Telepresence Robot: Grundlæggende platform (del 1): 23 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Af randofo@madeineuphoria på Instagram! Følg mere af forfatteren:

Om: Mit navn er Randy, og jeg er Community Manager i disse her dele. I et tidligere liv havde jeg grundlagt og drevet Instructables Design Studio (RIP) @ Autodesk's Pier 9 Technology Center. Jeg er også forfatter til… Mere om randofo »

En telepresence -robot er en type robot, der kan fjernstyres over internettet og fungere som en surrogat for en anden et andet sted. Hvis du f.eks. Er i New York, men fysisk vil interagere med et team af mennesker i Californien, kan du ringe ind i en telepresence-robot i Californien og få robotten til at være din stand-in. Dette er den første del af en syv -del instruerbare serier. I løbet af de næste to instruktører bygger vi den grundlæggende elektromekaniske robotplatform. Denne platform vil senere blive forbedret med sensorer og ekstra kontrolelektronik. Denne base er centreret omkring en plastkasse, der både giver struktur og tilbyder intern plads til opbevaring af elektronik. Designet bruger to midterhjul, der er fastgjort til kontinuerlige servoer, som gør det muligt at gå fremad, bagud og dreje på plads. For at forhindre, at den vælter fra side til side, indeholder den to metal stolglider. Det hele styres af en Arduino. For at lære mere om emnerne i denne serie af projekter, tjek Robot Class, Electronics Class og Arduino Class.

Trin 1: Materialer

Da dette er et todelt projekt, har jeg inkluderet alle delene i en liste. Dele til anden halvdel vil blive gentaget i den lektion. Du skal bruge: (x2) Kontinuerlig rotation servoer (x1) Standard servo (x1) Arduino (x1) 4 x AA batteri holder (x1) 2 x AA batteri holder (x6) AA-batteri (x1) M-type strømstik (x2) Hjul (x1) Plastkasse (x1) Selfie-stick (x1) 1/2 "loftspladeflange (x1) Metalbøjle (x2) 1/4-20 x 7/8 "med 1-1/4" bundskyder (x4) 1/4-20 møtrikker (x1) Assorteret krympeslange (x1) Assorterede lynlåse

Trin 2: Bor servohornet

Udvid de yderste huller i de to kontinuerlige rotationsservoer med et 1/8 bor.

Trin 3: Markér og bor

Centrer servohornet på et af de 3 hjulnav, og markér servoens fastgørelseshuller. Bor disse mærker med en 1/8 'bor. Gentag for det andet hjul.

Trin 4: Vedhæft

Lynlås binde hjulene til de respektive servohorn og trimme eventuelle overskydende lynlåshaler væk.

Trin 5: Tilslut motorerne

Brug motorens monteringshuller til at fastgøre de to kontinuerlige servoer med en fast lynlås, så de spejles. Denne konfiguration kan virke enkel, men er faktisk en ganske robust drivlinje til robotten.

Trin 6: Markér hjulåbningerne

Vi skal skære to rektangler i midten af låget for at føre hjulene igennem. Find midten af tupperware -låget ved at tegne et X fra hjørne til hjørne. Stedet, hvor dette X krydser, er centrum. Fra midten måles 1-1/4 "indad mod en af de længste kanter og gør et mærke. Spejl dette på den modsatte side. Næste mål 1-1/2" op og ned fra midtermærkerne og markér disse mål som Mål til sidst 1-1/2 "udad mod den lange kant fra hver af de indre mærker, og lav tre ydre mærker for at udvide yderkanten af snitlinjerne. Bemærk, at jeg ikke gad at markere disse målinger, fordi de stillede sig perfekt op med renden i låget til boksekanten. Du skal have en kontur af to 1-1/2 "x 3" kasser. Disse vil være til hjulene.

Trin 7: Skær åbningerne

Brug markeringerne som en vejledning til at skære to 1-1/2 "x 3" rektangulære hjulåbninger ved hjælp af en kassefræser eller lignende klinge.

Trin 8: Markér og bor

Placer motorenheden i midten af låget, så hjulene sidder centreret inde i de to rektangulære huller og ikke rører nogen af kanterne. Når du er sikker på, at du har opnået korrekt hjulplacering, skal du markere på hver side af hver af motorerne. Dette vil tjene som borestyr for huller, der vil blive brugt til at lynlåse motorerne til låget. Når mærkerne er lavet, skal du bore hvert af disse huller med en 3/16 bor.

