Ovoz bilan boshqariladigan robot qo'l: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu yo'riqnoma Arduino Uno R3, HC-06 Bluetooth moduli va beshta pog'onali dvigatel yordamida ovozli boshqariladigan robotli qo'lni qanday yasashni tushuntiradi. [1]

Bluetooth ovozli buyruqlari Android mobil telefoningizdan qo'lni boshqaradigan Arduino Uno R3 tarjimoniga yuboriladi.

MIT AppInventor 2 Google-Speech-to-Text dasturidan foydalanadigan Android ilovasini yozish uchun ishlatilgan. [2]

Uzunligi 20 mm x 3 mm bo'lgan alyuminiy ekstruziya va tel-ilmoqdan yasalgan qo'l ba'zi g'oyalarni sinab ko'rish uchun qurilgan. Qurilish texnikasi va kodi boshqalarni qiziqtirishi mumkin.

Xususiyatlarga quyidagilar kiradi:

• Qilish oddiy
• Barmoqlarning individual harakatlari
• Barmoqlarning guruh harakatlari
• Turli vazifalar uchun dasturlashtiriladigan qo'l shakllari
• Engil vaznli
• Har bir barmoq kabel orqali ishlaydi …
• Agar kerak bo'lsa, suv ostida ishlaydi (qisqa motorlar yo'q)

Sizning uyali telefoningiz bundan mustasno, bu loyihani qurishning taxminiy qiymati 100 dollardan kam

Rasmlar

1 -rasmda mexanik qo'l ko'rsatilgan.

2-rasmda vosita yig'ilishiga biriktirilgan qo'l ko'rsatilgan.

3-rasmda Bluetooth (uyali telefon) ovozli boshqaruv moslamasi ko'rsatilgan

4 -rasm - bu oddiy dialogni ko'rsatadigan ekran tasviridir

Videoda ovoz bilan boshqariladigan qo'l harakati ko'rsatilgan

Eslatmalar

[1]

Bosqichli motorlar oldingi loyihalardan olingan. Servo dvigatellari bir nechta kod o'zgarganda ham yaxshi ishlashi kerak.

[2]

MIT AppInventor 2 https://appinventor.mit.edu/ saytidan erkin foydalanish mumkin.

VTT.apk ilovasi (Ovozli matn) va ushbu loyihaning VTT.aia kodi, agar siz uni moslashtirishni xohlasangiz, ushbu qo'llanmada keltirilgan.

1 -qadam: qismlar ro'yxati

Quyidagi qismlar https://www.aliexpress.com/ saytidan olingan:

• USB kabel bilan faqat 1 Arduino UNO R3
• Arduino UNO R3 uchun faqat bitta prototipli tenglikni platalari
• Faqat bitta HC-06 Bluetooth moduli
• 5 ta faqat 17HS3430 Nema17 12 voltli qadamli motorlar
• 5 ta Big Easy Driver v1.2 A4988 step motorli haydovchi platalari
• 5 ta GT2 20 tishli alyuminiy vaqtli kasnaq teshigi 5 mm kengligi 6 mm vintli
• 5 -gachasi GT2 bo'sh kasnaqli teshiklari 4 mm, rulmanli GT2 vaqt kamari kengligi 6 mm 20 tish.
• 5 ta GT2 yopiq halqali vaqt kamari kauchuk 6 mm 160 mm
• 1 ta pkt 120 dona 10 sm erkakdan erkakgacha + erkakdan ayolga va ayolga jumperli simdan Arduino diy to'plami uchun Dupont kabeli

Quyidagi qismlar mahalliy darajada olingan:

• Faqat uzunligi 20 mm x 3 mm bo'lgan alyuminiy ekstruziya
• Faqat 120 mm x 120 mm alyuminiy qoldiqlari
• 1 dona faqat 200 mm x 100 mm x 6 mm kompozitsion taxta (qo'l va bilak kengayishi uchun)
• 1 dona faqat 500 mm x 500 mm x 6 mm kompozitsion karta (taglik plitasi uchun)
• 1 ta qisqa uzunlikdagi (taxminan 520 mm) 18 mm x 65 mm yog'och qoldiqlari (taglik plastinka oyoqlari uchun)
• 1 ta tel-ilgich (diametri taxminan 2,4 mm)
• 1 uzunlikdagi parda-sim
• 1 faqat pardali ko'z
• 1 faqat 30 lb neylonli baliq ovlash liniyasi
• 1 qisqa uzunlikdagi shlyapa-elastik
• 1 ta faqat pkt kabel aloqasi
• 1 ta faqat 1200 ohmlik 1/8 vattli qarshilik
• 1 faqat 2200 ohm 1/8 vatt qarshilik
• 1 ta faqat 1N5408 3 amperli quvvat diodi
• 1 ta SPST (bitta qutbli bitta otish) kaliti
• 1 ta 2-pinli PCB terminal bloki
• 15 ta M3 x 9 mm tishli neylonli tayanchlar
• 30 ta M3 x 5 mm murvat (neylon tayanchlar uchun)
• 30 ta faqat M3 x 10 mm murvat (barmoqlar va dvigatellar uchun)
• 2 ta faqat M4 x 15 mm murvat (bilakni uzaytirish uchun)
• 5 ta M4 x 30 mm murvat (bo'sh kasnaklar uchun)
• 17 ta faqat M4 yong'og'i (bo'sh kasnaklar uchun)
• 12 ta yog'och vintlar (taglik plitalari uchun)

Bu qismlarning taxminiy narxi 100 dollardan kam

2 -qadam: O'chirish diagrammasi

Robot qo'lining sxemasi 1 -rasmda ko'rsatilgan

Mos keladigan motor / Bluetooth qalqoni 2 -rasmda ko'rsatilgan

Katta oson haydovchilar 3 -rasmda ko'rsatilgan.

Big Easy Driver motor boshqaruvchilari romashka simlarini qo'llab-quvvatlaydi

Dvigatel simlari

Har bir 17HS3430 Nema17 12 voltli qadamli dvigatellardan ikkita markaziy simni teskari burish kerak bo'lishi mumkin, chunki Big Easy Driver v1.2 A4988 step motorli haydovchi platalari har bir bobinning o'rash simlari ulashgan bo'lishini kutadi.

Bunga erishish uchun har bir dvigateldan ikkita markaziy simni almashtirish kerak (4 -rasm).

17HS3430 kabellari uchun standart rang ketma -ketligi (mening motorlarim uchun) qizil, ko'k, yashil, qora. O'zgartirishdan keyingi rang ketma-ketligi qizil, yashil, ko'k, qora.

Qizil, yashil o'rash Big Easy Driver -ning "A" terminallariga ulangan.

Ko'k, qora o'rash Big Easy Driver -ning "B" terminallariga biriktirilgan.

Katta oson haydovchi joriy chegaralari

Har bir katta haydovchining joriy chegarasi 400mA (milliamper) ga o'rnatilishi kerak.

Bunga erishish uchun:

1. Quvvatni o'chiring [1]
2. Arduino -ni tarmoqdan uzing
3. Har bir motor kabelini ajratib oling
4. A4988 Big Easy haydovchi platalaridagi joriy chegaralangan potentsiometrlarning har birini soat yo'nalishi bo'yicha to'liq aylantiring
5. Katta voltaj haydovchilariga 12 voltni qo'llang … siz 90mA va 100mA oralig'ida oqim o'qilishini olishingiz kerak. Bu LEDlar tomonidan chizilgan oqim.
6. 12 voltli elektr ta'minotini o'chiring [1]
7. "Bosh barmog'i" dvigatelini ulang, quvvat sarflang va besleme oqimini 490mA ga sozlang
8. 12 voltli elektr ta'minotini o'chiring [1]
9. Thumb motorini ajratib oling.
10. Qolgan dvigatellarning har biri uchun 6, 7, 8, 9 -bosqichlarni takrorlang

Barcha dvigatel kabellarini tegishli boshqaruvchiga ulang.

Quvvat ishlatilganda umumiy oqim oqimi 2 amperdan oshadi

Eslatma

[1]

Hech qachon kuch ishlatilmaydigan zinapoyali dvigatelni ulamang yoki ajratmang. Induktiv "zarba" (kuchlanishning ko'tarilishi) nazoratchilarga zarar etkazishi mumkin.

3 -qadam: Qo'l … tushunchasi

Mening birinchi robot qo'lim, https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/ da tasvirlangan, ko'plab kichik qismlarga ega va bo'g'inlar uchun yopishqoq lentani ishlatadi.

Bu muqobil qo'l yanada mustahkamroq, qismlari kamroq va yasash osonroq.

