قفاز الاستشعار المرن: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

هذا مشروع ممتع يمكن تكييفه للتحكم في أي شيء من الأسلحة الآلية إلى واجهات الواقع الافتراضي.

الخطوة 1: المواد والأجزاء

للقفاز:

• قفاز بستاني رخيص
• اردوينو ليليباد
• حامل خلية بطارية Lilypad
• خيط الخياطة موصل
• خيط خياطة عادي
• فيلوستات
• شريط لاصق
• صمغ ممتاز
• المرن
• خمسة مقاومات 4.7Kohm

للذراع:

• خمس خدمات SG90
• سلك كهربائي
• خيوط جيش التحرير الشعبى الصينى أو ABS
• Ninjaflex (أو خيوط مرنة أخرى)
• حدود الصيد للسمك
• 5V امدادات الطاقة
• لوح خبز صغير (اختياري ولكنه مفيد لتوصيل الماكينات بالتوازي)

ملحوظة: إذا لم يكن لديك خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد مرنة ، فمن الممكن استخدام ذراع آلية مختلفة لليد المرنة

الخطوة الثانية: عمل Flex Sensors

المادة التي استخدمتها ، Velostat ، هي مادة مقاومة للضغط. هذا يعني أنها حساسة للضغط وعند الضغط عليها أو ثنيها أو تشويهها ستتغير المقاومة. هذه هي الخاصية التي سنستخدمها لقياس مدى ثني كل إصبع.

ابدأ بقطع 5 شرائح من الفيلوستات ، حوالي 0.7 سم × 8 سم ، الأبعاد الدقيقة غير ذات صلة لأننا مهتمون بقراءة نوعية للمقاومة وليس قراءة كمية.

بعد ذلك ، ضع قطعتين طويلتين من الشريط اللاصق متجهًا لأعلى على سطح مستوٍ وقم بقطع طولين من خيوط الخياطة الموصلة ، أود أن أقول بطول 40 سم على الأقل ، فمن الأفضل دائمًا أن يكون لديك فائض. اختياريًا ، ضع قطرة صغيرة من الغراء الفائق على الشريط اللاصق بالقرب من القاعدة. هذا ليس مطلوبًا ولكني وجدت أنه يمنع خيط الخياطة من الانسحاب عن طريق الخطأ. إذا لم يكن لديك خيط خياطة موصل ، فقد يكون من الممكن استخدام سلك نحاسي رفيع لهذه الخطوة مثل السلك الذي تجده في كبلات سماعات الرأس (أقول "ربما" لأنني لم أختبر هذه الفكرة).

ضع طولين من خيط الخياطة أعلى الشريط اللاصق على طول المنتصف ، مع خروج ذيل خيط الخياطة من نهاية الشريط اللاصق. من المهم الانتقال إلى الطول الكامل للشريط اللاصق تقريبًا لأنه إذا لم تقم بذلك ، فسيقوم المستشعر المرن بجمع القراءات بالقرب من قاعدة إصبعك فقط وليس الطرف.

ضع القطيفة فوق قطعة واحدة من خيط الخياطة بحيث تغطي نهايتها (لا تريد أن تلامس قطعتا خيط الخياطة). ثم ارفع القطعة الأخرى من الشريط اللاصق على الجانب المكشوف من القطيفة ، واضغط بشدة لإزالة فقاعات الهواء. في قاعدة المستشعر ، تأكد من أن قطعتين من خيط الخياطة لا تخلقان دائرة قصر ، لمنع ذلك من إخراجهما من الشريط اللاصق على الجانبين المتقابلين (على غرار الوصلة على شكل "Y" ، انظر الصورة).

قم بقص الشريط اللاصق الزائد حسب الرغبة. أخيرًا ، الصق قطعة صغيرة من المطاط في نهاية المستشعر. كرر هذا 5 مرات مع ضبط حجم كل مستشعر ليناسب إصبعك على النحو الأمثل.

الخطوة 3: اصنع القفاز

سأقدم نظرة عامة على الخطوات التي اتخذتها شخصيًا ، لكن كيفية القيام بذلك ستختلف على أساس كل حالة على حدة ، ويعتمد ذلك إلى حد كبير على القفاز الذي تستخدمه.

إحدى النقاط الرئيسية التي لا يمكنني التأكيد عليها بما فيه الكفاية هي أن خيط الخياطة الموصّل ليس مثل سلك هواية عادي ، ولا يوجد غمد عازل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن القفاز مرن ويمكنه الانحناء مرة أخرى على نفسه ، فمن السهل جدًا إنشاء دائرة كهربائية قصيرة ، مما يؤدي إلى تدمير المكونات والثقوب الكبيرة في القفاز.

إذا لم يكن لديك خيط خياطة موصل ، فمن الممكن استخدام أسلاك عادية ولحام وصلاتك.

لقد بدأت بتوصيل مجموعة البطارية بالقفاز وربط 5V و GND بلوحة Arduino Lilypad. لا تقم بخياطة Lilypad بالكامل حتى الآن حيث سنحتاج إلى ثنيها للخلف والخياطة تحتها (انظر الصور أعلاه).

أوصي أيضًا بتبطين الجانب السفلي من لوحة Lilypad بشريط كهربائي لمنع أي دوائر قصيرة.

بعد ذلك ، قم بتلحيم أطراف خمسة مقاومات 4.7Kohm في حلقات صغيرة (قد تحتاج إلى ضبط قيمة المقاومة بناءً على طول وعرض أشرطة الفيلوستات الخاصة بك). اختياري: استخدم الغراء الساخن لتثبيتها بالقفاز ، فمن الأصعب خياطتها إذا لم يتم تثبيتها في موضعها في البداية.

