mag-apply ng 12 volts sa Big Easy Drivers … dapat kang makakuha ng isang kasalukuyang pagbabasa sa pagitan ng 90mA at 100mA. Ito ang kasalukuyang iginuhit ng mga LED.
6. Patayin ang supply ng 12 volt [1]
7. I-plug ang motor na "Thumb", maglapat ng kuryente, at ayusin ang kasalukuyang supply sa 490mA
8. Patayin ang supply ng 12 volt [1]
9. I-unplug ang Thumb motor.
10. Ulitin ang mga hakbang 6, 7, 8, 9 para sa bawat natitirang mga motor

I-plug ang lahat ng mga kable ng motor sa kani-kanilang mga kinokontrol.

Ang kabuuang kasalukuyang supply ay magiging higit sa 2 amps kapag inilapat ang lakas

Tandaan

[1]

HINDI kailanman plug, o i-unplug, isang stepping motor na may inilapat na kuryente. Ang inductive "sipa" (boltahe spike) ay malamang na makapinsala sa mga nagkokontrol.

Hakbang 3: Kamay… Konsepto

Ang aking unang kamay ng robot, na inilarawan sa https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/, ay may maraming maliliit na bahagi at gumagamit ng duct-tape para sa mga kasukasuan.

Ang kahaliling kamay na ito ay mas masungit, may mas kaunting mga bahagi, at mas madaling gawin.

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas ang pangunahing konsepto … kung aalisin mo ang gitnang bolt mula sa isang pantograpo ang "magkasanib" ay may minimum na 90 degree na pag-ikot [1]

Tandaan

[1]

Nilayon kong gamitin ang pantograph-arm sa aking actuator plotter https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… ngunit pinabayaan ang ideya dahil may labis na hindi ginustong paggalaw dahil sa maraming bilang ng mga kasukasuan.

Hakbang 4: Kamay… Prototype

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas kung paano malilikha ang isang "daliri" mula sa isang haba ng extrusion ng aluminyo at isang wire-hanger.

Ang pinagsamang ay may isang maayos na aksyon at napakahusay na matatag.

Hindi kinakailangan ang mga nut at bolts … isang solder blob sa bawat wire-end ang nakakatiyak sa kanila sa lugar.

Hakbang 5: Kamay… Konstruksiyon

Ilang mga tool ang kinakailangan upang magawa ang kamay na ito … isang hack-saw lamang, ilang drills, at isang file.

Hakbang 1

• Subaybayan ang isang balangkas ng iyong kamay sa papel. (larawan 1)
• Markahan ang iyong "knuckle-line" at pangunahing "joint ng daliri"
• Huwag pansinin ang iyong mga tip sa daliri … hindi nila normal na yumuko iyon … sapat ang isang bevel. Kung kinakailangan ng kaunting liko na maaaring idagdag sa paglaon.

Hakbang 2

• Gupitin ang mga seksyon ng haba ng daliri mula sa extrusion ng aluminyo (larawan 2)
• Mag-drill ng apat na butas ng diameter ng coat-hanger … isa sa bawat sulok ng extrusion ng aluminyo. (larawan 4)
• Mag-drill ng isang mas maliit na butas ng diameter sa likod ng bawat isa sa mga unang butas. Ginagamit ito para sa nababanat na sumbrero at mga tendon ng nylon. (larawan 4)
• Gupitin ang haba ng kawad mula sa coat-hanger at yumuko ang bawat dulo ng 90 degree
• Tumawid sa mga wire kapag sumali sa mga seksyon ng daliri ng aluminyo. Ang mga wire ay ipinasok mula sa magkabilang panig.
• I-secure ang mga wire sa pamamagitan ng paglalapat ng solder sa bawat wire-end. Huwag mag-alala tungkol sa solder na dumidikit sa aluminyo … hindi ito.
• Alisin ang anumang solder flux mula sa mga kasukasuan gamit ang mineral turpentine (o katulad) pagkatapos ay maglapat ng isang patak ng langis ng makina ng pananahi. I-blot ang anumang labis na langis gamit ang isang twalya.

Hakbang 3

• Ikabit ang bawat daliri sa kahoy na hugis-kamay gamit ang "L" na may hugis na mga bracket ng aluminyo na naka-istilong mula sa isang scrap ng sheet na aluminyo.
• I-file ang mga backstops tulad na ang mga daliri ay tuwid kapag ganap na pinahaba. (larawan 4)

Hakbang 4

Ikabit ang hinlalaki (larawan 2). Mukhang kumplikado ang hinlalaki na bracket ngunit simpleng isang "L" na hugis na piraso ng sheet-aluminyo na pinutol sa isang anggulo. Ang 90-degree na liko ay pagkatapos ay i-cut at ang mga dulo ay splayed out

Hakbang 5

• Itali ang isang piraso ng sumbrero-nababanat sa pagitan ng natitirang mga nangungunang butas (larawan 4).
• Ayusin ang pag-igting hanggang sa palawakin lamang ng mga daliri.

