Telepresence Robot: Grunnleggende plattform (del 1): 23 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Av randofo@madeineuphoria på Instagram! Følg mer av forfatteren:

Om: Mitt navn er Randy og jeg er Community Manager i disse delene her. I et tidligere liv hadde jeg grunnlagt og drevet Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. Jeg er også forfatter av … Mer om randofo »

En telepresence -robot er en type robot som kan fjernstyres over internett og fungere som en surrogat for noen andre steder. For eksempel, hvis du er i New York, men vil fysisk samhandle med et team av mennesker i California, kan du ringe til en telepresence-robot i California og få roboten til å være din stand-in. Dette er den første delen av en syv -del instruksjonsserier. I løpet av de neste to instruksjonene skal vi bygge den grunnleggende elektromekaniske robotplattformen. Denne plattformen vil senere bli forbedret med sensorer og ekstra kontrollelektronikk. Denne basen er sentrert rundt en plastboks som både gir struktur og tilbyr intern plass for lagring av elektronikk. Designet bruker to senterhjul festet til kontinuerlige servoer som lar den gå fremover, bakover og svinge på plass. For at den ikke skal tippe fra side til side, inneholder den to metallstolglider. Det hele styres av en Arduino. For å lære mer om temaene som er dekket i denne serien med prosjekter, sjekk ut Robot Class, Electronics Class og Arduino Class.

Trinn 1: Materialer

Siden dette er et todelt prosjekt, har jeg inkludert alle delene i en liste. Delene for andre halvdel vil bli gjentatt i denne leksjonen. Du trenger: (x2) Kontinuerlig rotasjonsserver (x1) Standard servo (x1) Arduino (x1) 4 x AA batteriholder (x1) 2 x AA batteriholder (x6)) AA-batteri (x1) Strømplugg av M-type (x2) Hjul (x1) Plastboks (x1) Selfie-pinne (x1) 1/2 "takplateflens (x1) Kleshenger (x2) 1/4-20 x 7/8 "med 1-1/4" baseglidere (x4) 1/4-20 muttere (x1) Assortert krympeslange (x1) Assorterte glidelåser

Trinn 2: Bor servohornet

Utvid de ytterste hullene på de to servoene med kontinuerlig rotasjon med en 1/8 borekrone.

Trinn 3: Merk og bor

Sentrer servohornet på et av de 3 hjulnavene og merk servoens festehull. Bor disse merkene med et 1/8 'bor. Gjenta for det andre hjulet.

Trinn 4: Fest

Glidelås fest hjulene til de respektive servohornene og klipp av overflødig glidelås.

Trinn 5: Koble til motorene

Ved å bruke motorens monteringshull, binder du de to kontinuerlige servoene godt sammen med ryggen slik at de speiles. Denne konfigurasjonen kan virke enkel, men er faktisk et ganske robust drivverk for roboten.

Trinn 6: Merk hjulåpningene

Vi må kutte to rektangler i midten av lokket for å passere hjulene. Finn midten av tupperware -lokket ved å tegne et X fra hjørne til hjørne. Stedet hvor denne X krysser er midtpunktet. Fra midten måler du 1-1/4 "innover mot en av de lengste kantene og gjør et merke. Speil dette på motsatt side. Mål deretter 1-1/2" opp og ned fra midtmerkene og merk disse målingene som Mål til slutt 1-1/2 "utover mot langsiden fra hver av de indre merkene, og lag tre ytre merker for å utvide ytterkanten av kuttelinjene. Vær oppmerksom på at jeg ikke gadd å markere disse målingene fordi de stilte perfekt opp med trau i lokket for eskekanten. Du bør stå igjen med en oversikt over to 1-1/2 "x 3" esker. Disse vil være for hjulene.

Trinn 7: Skjær åpningene

Ved å bruke merkene som en veiledning, kutter du to 1-1/2 "x 3" rektangulære hjulåpninger ved hjelp av en boksekutter eller lignende blad.

Trinn 8: Merk og bor

Plasser motorenheten i midten av lokket slik at hjulene sitter midt inne i de to rektangulære hullene og ikke berører noen av kantene. Når du er sikker på at du har oppnådd riktig hjulplassering, merker du av på hver side av hver av motorene. Dette vil fungere som borestyr for hull som skal brukes til å feste motorene med lokk med glidelås. Når merkene er gjort, borer du hvert av disse hullene med en 3/16 borekrone.

