Robot de telepresencia: plataforma básica (parte 1): 23 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

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Un robot de telepresencia es un tipo de robot que se puede controlar de forma remota a través de Internet y funcionar como sustituto de otra persona en otro lugar. Por ejemplo, si estás en Nueva York, pero quieres interactuar físicamente con un equipo de personas en California, puedes llamar a un robot de telepresencia en California y hacer que el robot sea tu sustituto. -parte de la serie instructables. Durante los siguientes dos instructables, estaremos construyendo la plataforma básica de robot electromecánico. Posteriormente, esta plataforma se mejorará con sensores y electrónica de control adicional. Esta base se centra alrededor de una caja de plástico que proporciona estructura y ofrece espacio interno para almacenar la electrónica. El diseño utiliza dos ruedas motrices centrales unidas a servos continuos que le permiten ir hacia adelante, hacia atrás y pivotar en su lugar. Para evitar que se vuelque de lado a lado, incorpora dos deslizadores de silla de metal. Todo está controlado por un Arduino. Para obtener más información sobre los temas cubiertos en esta serie de proyectos, consulte la Clase de robot, la Clase de electrónica y la Clase de Arduino.

Paso 1: Materiales

Dado que este es un proyecto de dos partes, he incluido todas las partes en una lista. Las partes para la segunda mitad serán reiteradas en esa lección. Necesitarás: (x2) Servos de rotación continua (x1) Servo estándar (x1) Arduino (x1) 4 x portapilas AA (x1) 2 x portapilas AA (x6)) Batería AA (x1) Enchufe tipo M (x2) Ruedas giratorias (x1) Caja de plástico (x1) Palo para selfies (x1) Brida de placa de techo de 1/2 "(x1) Perchero de metal (x2) 1 / 4-20 x 4 deslizadores de base de 7/8 "por 1-1 / 4" (x1) Tuercas de 1 / 4-20 (x1) Tubo retráctil surtido (x1) Bridas surtidas

Paso 2: Taladre la bocina del servo

Amplíe los orificios más externos de los dos servos de rotación continua con una broca de 1/8.

Paso 3: marcar y perforar

Centre la bocina del servo en uno de los cubos de rueda de 3 y marque los orificios de sujeción del servo. Perfore estas marcas con una broca de 1/8 '. Repita para la segunda rueda.

Paso 4: adjuntar

Ate las ruedas a las respectivas bocinas del servo y recorte cualquier exceso de colas.

Paso 5: conecte los motores

Usando los orificios de montaje del motor, amarre firmemente los dos servos continuos juntos espalda con espalda de manera que queden reflejados. Esta configuración puede parecer simple, pero en realidad es una transmisión bastante robusta para el robot.

Paso 6: Marque las aberturas de las ruedas

Necesitamos cortar dos rectángulos en el centro de la tapa para que pasen las ruedas. Encuentra el centro de la tapa del tupperware dibujando una X de esquina a esquina. El lugar donde esta X se cruza es el punto central. Desde el centro, mida 1-1 / 4 "hacia adentro hacia uno de los bordes más largos y haga una marca. Refleje esto en el lado opuesto. Luego mida 1-1 / 2" hacia arriba y hacia abajo desde las marcas centrales y marque estas medidas como bien. Finalmente, mida 1-1 / 2 "hacia afuera hacia el borde largo de cada una de las marcas internas, y haga tres marcas externas para diluir el borde externo de las líneas de corte. Tenga en cuenta que no me molesté en marcar estas medidas porque se alinearon perfectamente con el canal en la tapa para el borde de la caja. Debería dejar un contorno de dos cajas de 1-1 / 2 "x 3". Éstas serán para las ruedas.

Paso 7: corte las aberturas

Usando las marcas como guía, corte dos aberturas de rueda rectangulares de 1-1 / 2 "x 3" con un cortador de cajas o una cuchilla similar.

Paso 8: marcar y perforar

Coloque el conjunto del motor en el centro de la tapa de manera que las ruedas se asienten centradas dentro de los dos orificios rectangulares y no toquen ninguno de los bordes. Una vez que esté seguro de haber logrado la posición correcta de la rueda, haga una marca en cada lado de cada uno de los motores. Esto servirá como guías de perforación para los agujeros que se utilizarán para atar los motores a la tapa. Una vez que se hagan las marcas, taladre cada uno de estos agujeros con una broca de 3/16.