Hakbang 6

• Ikabit ang mga tendon ng naylon (linya ng pangingisda) sa mga butas ng ibabang daliri.
• Ipasa ang bawat litid ng naylon bagaman ang mga butas ng 2mm na diameter ay drill sa isang (hubog) na piraso ng kahoy. Ang mga butas na ito ay kumikilos tulad ng mga mata sa kurtina. (larawan 2)

Hakbang 7:

Ginagamit ang isang kurtina-mata para sa pagbabago ng direksyon ng nylon thumb-tendon. Ang kurtina-mata ay naka-screwed sa isang M3 na sinulid na naylon stand-off na matatagpuan sa kabilang panig ng kamay

Hakbang 6: Software… Android

Ipinapakita ng Larawan 1 ang MIT AppInventor 2 na "Disenyo" na screen para sa aking application na VTT (Voice-To-Text).

Ipinapakita ng Larawan 2 ang "Mga Bloke" na ginamit sa application na ito.

Ang mga larawan 3, at 4 ay ang maliit na graphics ng-p.webp

Pagbasa ng code

• Ang nangungunang dalawang kaliwang "bloke" ay kumonekta sa iyong telepono sa Arduino kapag pinindot mo ang pindutang "Bluetooth".
• Ang gitnang dalawang kaliwang "bloke" ay ipadala ang iyong utos ng boses sa arduino kapag pinindot mo ang pindutang "mikropono". Ang teksto ay nilikha gamit ang Google Speech_To_Text.
• Ang lahat ng mga utos ng boses ay lilitaw bilang teksto sa itaas ng icon na "mikropono".
• Sa ilalim ng dalawang kaliwang "bloke" ilipat ang teksto na ito sa pindutang "pasadya" kung nais mong ulitin ang isang utos kapag sumusubok.
• Ang mas mababang dalawang kanang bloke ng kamay ay nagpapadala ng mga salitang "bukas" at "malapit" sa kamay. Akala ko magiging kapaki-pakinabang ang mga ito kapag sumusubok.
• Ang nangungunang tatlong kanang-block na "bloke" ay kumokontrol sa tiyempo.

VTT.apk

Ang nakalakip na VTT.apk file ay ang aktwal na application ng Android phone.

Upang mai-install ang VTT.apk:

• Kopyahin ang VTT.apk sa iyong telepono (o i-email ito sa iyong sarili bilang isang kalakip)
• Baguhin ang mga setting ng iyong telepono upang payagan ang mga third party na app na mai-install
• Mag-download ng isang apk installer mula sa
• Patakbuhin ang installer.

VTT.aia

Ang isang kahaliling pamamaraan ng pag-install ng code ay upang:

• lumikha ng isang MIT AppInventor account
• I-download at i-install ang MIT AppInventor 2 mula sa
• Mag-download at mag-install ng "MIT AI2 Companion" mula sa https://play.google.com/store sa iyong telepono.
• Gayahin ang Larawan 1 sa iyong screen na "Disenyo"
• Kopyahin ang mga bloke na ipinakita sa larawan 2
• Patakbuhin ang "MIT AI2 Kasamang" sa iyong telepono
• I-click ang “Build | App (magbigay ng QR code para sa.apk)”
• I-click ang opsyon na QR sa iyong telepono kapag lumitaw ang QR code
• Sundin ang mga senyas.

Hakbang 7: Arduino Software

Mga Tagubilin sa Pag-install

I-download ang nakalakip na file na "VTT_voice_to_text_7.ino"

Kopyahin ang mga nilalaman ng file sa isang bagong sketch ng Arduino at i-save.

I-upload ang sketch sa iyong Arduino.

Mga Tala ng Disenyo

Ang wikang Ingles ay lubhang kumplikado.

Kadalasan maraming mga paraan ng pagsasabi ng parehong bagay. Sa mga sumusunod na halimbawa ang "kamay" at mga daliri "ay may parehong kahulugan:

• "Buksan ang iyong kamay" ………………………………………… ay tumutukoy sa iyong kamay
• "Buksan ang iyong mga daliri" ……………………………………… ay tumutukoy sa iyong kamay

Ngunit ang mga keyword ay maaari ding magkaroon ng magkakaibang kahulugan:

• "Buksan ang iyong mga daliri" ………………………………….. ay tumutukoy sa iyong kamay
• "Buksan ang iyong index at gitnang mga daliri" ………… ay tumutukoy sa mga tiyak na daliri

Ang mga makahulugang utos ay nangangailangan ng hindi bababa sa dalawang mga keyword. Ang mga sumusunod na utos ay hindi nagreresulta sa isang pagkilos ng kamay dahil mayroon lamang silang isang keyword:

• “Buksan” ………………………………………………….. isang keyword na “bukas” [1]
• "Bigyan mo ako ng isang kamay" ……………………………………. Isang keyword na "kamay"
• "Bigyan mo ako ng isang spanner" ………………………………… isang keyword na "kamay"

Upang mabigyang kahulugan ang mga utos na ito ay pinagsama ko ang mga keyword na may magkatulad na kahulugan tulad ng sumusunod:

