Sarung Tangan Sensor Flex: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Ini adalah projek yang menyeronokkan yang dapat disesuaikan untuk mengawal apa sahaja dari lengan robot hingga antara muka realiti maya.

Langkah 1: Bahan dan Bahagian

Untuk sarung tangan:

• Sarung tangan berkebun yang murah
• Arduino Lilypad
• Pemegang sel bateri Lilypad
• Benang jahit konduktif
• Benang jahit biasa
• Velostat
• Pita lekat
• Lem super
• Elastik
• Lima perintang 4.7Kohm

Untuk lengan:

• Lima servo SG90
• Wayar elektrik
• Filamen PLA atau ABS
• Ninjaflex (atau filamen fleksibel lain)
• Pancing
• Bekalan kuasa 5V
• Papan roti kecil (pilihan tetapi berguna untuk memasang servo secara selari)

Catatan: jika anda tidak mempunyai filamen percetakan 3D yang fleksibel, mungkin menggunakan lengan robot yang berbeza dengan Tangan Flexy

Langkah 2: Membuat Sensor Flex

Bahan yang saya gunakan, velostat, adalah bahan piezoresistive. Ini bermaksud bahawa ia sensitif terhadap tekanan dan apabila anda menekan, membengkokkan atau mengubahnya, rintangan akan berubah. Ini adalah hak milik kita yang akan digunakan untuk mengukur berapa banyak jari dibengkokkan.

Mulakan dengan memotong 5 helai velostat, kira-kira 0.7cm x 8cm, dimensi yang tepat tidak relevan kerana kami berminat untuk membaca kualitatif rintangan dan bukan kuantitatif.

Seterusnya letakkan 2 helai pita melekit panjang menghadap ke permukaan yang rata dan potong dua panjang benang jahit konduktif, saya akan katakan panjang sekurang-kurangnya 40cm, lebih baik mempunyai lebihan. Secara pilihan, sapukan sedikit gam super pada pita lekat, berhampiran pangkalan. Ini tidak diperlukan tetapi saya dapati bahawa benang jahitan itu tidak boleh dicabut secara tidak sengaja. Sekiranya anda tidak mempunyai benang jahit konduktif, mungkin menggunakan wayar tembaga nipis untuk langkah ini seperti wayar yang anda dapati di kabel fon kepala (saya katakan "mungkin" kerana saya belum menguji idea ini).

Letakkan benang jahit sepanjang 2 di atas pita lekat di sepanjang bahagian tengah, dengan ekor benang jahit melekat di hujung pita lekat. Penting untuk pergi ke hampir sepanjang panjang pita lekat kerana jika tidak, sensor lentur hanya akan mengumpulkan bacaan berhampiran pangkal jari anda dan bukan hujungnya.

Letakkan velostat di atas satu bahagian benang jahit sehingga menutup hujungnya (anda tidak mahu 2 helai benang jahit menyentuh). Kemudian angkat kepingan lekapan yang lain ke sisi velostat yang tidak ditutup, tekan dengan kuat untuk menghilangkan gelembung udara. Di dasar sensor pastikan bahawa 2 helai benang jahit tidak membuat litar pintas, untuk mengelakkannya keluar dari pita lekat pada sisi yang bertentangan (sama dengan persimpangan berbentuk "Y", lihat gambar).

Potong lebihan pita lekat seperti yang dikehendaki. Akhir sekali lekatkan sekeping kecil elastik di hujung sensor. Ulangi 5 kali ini untuk menyesuaikan ukuran setiap sensor agar sesuai dengan jari anda.

Langkah 3: Buat Sarung Tangan

Saya akan memberikan gambaran keseluruhan mengenai langkah-langkah yang saya ambil secara peribadi tetapi bagaimana anda melakukannya akan berbeza-beza mengikut kes, bergantung kepada sarung tangan yang anda gunakan.

Satu perkara penting yang tidak dapat saya tegaskan ialah benang jahit konduktif TIDAK seperti wayar hobi biasa, tidak ada sarung penebat. Selain itu kerana sarung tangannya fleksibel dan dapat membongkok sendiri, sangat mudah untuk membuat litar pintas, mengakibatkan komponen hancur dan lubang besar meleleh di sarung tangan anda.

Sekiranya anda tidak mempunyai benang jahit konduktif, mungkin menggunakan kabel biasa dan menyolder sambungan anda.

Saya mulakan dengan memasang kabel bateri ke sarung tangan dan menyambungkan 5V dan GND ke Arduino Lilypad. Jangan menjahit Lilypad sepenuhnya kerana kita perlu membengkokkannya ke belakang dan menjahit di bawahnya (lihat gambar di atas).

Saya juga mengesyorkan melapisi bahagian bawah papan Lilypad dengan pita elektrik untuk mengelakkan litar pintas.