Trin 9: Fastgør drivhjulene

Fastgør servomotorerne fast til låget ved hjælp af de passende monteringshuller. Trim de overskydende lynlåsehaler væk. Ved at have monteret motorerne i midten af robotten har vi skabt en robust drivaggregat. Vores robot vil ikke kun være i stand til at gå frem og tilbage, men også vende i begge retninger. Faktisk kan robotten ikke kun svinge til venstre eller højre ved at afvige motorernes hastigheder under kørsel, men den kan også dreje på plads. Dette opnås ved at rotere motorerne med samme hastighed i modsatte retninger. På grund af denne evne kan robotten navigere i trange rum.

Trin 10: Forbered skyderne

Forbered skyderne ved at gevind 1/4-20 møtrikker omkring halvvejs ned ad gevindskruerne. Disse skydere bruges til at udjævne robotten og skal muligvis justeres senere, så robotten kan køre jævnt uden at vippe.

Trin 11: Bor og fastgør skyderne

Ca. 1-1/2 "indad fra hver af boksens korte kanter, markér på midten. Bor igennem disse mærker med en 1/4" bor. Sæt gliderne gennem hullerne og fastgør dem med 1/4 -20 nødder. Disse bruges til at holde robotten i balance. De bør ikke være så høje, at drivhjulene har problemer med at komme i kontakt med overfladen af jorden, og heller ikke så lave, at robotten svinger frem og tilbage. Du bliver sandsynligvis nødt til at justere højden på disse, når du begynder at se, hvordan din robot fungerer.

Trin 12: Kredsløbet

Kredsløbet er ret simpelt. Det består af to kontinuerlige rotation servoer, en standard servo, en Arduino og en 9V strømforsyning. Den ene vanskelige del af dette kredsløb er faktisk 9V strømforsyningen. I stedet for at være en enkelt batteriholder, er det faktisk en 6V og 3V batteriholder i serie for at oprette en 9V. Grunden til at dette gøres er, at servoerne har brug for en 6V strømkilde, og Arduino har brug for en 9V strømkilde. For at levere strøm til begge, tilslutter vi en ledning til det sted, hvor 6V og 3V forsyningerne er loddet sammen. Denne ledning vil levere 6V til motorerne, mens den røde ledning, der kommer ud af 3V -forsyningen, faktisk er den 9V -forsyning, Arduino kræver. De deler alle den samme grund. Dette kan virke meget forvirrende, men hvis du kigger godt efter, vil du se, at det faktisk er ret enkelt.

Trin 13: Strøm- og jordledninger

I vores kredsløb skal 6V -strømforbindelsen opdeles på tre måder, og jordforbindelsen skal opdeles på fire måder. For at gøre dette vil vi lodde tre røde røde ledninger til en enkelt rød rød ledning. Vi vil også lodde et solidt kerne sort ledning til fire solide kerne sorte tråde.

Vi bruger solid kernetråd, fordi de stort set skal tilsluttes servostik.

Til at begynde med skal du klippe det passende antal ledninger og fjerne en lille smule isolering af den ene ende af hver.

Vrid enderne af ledningerne sammen.

Lod denne forbindelse.

Slutt endelig et stykke krympeslange over forbindelsen og smelt det på plads for at isolere det.

Du har nu loddet to ledningsnet.

Trin 14: Tilslutning af ledningsnettet

Lod den røde ledning fra 4 X AA batteriholderen sammen, den sorte ledning fra 2 X AA batteriholderen og den eneste røde ledning fra strømledningen. Isoler denne forbindelse med krympeslange. Dette vil tjene som 6V strømforbindelse til servoerne. Derefter loddes den sorte ledning fra 4 x AA batteriholderen til den eneste sorte ledning fra jordledningen. Isoler dette også med krympeslange. Dette vil give en jordforbindelse til hele kredsløbet.

Trin 15: Sæt netstikket i

Vrid beskyttelsesdækslet fra stikket, og skub dækslet på en af de sorte ledninger fra ledningsnettet, så det senere kan vrides tilbage. Lod den sorte ledning til stikket på ydersiden. Lod en 6 rød solid kernetråd til stikket i midten. Vrid låget tilbage på stikket for at isolere dine forbindelser.

Trin 16: Lav 9V -forbindelsen

Lod den anden ende af det røde kabel, der er fastgjort til strømstikket, til den røde ledning fra batteriet, og isoler det med krympeslange.

