Flex Sensor Glove: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ito ay isang nakakatuwang proyekto na maaaring iakma upang makontrol ang anumang bagay mula sa mga robotic arm hanggang sa virtual reality interface.

Hakbang 1: Mga Materyales at Bahagi

Para sa guwantes:

• Isang murang guwantes sa paghahardin
• Arduino Lilypad
• May hawak ng cell ng baterya ng Lilypad
• Conductive sewing thread
• Normal na thread ng pananahi
• Velostat
• Stick tape
• Super pandikit
• Nababanat
• Limang 4.7Kohm resistors

Para sa braso:

• Limang SG90 servos
• Electrical wire
• PLA o filament ng ABS
• Ninjaflex (o iba pang kakayahang umangkop na filament)
• Linya ng pangingisda
• 5V supply ng kuryente
• Maliit na board ng tinapay (opsyonal ngunit kapaki-pakinabang para sa mga kable ng servos nang kahanay)

Tandaan: kung wala kang kakayahang umangkop na 3D filament ng pag-print posible na gumamit ng ibang robot na braso sa Kamay na Flexy

Hakbang 2: Paggawa ng Flex Sensors

Ang materyal na ginamit ko, velostat, ay isang piezoresistive na materyal. Nangangahulugan ito na ito ay sensitibo sa presyon at kapag pinindot mo, yumuko o deform ito ay magbabago ang paglaban. Ang pag-aari na ito ang gagamitin namin upang sukatin kung magkano ang baluktot ng bawat daliri.

Magsimula sa pamamagitan ng pagputol ng 5 piraso ng velostat, humigit-kumulang na 0.7cm x 8cm, ang eksaktong sukat ay hindi nauugnay dahil interesado kami sa isang husay na pagbabasa ng paglaban at hindi isang dami.

Susunod na ilagay ang 2 mahabang piraso ng sticky tape na nakaharap sa isang patag na ibabaw at gupitin ang dalawang haba ng conductive thread ng pananahi, sasabihin ko na hindi bababa sa 40cm ang haba, palaging mas mahusay na magkaroon ng labis. Opsyonal na mag-apply ng isang maliit na patak ng sobrang pandikit sa malagkit na tape, malapit sa base. Hindi ito kinakailangan ngunit nalaman kong pinipigilan nito ang thread ng pananahi mula sa aksidenteng pagkuha. Kung wala kang kondaktibong thread ng pananahi maaaring posible na gumamit ng manipis na kawad na tanso para sa hakbang na ito tulad ng kawad na mahahanap mo sa mga headphone cable (sinasabi kong "maaaring" dahil hindi ko nasubukan ang ideyang ito).

Itabi ang 2 haba ng thread ng pananahi sa tuktok ng sticky tape kasama ang gitna, na may buntot ng thread ng pananahi na dumidikit sa dulo ng malagkit na tape. Mahalagang pumunta sa halos buong haba ng sticky tape dahil kung hindi mo gagawin ang flex sensor ay mangolekta lamang ng mga pagbabasa malapit sa base ng iyong daliri at hindi ang dulo.

Itabi ang velostat sa tuktok ng isang piraso ng thread ng pananahi na sakop nito ang dulo nito (hindi mo nais na hawakan ang 2 piraso ng thread ng pananahi). Pagkatapos ay iangat ang iba pang piraso ng malagkit na tape papunta sa walang takip na gilid ng velostat, pagpindot nang pababa upang maalis ang mga bula ng hangin. Sa base ng sensor siguraduhin na ang 2 piraso ng thread ng pananahi ay hindi lumilikha ng isang maikling circuit, upang maiwasan ito na lumabas sila ng malagkit na tape sa kabaligtaran (katulad ng isang hugis na "Y" na kantong, tingnan ang larawan).

Putulin ang labis na malagkit na tape ayon sa ninanais. Panghuli sobrang pandikit ng isang maliit na piraso ng nababanat sa dulo ng sensor. Ulitin ito ng 5 beses na pag-aayos ng laki ng bawat sensor upang optimal na magkasya ang iyong daliri.

Hakbang 3: Gawin ang Glove

Magbibigay ako ng isang pangkalahatang ideya ng mga hakbang na personal kong kinuha ngunit kung paano mo ito gagawin ay mag-iiba sa isang kaso ayon sa kaso, higit na nakasalalay sa guwantes na iyong ginagamit.

Ang isang pangunahing puntong hindi ko ma-stress nang sapat ay ang conductive na thread ng pananahi ay HINDI tulad ng normal na hobby wire, walang insulate sheath. Bilang karagdagan dahil ang guwantes ay may kakayahang umangkop at maaaring yumuko sa sarili nito napakadali upang lumikha ng isang maikling circuit, na nagreresulta sa nawasak na mga bahagi at malalaking butas na natunaw sa iyong guwantes.

Kung wala kang kondaktibong thread ng pananahi posible na gumamit ng normal na mga wire at maghinang ng iyong mga koneksyon.

Nagsimula ako sa pamamagitan ng pag-wire ng baterya pack sa guwantes at pagkonekta ng 5V at GND sa Arduino Lilypad. Huwag pa lubusang tahiin ang Lilypad dahil kakailanganin nating yumuko ito pabalik at tahiin sa ilalim nito (tingnan ang mga larawan sa itaas).

Inirerekumenda ko rin ang paglalagay sa ilalim ng Lilypad board na may electrical tape upang maiwasan ang anumang mga maikling circuit.

Susunod na panghinang ang mga dulo ng limang 4.7Kohm resistors sa maliit na mga loop (maaaring kailanganin mong ayusin ang halaga ng paglaban batay sa haba at lapad ng iyong mga velostat strips). Opsyonal: gumamit ng mainit na pandikit upang ilakip ang mga ito sa guwantes, mas mahirap na tahiin ang mga ito kung hindi sila paunang hawak sa posisyon.