Yuqoridagi fotosuratlar asosiy kontseptsiyani ko'rsatadi … agar siz pantografdan markaziy murvatni olib tashlasangiz, "bo'g'in" kamida 90 gradus burilishga ega [1].

Eslatma

[1]

Men pantograf qo'lini https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo… aktuator chizgichida ishlatmoqchi edim, lekin bo'g'inlarning ko'pligi tufayli keraksiz harakat juda ko'p bo'lgani uchun bu fikrdan voz kechdim.

4 -qadam: Qo'l … Prototip

Yuqoridagi fotosuratlar uzunlikdagi alyuminiy ekstruziya va tel-ilmoqdan qanday qilib "barmoq" yaratish mumkinligini ko'rsatadi.

Birlashma silliq harakatga ega va juda mustahkam.

Yong'oq va murvat kerak emas … har bir sim uchida lehim bo'lagi ularni mahkamlab qo'yadi.

5 -qadam: Qo'l … Qurilish

Bu qo'lni yasash uchun ozgina vositalar kerak bo'ladi … faqat arra, bir nechta mashq va fayl.

1 -qadam

• Qo'lingizning konturini qog'ozga tushiring. (1 -rasm)
• O'zingizning "bo'g'in chizig'ini" va asosiy "barmoq bo'g'imlarini" belgilang.
• Barmoqlaringiz uchlarini e'tiborsiz qoldiring … ular odatda bu qadar egilmaydilar … burilish etarli. Agar biroz burish kerak bo'lsa, uni keyinroq qo'shish mumkin.

2 -qadam

• Alyuminiy ekstruziyadan barmoq uzunlikdagi qismlarni kesib oling (2 -rasm)
• Alyuminiy ekstruziyasining har bir burchagida bitta diametrli to'rtta teshikni burang. (4 -rasm)
• Birinchi teshiklarning har birining orqasida kichikroq diametrli teshik qiling. Ular shlyapa elastik va neylon tendonlari uchun ishlatiladi. (4 -rasm)
• Palto ilgichidan uzunlikdagi simlarni kesib oling va har bir uchini 90 gradus buking
• Alyuminiy barmoq qismlarini ulashda simlarni kesib o'ting. Simlar qarama -qarshi tomondan o'rnatiladi.
• Har bir uchiga lehim bilan simlarni mahkamlang. Lehim alyuminiyga yopishib qolishidan xavotir olmang … unday emas.
• Mineral turpentin (yoki shunga o'xshash) yordamida bo'g'imlardan lehim oqimini olib tashlang, so'ngra bir tomchi tikuv mashinasi yog'ini surting. Ortiqcha yog'ni qog'oz sochiq bilan artib oling.

3 -qadam

• Har bir barmog'ingizni "L" shaklidagi alyuminiy parchalardan yasalgan alyuminiy qavslar yordamida yog'och qo'l shakliga mahkamlang.
• To'liq cho'zilganida barmoqlar tekis bo'ladigan qilib, orqadagi joylarni joylashtiring. (4 -rasm)

4 -qadam

Bosh barmog'ini mahkamlang (2 -rasm). Qavsning bosh barmog'i murakkab ko'rinadi, lekin "L" shaklidagi, alyuminiydan yasalgan, burchak ostida kesilgan. Keyin 90 graduslik burilish kesiladi va uchlari chiqib ketadi

5 -qadam

• Qolgan tepa teshiklari orasiga shlyapa-elastik bo'lak bog'lab qo'ying (4-rasm).
• Barmoqlar cho'zilmaguncha kuchlanishni o'rnating.

6 -qadam

• Pastki barmoq teshiklariga neylon tendonlarni (baliq ovlash liniyasi) ulang.
• Har bir neylon tendonni 2 mm diametrli yog'ochdan yasalgan teshikdan o'tkazing. Bu teshiklar parda ko'zlari kabi harakat qiladi. (2 -rasm)

7 -qadam:

Neylon bosh barmog'i tendonining yo'nalishini o'zgartirish uchun pardali ko'z ishlatiladi. Pardali ko'z qo'lning boshqa tomonida joylashgan M3 tishli neylon tayanchga vidalanadi

6 -qadam: dasturiy ta'minot … Android

1-rasmda VTT (Voice-to-Text) ilovasi uchun MIT AppInventor 2 "Dizayn" ekrani ko'rsatilgan.