Trin 17: Monter batteriholderne

Placer batteriholderne på den ene side af kasselåget, og markér deres monteringshuller ved hjælp af en permanent markør. Bor disse mærker med en 1/8 borekrone. Til sidst fastgør du batteriholderne til låget ved hjælp af 4-40 fladebolte og nødder.

Trin 18: Programmer Arduino

Den følgende Arduino -testkode giver robotten mulighed for at køre fremad, baglæns, venstre og højre. Det er kun designet til at kontrollere funktionaliteten af de kontinuerlige servomotorer. Vi vil fortsætte med at ændre og udvide denne kode, efterhånden som robotten skrider frem.

/*

Telepresence Robot - Drivhjulstestkodekode, der tester fremad, bagud, højre og venstre funktionalitet af telepresence robotbasen. */ // Inkluder servobiblioteket #include // Fortæl Arduinoen, at der er kontinuerlige servoer Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Fastgør de kontinuerlige servoer til ben 6 og 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Start de kontinuerlige servoer i en standset position // hvis de fortsætter med at dreje let, // ændre disse tal, indtil de stopper ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Vælg et tilfældigt tal mellem 0 og 3 int interval = random (4); // Skifter rutiner baseret på det tilfældige tal, der lige er valgt switch (område) {// Hvis 0 er valgt, drej til højre og sæt pause i et andet tilfælde 0: højre (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); pause; // Hvis 1 er valgt, drej til venstre og hold pause for et andet tilfælde 1: venstre (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); pause; // Hvis 2 er valgt, skal du gå frem og pause for et andet tilfælde 2: forward (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); pause; // Hvis 3 er valgt, gå baglæns og pause for et andet tilfælde 3: baglæns (); forsinkelse (500); stopDriving (); forsinkelse (1000); pause; } // Pause i et millisekund for stabilitet af kodeforsinkelsen (1); } // Funktion til at stoppe med at køre tomrum stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Funktion til at drive fremad tomrum frem () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Funktion til at køre baglæns tomrum tilbage () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Funktion til at drive højre void right () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Funktion til at køre venstre tomrum venstre () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Trin 19: Sæt Arduino på

Placer Arduino hvor som helst, på bunden af æsken. Marker begge Arduino's monteringshuller og sæt et andet mærke lige uden for brættets kant ved siden af hvert af monteringshullerne. Grundlæggende laver du to huller til lynlåsning af Arduino -brættet til plastkassen. Bor alle disse mærker. Brug hullerne til at binde Arduino til indersiden af kassen. Som sædvanligt skal du fjerne eventuelle overskydende lynlåshaler.

Trin 20: Tilslut ledningerne

Nu er det tid til endelig at forbinde alt sammen. Sæt de 6V røde ledninger i servomotorens stik, der svarer til dens røde ledning. Sæt jordledningerne i den tilsvarende sorte ledning. Tilslut en 6 grøn solid kerneledning til stikkontakten, der flugter med den hvide ledning. Tilslut den anden ende af den ene af de grønne ledninger til Pin 6, og den anden til pin 7. Tilslut til sidst 9v -strømstikket til Arduino's tønde -stik.

Trin 21: Indsæt batterier

Sæt batterierne i batteriholderne. Husk, at hjulene begynder at snurre, når du gør dette.

Trin 22: Fastgør låget

Læg låget på, og luk det. Du skal nu have en meget enkel robotplatform, der går foran, bagud, til venstre og højre. Vi vil udvide yderligere om dette i de kommende lektioner.

Trin 23: Fejlfinding

Hvis det ikke virker, skal du kontrollere din ledning i forhold til skematisk. Hvis det stadig ikke virker, skal du uploade koden igen. Hvis selv dette ikke får det til at fungere, skal du kontrollere, om det grønne lys på Arduino er tændt. Hvis det ikke er det, skal du skaffe nye batterier. Hvis det for det meste virker, men ikke stopper fuldstændigt mellem bevægelser, skal du justere trimmen. Med andre ord er nulpunktet på motoren ikke konfigureret perfekt, så der vil aldrig være en neutral position, der stopper den. For at løse dette skal du finjustere den lille skrueterminal på bagsiden af servoen og meget forsigtigt justere den, indtil motoren holder op med at dreje (mens den er i standset). Dette kan tage et øjeblik at blive perfekt. I den næste instruktør i serien vil vi vedhæfte en servojusterbar telefonholder.