כפפת חיישן גמיש: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

זהו פרויקט מהנה שניתן להתאים אותו לשלוט בכל דבר, החל מזרועות רובוטיות ועד ממשקי מציאות מדומה.

שלב 1: חומרים וחלקים

לכפפה:

• כפפת גינון זולה
• Arduino Lilypad
• מחזיק תא סוללות Lilypad
• חוט תפירה מוליך
• חוט תפירה רגיל
• Velostat
• סרט דביק
• דבק מגע
• אֵלַסטִי
• חמישה נגדי 4.7 קוהם

לזרוע:

• חמישה סרוו SG90
• חוט חשמלי
• נימה PLA או ABS
• Ninjaflex (או נימה גמישה אחרת)
• חוט דיג
• ספק כוח 5V
• לוח לחם קטן (אופציונלי אך שימושי לחיווט הסרווס במקביל)

הערה: אם אין לך נימה להדפסה תלת -ממדית גמישה אפשר להשתמש בזרוע רובוטית אחרת לכף היד Flexy

שלב 2: יצירת חיישני הגמישות

החומר שהשתמשתי בו, velostat, הוא חומר פיזורסטיבי. המשמעות היא שהוא רגיש ללחץ וכאשר אתה לוחץ, מתכופף או מעוות אותו ההתנגדות תשתנה. זהו המאפיין שנשתמש בו כדי למדוד כמה כל אצבע מתכופפת.

התחל בחיתוך 5 רצועות של velostat, בערך 0.7 ס"מ על 8 ס"מ, המידות המדויקות אינן רלוונטיות מכיוון שאנו מעוניינים בקריאה איכותית של ההתנגדות ולא כמותית.

במקום הבא מניחים 2 חתיכות סרט דביק ארוכות עם הפנים כלפי מעלה על משטח שטוח וחותכים שני אורכים של חוט תפירה מוליך, הייתי אומר שאורכו לפחות 40 ס"מ, תמיד עדיף שיהיה עודף. אופציונלי למרוח טיפה קטנה של דבק סופר על הסרט הדביק, ליד הבסיס. זה לא נדרש אבל גיליתי שזה מונע מחוט התפירה להישלף בטעות. אם אין לך חוט תפירה מוליך יתכן שניתן להשתמש בחוט נחושת דק לשלב זה כמו החוט שאתה מוצא בכבלי אוזניות (אני אומר "אולי" מכיוון שלא בדקתי את הרעיון הזה).

הניחו את 2 אורכי חוט התפירה על גבי הסרט הדביק לאורך המרכז, כאשר זנב חוט התפירה מבצבץ בקצה הסרט הדביק. חשוב ללכת כמעט לכל אורך הקלטת הדביקה מכיוון שאם לא תעשה זאת, חיישן הגמישות יאסוף רק קריאות ליד בסיס האצבע ולא את הקצה.

הניחו את הוולוסטט על גבי חוט אחד של חוט תפירה כך שהוא יכסה את קצהו (אתם לא רוצים שתי חתיכות חוט התפירה ייגעו). לאחר מכן הרם את פיסת הקלטת השנייה אל הצד הלא מכוסה של הוולוסט, ולחץ חזק כלפי מטה כדי להסיר בועות אוויר. בבסיס החיישן וודא כי 2 חתיכות חוט התפירה אינן יוצרות קצר חשמלי, כדי למנוע זאת, יש לצאת מהקלטת הדביקה בצדדים מנוגדים (בדומה לצומת בצורת "Y", ראה תמונה).

חתוך את הסרט הדביק העודף כרצונך. לבסוף הדבק סופר חתיכת גומי קטנה בקצה החיישן. חזור על הפעולה 5 פעמים והתאם את הגודל של כל חיישן כך שיתאים לאצבע שלך בצורה מיטבית.

שלב 3: הכינו את הכפפה

אני אתן סקירה כללית של הצעדים שעשיתי באופן אישי, אך אופן הפעולה שלך ישתנה בהתאם לכל מקרה לגופו, תלוי במידה רבה בכפפה שבה אתה משתמש.

נקודת מפתח אחת שאני לא יכול להדגיש מספיק היא שחוט תפירה מוליך אינו דומה לחוט תחביב רגיל, אין מעטה מבודד. בנוסף מכיוון שהכפפה גמישה ויכולה להתכופף לעצמה קל מאוד ליצור קצר, וכתוצאה מכך רכיבים נהרסים וחורים גדולים נמסים בכפפה שלך.

אם אין לך חוט תפירה מוליך אפשר להשתמש בחוטים רגילים ולהלחם את החיבורים שלך.

התחלתי בחיווט חבילת הסוללה לכפפה וחיבור 5V ו- GND למקלדת Arduino. אין לתפור עדיין את הליפייד במלואו מכיוון שנצטרך לכופף אותו לאחור ולתפור מתחתיו (ראו תמונות למעלה).

כמו כן, הייתי ממליץ לרפד את החלק התחתון של לוח הליפייד בעזרת סרט חשמלי למניעת קצר.