استشر الصور أعلاه ومخطط الدائرة بعناية قبل المتابعة ، من المهم أن تحدد مسارك لخيط الخياطة قبل البدء وإلا فسوف "تخيط نفسك في الزاوية".

أنا شخصياً بدأت الخياطة من GND على حزمة البطارية إلى 5 مقاومات ثم من كل مقاوم فردي إلى دبابيس A0 من خلال A4 بالذهاب أسفل لوحة Lilypad التي قمنا بتغطيتها بشريط عازل سابقًا. بعد ذلك ، قمت بلصق نهاية المستشعر المرن الأول بالإبهام مع انتقال أحد طرفي خيط الخياطة إلى 5 فولت والطرف الآخر إلى A0. كرر هذا لكل إصبع ، ولكن بدلاً من الانتقال مباشرة إلى 5 فولت في كل مرة (وإنشاء متاهة من الغرز) فقط قم بخياطة المستشعر المرن السابق.

لضمان بقاء كل من المستشعرات المرنة تحت الشد عند تحريك أصابعك ، قم بربط الشريط المطاطي الذي ربطناه بجهاز الاستشعار المرن في الخطوة الأخيرة بأطراف الأصابع الموجودة على القفاز. اختياريًا ، قم بخياطة بعض الحلقات حول المستشعر المرن للتأكد من بقائها في موضعها أثناء تحريك يدك.

أخيرًا ، قم بتوصيل 5 أسلاك إلى المسامير الرقمية من 5 إلى 9 ، وسيتم استخدامها لاحقًا لإخبار الماكينات إلى أين تذهب.

الخطوة 4: بناء الذراع

لقد قمت بطباعة ملفات الذراع ثلاثية الأبعاد التي تم توفيرها من المستخدم Gyrobot على Thingiverse. تستطيع ايجادهم هنا.

إذا كنت تريد ، يمكنك طباعة الساعد ثلاثي الأبعاد أيضًا ، ولكن نظرًا لقيود الخيوط ، فقد صنعت نموذجًا للورق من الساعد. لقد استخدمت خمس أجهزة من نوع SG90 مثبتة في إطار مطبوع ثلاثي الأبعاد ، ومتصلة بكل إصبع بواسطة خط الصيد. قم بتوصيل جميع توصيلات GND و Vin بالتوازي مع مصدر طاقة خارجي مثل محول الجدار 5V AC-DC.

قم بتوصيل دبابيس إدخال المؤازرة (عادةً الأسلاك البرتقالية بالاتفاقية) بالدبابيس الرقمية المقابلة على القفاز.

الخطوة 5: قم بتحميل الكود

ما لم يكن لديك كابل FTDI ، ستحتاج إلى برمجة Lilypad عبر Arduino Uno. تم توضيح خطوات هذا في هذا الدليل. تأكد من تحديد نوع لوحة Arduino الصحيح ، لتغييره انتقل إلى Tools / Board / Lilypad Arduino.

باتباع الإرشادات أعلاه ، قم بتحميل كود المعايرة أولاً.

انسخ الإخراج من كود المعايرة إلى السطر 31 من هذا الرمز ، ثم قم بتحميله.

الخطوة 6: قم بالتعليق على معدل الباود

كان لدي خطأ محبط إلى حد ما مع معدل البث بالباود (وهي السرعة التي يتم بها توصيل البيانات عبر المنفذ التسلسلي) كونه عاملاً أكبر بمقدار ضعف ما برمجته ليكون. شاهد فيديو youtube الخاص بي في حوالي الساعة 2:54 للحصول على عرض توضيحي للمشكلة. لسوء الحظ ، منعني هذا من اتباع خطتي الأولية التي كانت تتمثل في استخدام البلوتوث والتواصل لاسلكيًا بين القفاز واليد الروبوتية.

لم أتمكن من حل مشكلة معدل البث بالباود ، لكن أفضل تخمين لدي هو أن هناك عدم تطابق بين أجهزة البرامج التي تعتقد أن المذبذب على اللوحة إما 8 ميجا هرتز أو 16 ميجا هرتز. قد يكون هذا لأنني اشتريت لوحة استنساخ رخيصة وليس المنتج الرسمي. إذا كنت تستخدم المنتج الحقيقي ، فقد لا تواجه هذه المشكلة. ومع ذلك ، فهذه مجرد تكهنات خاصة بي ، وإذا كان أي شخص يعرف السبب الحقيقي ، فيرجى إخبارنا بذلك في التعليقات أدناه.

كإصلاحات مؤقتة وجدت طريقتين للتغلب على هذا:

• ضاعف معدل البث بالباود باستخدام الزر الموجود أسفل يسار الشاشة التسلسلية. على سبيل المثال ، إذا كان الرمز يقول Serial.begin (9600) ؛ قم بتغيير إخراج الشاشة التسلسلية إلى 19200.
• بدلاً من اختيار Arduino Lilypad كلوحة ، اختر Arduino Pro وأنت على متن الطائرة. للقيام بذلك في Arduino IDE ، انتقل: Tools / Board / Arduino Pro أو Pro Mini ، ثم قم بالتحميل.

الخطوة 7: الاكتمال

آمل أن تكون قد وجدت هذه المعلومات المفيدة ، إذا كان لديك أي أسئلة أو اقتراحات ، فيرجى تركها في التعليق أدناه.

الجائزة الثالثة في مسابقة Make It Move 2017