Paso 9: coloque las ruedas motrices

Ate firmemente los servomotores a la tapa usando los orificios de montaje apropiados. Recorte las colas sobrantes de las bridas. Al haber montado los motores en el medio del robot, hemos creado un conjunto de accionamiento robusto. Nuestro robot no solo podrá avanzar y retroceder, sino también girar en ambas direcciones. De hecho, el robot no solo puede virar hacia la izquierda o hacia la derecha al diferenciar las velocidades de los motores mientras conduce, sino que también puede girar en su lugar. Esto se logra girando los motores a la misma velocidad en direcciones opuestas. Gracias a esta capacidad, el robot puede desplazarse por espacios reducidos.

Paso 10: Prepare los controles deslizantes

Prepare los controles deslizantes enroscando tuercas de 1 / 4-20 aproximadamente a la mitad de los pernos roscados. Estos controles deslizantes se utilizan para nivelar el robot y es posible que sea necesario ajustarlos más adelante para permitir que el robot se mueva suavemente sin volcarse.

Paso 11: Taladre y coloque los controles deslizantes

Aproximadamente 1-1 / 2 "hacia adentro desde cada uno de los bordes cortos de la caja, haga una marca en el centro. Perfore a través de estas marcas con una broca de 1/4". Inserte los controles deslizantes a través de los orificios y fíjelos con 1/4 -20 tuercas. Se utilizan para mantener el robot equilibrado. No deben estar tan altos que las ruedas motrices tengan problemas para hacer contacto con la superficie del suelo, ni tan bajos que el robot se tambalee hacia adelante y hacia atrás. Es probable que deba ajustar la altura de estos cuando comience a ver cómo está funcionando su robot.

Paso 12: El circuito

El circuito es bastante simple. Consiste en dos servos de rotación continua, un servo estándar, un Arduino y una fuente de alimentación de 9V. La única parte complicada de este circuito es en realidad la fuente de alimentación de 9V. En lugar de ser un solo soporte de batería, en realidad es un soporte de batería de 6V y 3V en serie para crear uno de 9V. La razón por la que se hace esto es que los servos necesitan una fuente de alimentación de 6 V y el Arduino necesita una fuente de alimentación de 9 V. Para proporcionar energía a ambos, estamos conectando un cable al lugar donde se sueldan los suministros de 6V y 3V. Este cable proporcionará 6 V a los motores, mientras que el cable rojo que sale del suministro de 3 V, es en realidad el suministro de 9 V que requiere Arduino. Todos comparten el mismo terreno. Esto puede parecer muy confuso, pero si observa con atención, verá que en realidad es bastante simple.

Paso 13: Cables de alimentación y tierra

En nuestro circuito, la conexión de alimentación de 6 V debe dividirse en tres direcciones y la conexión a tierra debe dividirse en cuatro. Para hacer esto, soldaremos tres cables rojos de núcleo sólido a un solo cable rojo de núcleo sólido. También soldaremos un cable sólido. cable negro de núcleo a cuatro cables negros de núcleo sólido.

Estamos utilizando cable de núcleo sólido porque en gran medida necesitan enchufarse en tomas de servo.

Para comenzar, corte la cantidad adecuada de cables y pele un poco de aislamiento de un extremo de cada uno.

Tuerza los extremos de los cables.

Suelde esta conexión.

Finalmente, deslice un trozo de tubo retráctil sobre la conexión y fúndalo en su lugar para aislarlo.

Ahora ha soldado dos mazos de cables.

Paso 14: Conexión del arnés de cableado

Suelde el cable rojo del soporte de la batería 4 X AA, el cable negro del soporte de la batería 2 X AA y el cable rojo único del mazo de cables de alimentación. Aísle esta conexión con un tubo retráctil. Esto servirá como la conexión de alimentación de 6 V para los servos. A continuación, suelde el cable negro del soporte de la batería 4 X AA al cable negro único del arnés de cableado de tierra. Aísle esto también con un tubo retráctil. Esto proporcionará una conexión a tierra para todo el circuito.

Paso 15: conecte el enchufe de alimentación

Separe la cubierta protectora del enchufe y deslice la cubierta sobre uno de los cables negros del arnés de cableado de manera que se pueda volver a enrollar más tarde. Suelde el cable negro al terminal exterior del enchufe. cable de núcleo sólido rojo al terminal central del enchufe. Gire la cubierta hacia atrás en el enchufe para aislar sus conexiones.

Paso 16: Realice la conexión de 9V

Suelde el otro extremo del cable rojo conectado al enchufe de alimentación al cable rojo del paquete de baterías y aíslelo con un tubo retráctil.