2 -rasmda ushbu ilovada ishlatiladigan "Bloklar" ko'rsatilgan.

3 va 4 -rasmlar men ishlatgan kichik-p.webp

Kodni o'qish

• "Bluetooth" tugmachasini bosganingizda, chapdagi yuqori ikkita "blok" telefoningizni Arduino-ga ulaydi.
• O'rta ikkita chap "bloklar" "mikrofon" tugmachasini bosganingizda ovozli buyrug'ingizni arduino-ga yuboradi. Matn Google Speech_To_Text yordamida yaratilgan.
• Barcha ovozli buyruqlar "mikrofon" belgisi ustidagi matn sifatida paydo bo'ladi.
• Agar test paytida buyruqni takrorlashni xohlasangiz, pastki chapdagi ikkita "blok" bu matnni "maxsus" tugmachasiga o'tkazadi.
• O'ng tomondagi pastki ikkita blok "qo'liga ochiq" va "yaqin" so'zlarini yuboradi. Men buni sinov paytida foydali deb o'yladim.
• O'ng tomondagi uchta "blok" vaqtni boshqaradi.

VTT.apk

Qo'shilgan VTT.apk fayli - bu Android telefonlarining haqiqiy ilovasi.

VTT.apk -ni o'rnatish uchun:

• VTT.apk -ni telefoningizga nusxalash (yoki uni elektron pochta orqali ilova sifatida)
• Uchinchi tomon ilovalarini o'rnatishga ruxsat berish uchun telefon sozlamalarini o'zgartiring
• Https://play.google.com/store saytidan apk o'rnatuvchisini yuklab oling
• O'rnatuvchini ishga tushiring.

VTT.aia

Kodni o'rnatishning boshqa usuli:

• MIT AppInventor hisobini yarating
• MIT AppInventor 2 -ni https://appinventor.mit.edu/ saytidan yuklab oling va o'rnating.
• Https://play.google.com/store saytidan "MIT AI2 Companion" ni telefoningizga yuklab oling va o'rnating.
• Mimik 1 -rasm "Dizayn" ekranida
• 2 -rasmda ko'rsatilgan bloklarni takrorlang
• Telefoningizda "MIT AI2 Companion" dasturini ishga tushiring
• "Qurish | Ilova (.apk uchun QR kodini kiriting)"
• QR kodi paydo bo'lganda telefoningizdagi QR variantini bosing
• Ko'rsatmalarga amal qiling.

7 -qadam: Arduino dasturi

O'rnatish bo'yicha ko'rsatmalar

"VTT_voice_to_text_7.ino" biriktirilgan faylni yuklab oling

Fayl tarkibini yangi Arduino eskiziga nusxalash va saqlash.

Eskizni Arduino -ga yuklang.

Dizayn bo'yicha eslatmalar

Ingliz tili juda murakkab.

Ko'pincha bir xil narsani aytishning bir necha yo'li mavjud. Quyidagi misollarda "qo'l va barmoqlar" bir xil ma'noga ega:

• "Qo'lingizni oching" …………………………………
• "Barmoqlaringizni oching" …………………………………

Ammo kalit so'zlar har xil ma'noga ega bo'lishi mumkin:

• "Barmoqlaringizni oching" ………………………….. qo'lingizga ishora qiladi
• "Ko'rsatkich va o'rta barmoqlaringizni oching" ………… ma'lum barmoqlarga tegishli

Ma'noli buyruqlar kamida ikkita kalit so'zni talab qiladi. Quyidagi buyruqlar qo'lda bajarilmaydi, chunki ular faqat bitta kalit so'zga ega:

• "Ochiq" ………………………………………………………… "kalit" ochiq
• "Menga qo'l bering" …………………………………………
• "Menga kalitni ber" …………………………………

Bu buyruqlarni talqin qilish uchun men ma'nolari o'xshash kalit so'zlarni quyidagicha guruhladim:

• Bir nechta barmoqlar: "qo'l", "barmoqlar", "ochish", "yopish", "bo'shatish" [1]
• Maxsus barmoqlar: "bosh barmog'i", "ko'rsatkich", "o'rta", "halqa", "kichkina"
• Barmoqlaringizni oching: "ochish", "ko'tarish", "cho'zish", "bo'shatish" [1]
• Barmoqlaringizni yoping: "yopish", "pastki" [1]
• Vazifalar: "tashish", "ushlab turish", "tanlash", "demo", "kalibrlash"

Har bir kalit so'z guruhi "bayroq" bilan bog'liq. Tabiiy nutqni talqin qilish uchun kalit so'z aniqlanganda bayroq yoki bayroqlar guruhi ishga tushadi. Nutq tarjimoni faqat bayroqlar kombinatsiyasini ko'rib chiqishi kerak, qanday harakatlar zarur.