• Maramihang mga daliri: "kamay", "mga daliri", "bukas", "malapit", "bitawan" [1]
• Mga tukoy na daliri: "hinlalaki", "index", "gitna", "singsing", "maliit"
• Buksan ang mga daliri: "buksan", "itaas", "palawigin", "bitawan" [1]
• Isara ang mga daliri: "close", "lower" [1]
• Mga Gawain: "dalhin", "hawakan", "pumili", "demo", "i-calibrate"

Ang bawat pangkat ng keyword ay naiugnay sa isang "watawat". Upang mabigyan ng kahulugan ang natural na pagsasalita isang flag o flag-group ay nai-trigger tuwing may napansin na keyword. Kailangan lamang tingnan ng interpreter ng pagsasalita ang mga kumbinasyon ng watawat upang magawa ang mga kinakailangang aksyon.

Recursion

Ang recursion ay nangyayari kapag ang isang utos ay tumawag sa sarili nito isa o higit pang beses.

Ipagpalagay natin na ang ilan sa iyong mga daliri ay pinahaba at ang ilan ay sarado. Ipagpalagay din natin na nais mong mapalawak ang iyong hinlalaki at sarado ang iyong mga daliri tulad ng kapag may dala ka.

Paraan 1

Ang sumusunod na dalawang mga utos ng boses ay makakamtan ito:

• "Buksan mo ang iyong kamay"
• "Isara ang iyong gitnang singsing sa gitna at maliit na mga daliri"

Paraan 2

Sa halip na maglabas ng dalawang magkakahiwalay na utos maaari kang lumikha ng isang "dalhin ()" na gawain:

Dalhin mo ito para sa akin

Pinapagana ng utos na ito ang pagpapaandar na "magdala ()" na kung saan ay naglalabas ng:

• proseso ("buksan ang iyong kamay");
• proseso ("isara ang iyong singsing sa gitna ng index at maliliit na mga daliri")

Pinapayagan ng recursive action na ito na malikha ang mga kumplikadong mga hugis ng kamay.

Tandaan

[1]

Para sa kaginhawaan ay na-program ko ang interpreter upang tanggapin ang "bukas", isara, at "palabasin" bilang mga solong salita na utos.

Hakbang 8: Buod

Ipinapakita ng itinuturo na ito kung paano maaaring itayo ang isang kamay ng robot mula sa isang maikling haba ng extrusion ng aluminyo at isang wire-hanger.

Ang kamay ay itinayo upang subukan ang ilang mga ideya. Ang mga earplug ay nakakabit sa mga daliri-tip upang mapabuti ang mahigpit na pagkakahawak.

Kasama sa mga tampok ang:

• Simpleng gawin
• Ang bawat daliri ay pinatatakbo ng cable.
• Indibidwal na paggalaw ng daliri
• Mga paggalaw ng daliri ng pangkat
• Programmable na mga hugis ng kamay para sa iba't ibang mga gawain
• Mura
• Magaan na timbang
• Ang mga gawa sa ilalim ng tubig ay kinakailangan na kinakailangan (walang mga motor na maikli)

Ang bawat daliri ay pinatatakbo ng cable. Ang linya ng pangingisda na naylon ay ginagamit para sa mga litid na ang bawat isa ay pinakain sa pamamagitan ng isang haba ng kakayahang umangkop na kurtina.

Ang larawan 2 sa seksyon ng Intro ay nagpapakita ng dalawang mga kable … isa na may 2 litid … ang isa ay may tatlo. Ito ay okay kung ang baluktot na radius ay malaki kung hindi man ang mga daliri ay may posibilidad na dumikit kapag ang mga cable ay baluktot. Napagtagumpayan ito sa pamamagitan ng paggamit ng limang magkakahiwalay na mga kable sa video

Habang gumagana ang linya ng pangingisda ng nylon ay may gawi na umunat. Ang bakas na pangingisda na hindi kinakalawang na asero ay magiging isang mas mahusay na pagpipilian … Mayroon akong isang rol sa order.

Ang mga actuator ay ginawa mula sa mga stepping motor at walang katapusang sinturon. Ang mga litid ay nakakabit sa mga drive-belt sa pamamagitan ng mga cable-ties.

Ang proyektong ito ay dapat na gumana nang pantay na rin sa mga servo motor. Kakailanganin ang mga pagbabago sa maliit na code kung pipiliin mong gumamit ng mga servo.

Ang mga utos ng boses ng Bluetooth ay ipinapadala sa iyong Arduino mula sa isang Android cell-phone app.

Ang code para sa cell-phone app ay binuo gamit ang MIT AppInventor 2 at nai-publish sa itinuturo na ito.

Ang interpreter ng boses ng Arduino ay lubos na maaasahan. Ang code, na kasama sa itinuturo na ito, ay maaaring magamit sa ibang mga proyekto.

Hindi kasama ang iyong cell-phone, ang tinatayang gastos upang maitayo ang proyektong ito ay mas mababa sa $ 100

Mag-click dito upang matingnan ang aking iba pang mga itinuturo.