הבא הלחמה הקצוות של חמישה נגדי 4.7 קוהם ללולאות קטנות (ייתכן שיהיה עליך להתאים את ערך ההתנגדות בהתבסס על אורך ורוחב רצועות הוולוסט שלך). אופציונלי: השתמש בדבק חם כדי להצמיד אותם לכפפה, קשה יותר לתפור אותם אם הם לא מוחזקים במקומם.

עיין בעיון בתמונות ובתרשים המעגלים לפני שתמשיך, חשוב למפות את המסלול שלך עבור חוט התפירה לפני שתתחיל אחרת "תתפור את עצמך לפינה".

באופן אישי התחלתי לתפור מ- GND על מארז הסוללות ל -5 הנגדים ולאחר מכן מכל נגד בודד לפיני A0 עד סיכות A4 על ידי כניסה מתחת ללוח הליפייד שכיסינו בעזרת סרט בידוד קודם לכן. בעקבות זאת הדבקתי את קצה חיישן הגמישות הראשון לאגודל כאשר קצה אחד של חוט התפירה עובר 5V והקצה השני הולך ל- A0. חזור על פעולה זו עבור כל אצבע, אך במקום לעבור ישירות ל -5V בכל פעם (וליצור מבוך של תפרים) פשוט תפור לחיישן הגמישות הקודם.

כדי להבטיח שכל אחד מחיישני הגמישות יישאר במתח כאשר תזיז את האצבעות תפר את הגומי שהצמדנו לחיישן הגמישות בשלב האחרון לקצות האצבעות בכפפה. אופציונלי לתפור כמה לולאות סביב חיישן הגמיש כדי להבטיח שהם נשארים במקומם תוך כדי הזזת היד.

לבסוף הלחמה 5 חוטים לפינים דיגיטליים 5 עד 9, אלה ישמשו מאוחר יותר כדי לספר לשרווסים לאן ללכת.

שלב 4: בנה את הזרוע

הדפסתי תלת מימד את הזרוע מקבצים שהועמדו לרשות המשתמש Gyrobot ב- Thingiverse. אתה יכול למצוא אותם כאן.

אם תרצה תוכל להדפיס גם זרוע תלת -ממדית, אך עקב מגבלות נימה הכנתי דגם מעיסת נייר מזרוע משלי. השתמשתי בחמישה סרוו SG90 המוחזקים במסגרת מודפסת תלת מימד, המחוברים לכל אצבע באמצעות חוט דיג. חברו את כל חיבורי GND ו- Vin במקביל למקור חשמל חיצוני כגון שנאי קיר AC-DC 5V.

חבר את סיכות הכניסה של סרוו (בדרך כלל את החוטים הכתומים לפי הסכמה) לפינים הדיגיטליים המתאימים בכפפה.

שלב 5: העלה את הקוד

אלא אם כן יש לך כבל FTDI, יהיה עליך לתכנת את לוח המקשים באמצעות Uno Arduino. השלבים לכך מתוארים במדריך זה. ודא שבחרת את סוג הלוח הנכון של Arduino, כדי לשנות אותו עבור אל Tools/Board/Lilypad Arduino.

בהתאם להוראות לעיל, העלה קודם את קוד הכיול.

העתק את הפלט מקוד הכיול לשורה 31 בקוד זה ולאחר מכן העלה אותו.

שלב 6: הגיבו על קצב השידור

היה לי באג די מתסכל, כאשר קצב השידור (המהירות שבה מתקשרים נתונים דרך היציאה הסדרתית) היה גורם גדול בשניים ממה שתכננתי אותו. צפה בסרטון היוטיוב שלי בסביבות 2:54 להדגמה של הבעיה. לרוע המזל זה מנע ממני לעקוב אחר התוכנית הראשונית שלי, שהייתה להשתמש ב- Bluetooth ולתקשר באופן אלחוטי בין הכפפה ליד הרובוטית.

לא הצלחתי לפתור את בעיית קצב השידור אך הניחוש הטוב ביותר שלי הוא שיש חוסר התאמה בין חומרת התוכנה וחושב שהמתנד בלוח הוא 8mHz או 16mHz. זה יכול להיות בגלל שרכשתי לוח שיבוט זול ולא המוצר הרשמי. אם אתה משתמש במוצר האמיתי ייתכן שאין לך בעיה זו. אף על פי כן זו רק ספקולציה משלי ואם מישהו יודע מה הסיבה האמיתית אנא יידע אותי בתגובות למטה.

כתיקונים זמניים מצאתי 2 דרכים לעקוף זאת:

• הכפל את קצב העומס באמצעות הלחצן בפינה השמאלית התחתונה של הצג הסדרתי. לדוגמה, אם הקוד אומר Serial.begin (9600); שנה את פלט הצג הטורי ל- 19200.
• במקום לבחור את Lilypad של Arduino כלוח שלך, בחר ב- Arduino Pro כפי שאתה עולה. כדי לעשות זאת ב- Arduino IDE עבור: כלים/לוח/Arduino Pro או Pro Mini, ולאחר מכן העלה.

שלב 7: השלמה

אני מקווה שמצאת מידע אינפורמטיבי זה, אם יש לך שאלות או הצעות, אנא השאר אותן בתגובות למטה.

פרס שלישי בתחרות Make it Move 2017