Rekursiya

Rekursiya buyruq o'zini bir yoki bir necha marta chaqirganda sodir bo'ladi.

Faraz qilaylik, ba'zi barmoqlaringiz cho'zilgan, ba'zilari yopiq. Faraz qilaylik, siz biror narsani olib yurganingizda bosh barmog'ingizni cho'zishni va barmoqlaringizni yopishni xohlaysiz.

1 -usul

Quyidagi ikkita ovozli buyruq bunga erishadi:

• "Qo'lingizni oching"
• "Ko'rsatkich o'rta halqani va kichik barmoqlaringizni yoping"

2 -usul

Ikkita alohida buyruq berishning o'rniga "carry ()" vazifasini yaratishingiz mumkin:

Buni men uchun olib ket

Bu buyruq "carry ()" funktsiyasini faollashtiradi, keyin esa:

• jarayon ("qo'lingizni oching");
• jarayon ("indeks o'rta halqa va kichik barmoqlaringizni yoping")

Bu rekursiv harakat murakkab qo'l shakllarini yaratishga imkon beradi.

Eslatma

[1]

Qulaylik uchun men tarjimonni "ochish", "yopish" va "chiqarish" ni bir so'zli buyruqlar sifatida qabul qilishni dasturlashtirdim.

8 -qadam: Xulosa

Bu ko'rsatma robotning qo'lini alyuminiyli ekstruziya va simli ilgichdan qanday qilib yasash mumkinligini ko'rsatadi.

Qo'l ba'zi g'oyalarni sinab ko'rish uchun qilingan. Tushunishni yaxshilash uchun barmoq uchlariga quloq tiqinlari biriktirilgan.

Xususiyatlarga quyidagilar kiradi:

• Qilish oddiy
• Har bir barmoq kabel orqali ishlaydi.
• Barmoqlarning individual harakatlari
• Barmoqlarning guruh harakatlari
• Turli vazifalar uchun dasturlashtiriladigan qo'l shakllari
• Arzon
• Engil vaznli
• Agar kerak bo'lsa, suv ostida ishlaydi (qisqa motorlar yo'q)

Har bir barmoq kabel orqali ishlaydi. Neylon baliq ovlash liniyasi har birining uzunligi moslashuvchan parda-sim orqali uzatiladigan tendonlar uchun ishlatiladi.

Kirish qismidagi 2 -rasmda ikkita simi ko'rsatilgan … biri 2 tendonli, ikkinchisi uchta. Agar bükme radiusi katta bo'lsa, bu yaxshi, aks holda kabellar egilganda barmoqlar yopishib qoladi. Videodagi beshta alohida kabel yordamida buni bartaraf etish mumkin

Neylon baliq ovlash liniyasi ishlayotganda, u cho'zilib ketadi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan baliq ovining izi yaxshiroq tanlov bo'lardi … Menda buyurtma bor.

Aktuatorlar zinapoyali motorlar va cheksiz kamarlardan yasalgan. Tendonlar harakatlantiruvchi kamarlarga simi bog'ichlari yordamida biriktiriladi.

Ushbu loyiha servo motorlar bilan bir xil darajada yaxshi ishlashi kerak. Agar siz servolardan foydalanishni tanlasangiz, kodni ozgina o'zgartirish kerak bo'ladi.

Bluetooth ovozli buyruqlari Android mobil ilovasidan Arduino-ga yuboriladi.

Uyali telefon uchun dastur kodi MIT AppInventor 2 yordamida ishlab chiqilgan va ushbu qo'llanmada chop etilgan.

Arduino ovozli tarjimoni juda ishonchli. Ushbu ko'rsatmaga kiritilgan kod boshqa loyihalarda ham qo'llanilishi mumkin.

Sizning uyali telefoningiz bundan mustasno, bu loyihani qurishning taxminiy qiymati 100 dollardan kam

Boshqa ko'rsatmalarni ko'rish uchun shu erni bosing.