Trinn 9: Fest drivhjulene

Fest servomotorene godt til lokket med de riktige monteringshullene. Fjern de overflødige glidelåsene. Ved å ha montert motorene i midten av roboten, har vi laget en robust drivenhet. Vår robot vil ikke bare kunne gå fremover og bakover, men også svinge i begge retninger. Faktisk kan roboten ikke bare svinge til venstre eller høyre ved å variere motorens hastigheter mens du kjører, men den kan også svinge på plass. Dette oppnås ved å rotere motorene med samme hastighet i motsatte retninger. På grunn av denne evnen kan roboten navigere i trange rom.

Trinn 10: Forbered glidebryterne

Forbered glidebryterne ved å tre 1/4-20 muttere omtrent halvveis nedover de gjengede tappene. Disse glidebryterne brukes til utjevning av roboten, og må kanskje justeres senere for å la roboten kjøre jevnt uten å tippe.

Trinn 11: Bor og fest glidebrytere

Ca 1-1/2 "innover fra hver av de korte kantene på esken, merk av på midten. Bor gjennom disse merkene med en 1/4" borekrone. Sett gliderne gjennom hullene og fest dem med 1/4 -20 nøtter. Disse brukes for å holde roboten balansert. De skal ikke være så høye at drivhjulene har problemer med å komme i kontakt med overflaten på bakken, og heller ikke så lave at roboten vingler frem og tilbake. Du må sannsynligvis justere høyden på disse når du begynner å se hvordan roboten din fungerer.

Trinn 12: Kretsen

Kretsen er ganske enkel. Den består av to kontinuerlige rotasjonsservoer, en standard servo, en Arduino og en 9V strømforsyning. Den vanskelige delen av denne kretsen er faktisk 9V strømforsyning. I stedet for å være en enkelt batteriholder, er det faktisk en 6V og 3V batteriholder i serie for å lage en 9V. Grunnen til at dette er gjort er at servoene trenger en 6V strømkilde, og Arduino trenger en 9V strømkilde. For å gi strøm til begge deler, kobler vi en ledning til stedet der 6V og 3V forsyningene er loddet sammen. Denne ledningen gir 6V til motorene, mens den røde ledningen som kommer fra 3V -forsyningen, faktisk er 9V -forsyningen som Arduino krever. De deler alle samme grunn. Dette kan virke veldig forvirrende, men hvis du ser nøye ut vil du se at det faktisk er ganske enkelt.

Trinn 13: Strøm- og jordledninger

I vår krets må 6V strømtilkoblingen deles på tre måter og jordforbindelsen må deles på fire måter. For å gjøre dette, lodder vi tre solide kjerne røde ledninger til en enkelt solid kjerne rød ledning. Vi vil også lodde en solid kjerne svart ledning til fire solide kjerne svarte ledninger.

Vi bruker solid kjernetråd fordi de stort sett trenger å koble til servostikkontakter.

For å begynne, kutt det riktige antallet ledninger, og fjern litt isolasjon av den ene enden av hver.

Vri endene på ledningene.

Lodd denne tilkoblingen.

Slutt til slutt et stykke krympeslange over forbindelsen og smelt det på plass for å isolere det.

Du har nå loddet to ledningsnett.

Trinn 14: Koble til ledningsnettet

Lodd sammen den røde ledningen fra 4 X AA batteriholderen, den svarte ledningen fra 2 X AA batteriholderen og den eneste røde ledningen fra strømledningen. Isoler denne forbindelsen med krympeslange. Dette vil fungere som 6V strømtilkobling for servoene. Deretter lodder du den svarte ledningen fra 4 X AA batteriholderen til den eneste svarte ledningen fra jordledningsnettet. Isoler dette med krympeslange også. Dette vil gi en jordforbindelse for hele kretsen.

Trinn 15: Fest strømkontakten

Vri beskyttelsesdekselet fra pluggen og skyv dekselet på en av de svarte ledningene fra ledningsnettet slik at det kan vrides igjen senere. Lodd den svarte ledningen til pluggens ytre terminal. rød solid kjerneledning til midtkontakten på pluggen. Vri dekselet tilbake på pluggen for å isolere tilkoblingene.