Selanjutnya solder hujung lima perintang 4.7Kohm menjadi gelung kecil (anda mungkin perlu menyesuaikan nilai rintangan berdasarkan panjang dan lebar jalur velostat anda). Pilihan: gunakan lem panas untuk melekatkannya pada sarung tangan, lebih sukar untuk menjahitnya jika pada mulanya tidak dipegang pada kedudukannya.

Rujuk gambar dan gambarajah litar di atas dengan teliti sebelum meneruskan, adalah penting untuk memetakan laluan anda untuk menjahit benang sebelum memulakan jika tidak, anda akan "menjahit diri ke sudut".

Secara peribadi saya mula menjahit dari GND pada pek bateri ke 5 perintang dan kemudian dari setiap perintang individu ke pin A4 melalui pin A4 dengan pergi ke bawah papan Lilypad yang kami tutupi dengan pita penebat sebelumnya. Setelah ini, saya memasang hujung sensor flex pertama ke ibu jari dengan satu hujung benang jahit menuju ke 5V dan hujung yang lain menuju ke A0. Ulangi ini untuk setiap jari, tetapi bukannya terus ke 5V setiap kali (dan membuat labirin jahitan) hanya menjahit ke sensor flex sebelumnya.

Untuk memastikan setiap sensor flex tetap tegang ketika anda menggerakkan jari anda, jahit elastik yang kami pasangkan pada sensor flex pada langkah terakhir ke hujung jari pada sarung tangan. Jahit beberapa gelung di sekitar sensor lenturan secara pilihan untuk memastikannya tetap dalam kedudukan semasa anda menggerakkan tangan anda.

Terakhir solder 5 wayar ke pin digital 5 hingga 9, ini akan digunakan kemudian untuk memberitahu servo ke mana hendak pergi.

Langkah 4: Bina Lengan

Saya 3D mencetak file arm off yang disediakan dari pengguna Gyrobot di Thingiverse. Anda boleh mendapatkannya di sini.

Sekiranya anda mahu, anda juga boleh mencetak 3D lengan bawah, tetapi kerana kekangan filamen, saya membuat model mache kertas dari lengan bawah saya sendiri. Saya menggunakan lima servo SG90 yang dipegang dalam bingkai dicetak 3D, disambungkan ke setiap jari dengan tali pancing. Kabelkan semua sambungan GND dan Vin selari dengan sumber kuasa luaran seperti pengubah dinding AC-DC 5V.

Sambungkan pin input servo (biasanya wayar oren secara konvensional) ke pin digital yang sesuai pada sarung tangan.

Langkah 5: Muat naik Kod

Kecuali anda mempunyai kabel FTDI, anda perlu memprogram Lilypad melalui Arduino Uno. Langkah-langkah untuk ini digariskan dalam arahan ini. Pastikan anda memilih jenis papan Arduino yang betul, untuk menukarnya pergi ke Alat / Papan / Lilypad Arduino.

Ikuti arahan di atas memuat naik kod penentukuran terlebih dahulu.

Salin output dari kod penentukuran ke baris 31 kod ini, kemudian muat naik.

Langkah 6: Komen mengenai Baud Rate

Saya mempunyai bug yang agak mengecewakan dengan kadar baud (iaitu kelajuan di mana data disampaikan melalui port bersiri) menjadi faktor dua yang lebih besar daripada yang saya atur. Lihat video youtube saya sekitar jam 2:54 untuk demonstrasi isu tersebut. Malangnya ini menghalang saya untuk mengikuti rancangan awal saya iaitu menggunakan bluetooth dan berkomunikasi secara wayarles antara sarung tangan & tangan robot.

Saya tidak dapat menyelesaikan masalah kadar baud tetapi tekaan terbaik saya adalah terdapat ketidakcocokan antara perkakasan perisian yang menganggap pengayun di papan sama ada 8mHz atau 16mHz. Ini mungkin kerana saya membeli klon papan murah dan bukan produk rasmi. Sekiranya anda menggunakan produk sebenar anda mungkin tidak menghadapi masalah ini. Walaupun begitu, ini hanyalah spekulasi saya sendiri dan jika ada yang mengetahui sebab sebenarnya, sila beritahu saya dalam komen di bawah.

Sebagai pembetulan sementara, saya menjumpai 2 cara:

• Gandakan baudrate menggunakan butang di kiri bawah monitor bersiri. Sebagai contoh, jika kod itu mengatakan Serial.begin (9600); menukar output monitor bersiri menjadi 19200.
• Daripada memilih Arduino Lilypad sebagai papan anda, pilih Arduino Pro semasa anda naik. Untuk melakukan ini di Arduino IDE pergi: Tools / Board / Arduino Pro atau Pro Mini, kemudian muat naik.

Langkah 7: Penyelesaian

Saya harap anda menjumpai maklumat ini, jika anda mempunyai pertanyaan atau cadangan, sila tinggalkan di komen di bawah.

Hadiah Ketiga dalam Peraduan Make It Move 2017