Paso 17: Monte los portapilas

Coloque los portapilas en un lado de la tapa de la caja y marque sus orificios de montaje con un marcador permanente. Perfore estas marcas con una broca de 1/8 . Finalmente, fije los portapilas a la tapa con 4-40 pernos de cabeza plana y nueces.

Paso 18: programa el Arduino

El siguiente código de prueba de Arduino permitirá que el robot conduzca hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha. Solo está diseñado para verificar la funcionalidad de los servomotores continuos. Continuaremos modificando y ampliando este código a medida que avanza el robot.

/*

Robot de telepresencia: código de prueba de la rueda motriz que prueba la funcionalidad de avance, retroceso, derecha e izquierda de la base del robot de telepresencia. * / // Incluye la biblioteca de servos #include // Dile al Arduino que hay servos continuos Servo ContinuousServo1; Servo ContinuousServo2; void setup () {// Conecte los servos continuos a los pines 6 y 7 ContinuousServo1.attach (6); ContinuousServo2.attach (7); // Inicie los servos continuos en una posición de pausa // si continúan girando ligeramente, // cambie estos números hasta que se detengan ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } void loop () {// Elija un número aleatorio entre 0 y 3 int range = random (4); // Cambia las rutinas según el número aleatorio que acaba de seleccionar cambiar (rango) {// Si se selecciona 0, gire a la derecha y haga una pausa para un segundo caso 0: right (); retraso (500); stopDriving (); retraso (1000); rotura; // Si se selecciona 1, gire a la izquierda y haga una pausa para un segundo caso 1: left (); retraso (500); stopDriving (); retraso (1000); rotura; // Si se selecciona 2, avance y haga una pausa para un segundo caso 2: forward (); retraso (500); stopDriving (); retraso (1000); rotura; // Si se selecciona 3, retroceda y haga una pausa para un segundo caso 3: backward (); retraso (500); stopDriving (); retraso (1000); rotura; } // Pausa por un milisegundo para estabilidad del código delay (1); } // Función para dejar de conducir void stopDriving () {ContinuousServo1.write (94); ContinuousServo2.write (94); } // Función para conducir hacia adelante void forward () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (104); } // Función para conducir hacia atrás void backward () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (84); } // Función para conducir a la derecha void right () {ContinuousServo1.write (104); ContinuousServo2.write (104); } // Función para conducir left void left () {ContinuousServo1.write (84); ContinuousServo2.write (84); }

Paso 19: conecte el Arduino

Coloque el Arduino en cualquier lugar, en la parte inferior de la caja, marque ambos orificios de montaje del Arduino y haga otra marca justo fuera del borde de la placa adyacente a cada uno de los orificios de montaje. Básicamente, está haciendo dos agujeros para atar con cremallera la placa Arduino a la caja de plástico. Taladra todas estas marcas y usa los agujeros para atar con cremallera el Arduino al interior de la caja. Como de costumbre, recorta los extremos sobrantes de las bridas.

Paso 20: conecte los cables

Ahora es el momento de finalmente conectar todo junto. Enchufe los cables rojos de 6 V en el enchufe del servomotor que corresponde a su cable rojo. Enchufe los cables de tierra en el enchufe del cable negro correspondiente. Conecte un cable verde sólido de 6 al enchufe que se alinea con el cable blanco. Conecta el otro extremo de uno de los cables verdes al pin 6 y el otro al pin 7. Finalmente, conecta el enchufe de alimentación de 9v en el conector de barril del Arduino.

Paso 21: Inserte las baterías

Inserte las baterías en los portapilas. Tenga en cuenta que las ruedas comenzarán a girar cuando lo haga.

Paso 22: abroche la tapa

Ponga la tapa y ajústela. Ahora debería tener una plataforma de robot muy simple que va al frente, atrás, izquierda y derecha. Ampliaremos esto en las próximas lecciones.

Paso 23: solución de problemas

Si no funciona, verifique su cableado con el esquema. Si aún no funciona, vuelva a cargar el código. Si incluso esto no lo hace funcionar, verifique si la luz verde en el Arduino está encendida. Si no es así, consiga pilas nuevas. Si funciona en su mayor parte, pero no se detiene por completo entre los movimientos, entonces necesita ajustar la moldura. En otras palabras, el punto cero del motor no está perfectamente configurado, por lo que nunca habrá una posición neutra que lo pause. Para solucionar esto, ajuste el pequeño terminal de tornillo en la parte posterior del servo y ajústelo muy suavemente hasta que el motor deje de girar (mientras está en su estado de pausa). Esto puede tomar un momento para que sea perfecto. En el siguiente instructable de la serie, agregaremos un soporte para teléfono servoajustable.