Trinn 16: Gjør 9V -tilkoblingen

Lodd den andre enden av den røde kabelen som er festet til strømkontakten til den røde ledningen fra batteripakken, og isoler den med krympeslange.

Trinn 17: Monter batteriholderne

Plasser batteriholderne på den ene siden av bokslokket, og merk monteringshullene ved hjelp av en permanent markør. Bor disse merkene med en 1/8 borekrone. Fest til slutt batteriholderne til lokket med 4-40 flatskruer og nøtter.

Trinn 18: Programmer Arduino

Følgende Arduino -testkode lar roboten kjøre fremover, bakover, venstre og høyre. Den er bare designet for å kontrollere funksjonaliteten til de kontinuerlige servomotorene. Vi vil fortsette å endre og utvide denne koden etter hvert som roboten utvikler seg.

/*

Telepresence Robot - Drivhjulstestkodekode som tester fremover, bakover, høyre og venstre funksjonalitet til telepresence robotbasen. */ // Inkluder servobiblioteket #include // Fortell Arduino at det er kontinuerlige servoer Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Fest de kontinuerlige servoene til pinne 6 og 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Start de kontinuerlige servoene i en stoppet posisjon // hvis de fortsetter å spinne litt, // endre disse tallene til de stopper ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Velg et tilfeldig tall mellom 0 og 3 int range = random (4); // Bytter rutiner basert på det tilfeldige nummeret som nettopp ble valgt (område) {// Hvis 0 er valgt, sving til høyre og pause for et annet tilfelle 0: høyre (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); gå i stykker; // Hvis 1 er valgt, sving til venstre og pause for andre sak 1: venstre (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); gå i stykker; // Hvis 2 er valgt, gå videre og pause for et annet tilfelle 2: forward (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); gå i stykker; // Hvis 3 er valgt, gå bakover og pause for et annet tilfelle 3: backward (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); gå i stykker; } // Pause for et millisekund for stabilitet i kodeforsinkelsen (1); } // Funksjon for å slutte å kjøre tomrom stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Funksjon for å drive fremover tomrom fremover () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Funksjon for å kjøre bakover tomrom bakover () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Funksjon for å drive høyre tomrom høyre () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Funksjon for å kjøre venstre tomrom venstre () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Trinn 19: Fest Arduino

Plasser Arduino hvor som helst, på bunnen av esken. Merk begge Arduino -monteringshullene og merk et nytt merke like utenfor kanten av brettet ved siden av hvert monteringshull. I utgangspunktet lager du to hull for å knytte Arduino -brettet til plastboksen. Bor alle disse merkene. Bruk hullene til å feste Arduino med innsiden av esken. Som vanlig, klipp bort overflødig glidelås.

Trinn 20: Koble til ledningene

Nå er det på tide å endelig koble alt sammen. Koble de 6V røde ledningene til servomotorens kontakt som tilsvarer den røde ledningen. Koble jordledningene til den tilsvarende sorte ledningskontakten. Koble en 6 grønn solid kjerneledning til kontakten som Koble den andre enden av en av de grønne ledningene til Pin 6, og den andre til pin 7. Til slutt kobler du 9v strømkontakten til Arduino's fat jack.

Trinn 21: Sett inn batterier

Sett inn batteriene i batteriholderne. Husk at hjulene begynner å snurre når du gjør dette.

Trinn 22: Fest lokket

Sett på lokket og fest det. Du bør nå ha en veldig enkel robotplattform som går foran, bak, til venstre og høyre. Vi kommer til å utvide dette ytterligere i de neste timene.

Trinn 23: Feilsøking

Hvis det ikke fungerer, må du sjekke ledningene mot skjemaet. Hvis det fortsatt ikke fungerer, last opp koden på nytt. Hvis ikke dette får det til å fungere, må du kontrollere om det grønne lyset på Arduino er på. Hvis det ikke er det, får du nye batterier. Hvis det stort sett fungerer, men ikke stopper helt mellom bevegelsene, må du justere trimmen. Med andre ord er nullpunktet på motoren ikke konfigurert perfekt, så det vil aldri være en nøytral posisjon som vil stoppe den. For å fikse dette, finleder du den lille skrueterminalen på baksiden av servoen og justerer den forsiktig til motoren slutter å snurre (mens den er i pause). Dette kan ta et øyeblikk å bli helt perfekt. I den neste instruksen i serien vil vi feste en servojusterbar telefonholder.