Maingat na kumunsulta sa mga larawan sa itaas at circuit diagram bago magpatuloy, mahalagang mapa ang iyong ruta para sa thread ng pananahi bago simulan kung hindi man ay "tahiin mo ang iyong sarili sa isang sulok".

Personal kong sinimulan ang pagtahi mula sa GND sa pack ng baterya hanggang sa 5 resistors at pagkatapos mula sa bawat indibidwal na risistor hanggang sa A0 sa pamamagitan ng mga A4 na pin sa pamamagitan ng pagpunta sa ilalim ng Lilypad board na tinakpan namin ng insulate tape kanina. Kasunod nito superglued ko ang dulo ng unang flex sensor sa hinlalaki na may isang dulo ng thread ng pananahi na pupunta sa 5V at ang kabilang dulo ay pupunta sa A0. Ulitin ito para sa bawat daliri, ngunit sa halip na direktang pumunta sa 5V sa bawat oras (at lumilikha ng isang maze ng mga tahi) tumahi lamang sa nakaraang sensor ng flex.

Upang matiyak na ang bawat isa sa mga sensor ng flex ay mananatili sa ilalim ng pag-igting kapag inilipat mo ang iyong mga daliri na tinahi ang nababanat na ikinabit namin sa flex sensor sa huling hakbang sa mga tip ng daliri sa guwantes. Opsyonal na mag-stitch ng ilang mga loop sa paligid ng flex sensor upang matiyak na mananatili sila sa posisyon habang igagalaw mo ang iyong kamay.

Panghuli solder 5 wires sa digital pin 5 hanggang 9, ang mga ito ay gagamitin sa paglaon upang sabihin sa mga servo kung saan pupunta.

Hakbang 4: Buuin ang Arm

Nag-print ako ng 3D ng arm off ng mga file na ginawang magagamit mula sa gumagamit na Gyrobot sa Thingiverse. Mahahanap mo sila dito.

Kung nais mo maaari mo ring i-print ang 3D ng bisig, ngunit dahil sa mga pagpipigil sa filament gumawa ako ng isang modelo ng mache ng papel ng aking sariling bisig. Gumamit ako ng limang SG90 servos na gaganapin sa isang naka-print na frame na 3D, na konektado sa bawat daliri sa pamamagitan ng linya ng pangingisda. Wire ang lahat ng mga koneksyon sa GND at Vin kahanay sa isang panlabas na mapagkukunan ng kapangyarihan tulad ng isang 5V AC-DC wall transformer.

Ikonekta ang mga pin ng servo input (karaniwang mga orange na wires ayon sa kombensiyon) sa kaukulang mga digital na pin sa guwantes.

Hakbang 5: I-upload ang Code

Maliban kung mayroon kang isang FTDI cable kakailanganin mong i-program ang Lilypad sa pamamagitan ng isang Arduino Uno. Ang mga hakbang para dito ay nakabalangkas sa itinuturo na ito. Tiyaking napili mo ang tamang uri ng board ng Arduino, upang mabago ito, pumunta sa Tools / Board / Lilypad Arduino.

Kasunod sa mga tagubilin sa itaas i-upload muna ang code sa pagkakalibrate.

Kopyahin ang output mula sa code ng pagkakalibrate sa linya 31 ng code na ito, pagkatapos ay i-upload ito.

Hakbang 6: Magkomento sa Baud Rate

Nagkaroon ako ng isang halip nakakabigo na bug sa rate ng baud (na kung saan ay ang bilis kung saan ang data ay naiugnay sa pamamagitan ng serial port) na isang kadahilanan ng dalawang mas malaki kaysa sa na-program ko ito. Tingnan ang aking video sa youtube bandang 2:54 para sa isang pagpapakita ng isyu. Sa kasamaang palad pinigilan ako nito mula sa pagsunod sa aking paunang plano na kung saan ay ang paggamit ng Bluetooth at wireless na makipag-usap sa pagitan ng guwantes at robotic na kamay.

Hindi ko nalutas ang isyu sa baud rate ngunit ang aking pinakamahusay na hulaan ay mayroong isang hindi pagtutugma sa pagitan ng software ng hardware na iniisip ang oscillator sa board ay alinman sa 8mHz o 16mHz. Ito ay maaaring dahil bumili ako ng isang murang clone board at hindi ang opisyal na produkto. Kung gagamitin mo ang totoong produkto baka wala ka ng isyung ito. Gayunpaman ito ay pulos lamang ang aking sariling haka-haka at kung may nakakaalam ng totoong dahilan mangyaring ipaalam sa akin sa mga komento sa ibaba.

Bilang pansamantalang pag-aayos nakita ko ang 2 mga paraan sa paligid nito:

• Doblehin ang baudrate gamit ang pindutan sa ibabang kaliwa ng serial monitor. Halimbawa, kung ang code ay nagsasabing Serial.begin (9600); palitan ang output ng serial monitor sa 19200.
• Sa halip na piliin ang Arduino Lilypad bilang iyong board pumili ng Arduino Pro habang nakasakay ka. Upang gawin ito sa Arduino IDE pumunta: Mga Tool / Board / Arduino Pro o Pro Mini, pagkatapos ay i-upload.

Hakbang 7: Pagkumpleto

Inaasahan kong nahanap mo ang kaalamang ito na nagtuturo, kung mayroon kang anumang mga katanungan o mungkahi mangyaring iwanan sila sa komento sa ibaba.

Ikatlong Gantimpala sa Make It Move Contest 2017