Mano robótica inalámbrica controlada por gestos y voz: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Básicamente este era nuestro proyecto universitario y debido a la falta de tiempo para enviar este proyecto nos olvidamos de tomar fotografías de algunos pasos. También diseñamos un código mediante el cual se puede controlar esta mano robótica usando gesto y voz al mismo tiempo pero por falta de tiempo no pudimos implementarlo ya que luego tuvimos que hacer cambios en todo el circuito y también diseñamos un código con el cual puede controlar este proyecto usando solo la voz usando solo la placa Arduino, entonces no necesitará el escudo EasyVR, que es costoso, por lo que es un método barato para hacer un robot de control de voz. El código se adjunta a continuación. El objetivo de este proyecto es diseñar una mano mecánica y un guante de control (para mano humana). La mano mecánica actuará como esclava imitando la acción del guante de control (mano humana) que actuará como amo. La mano mecánica está diseñada con servomotores, controlador y módulo xbee. El guante de control se diseñará utilizando sensores flexibles, controlador y módulo xbee. El guante de control está montado con sensores flexibles. El controlador lee el cambio de voltaje cuando los sensores ex están doblados y envía datos de forma inalámbrica usando el módulo xbee a la mano mecánica, lo que activa los servos para que se muevan de acuerdo con los gestos realizados con la mano. Este dispositivo puede ayudar a minimizar el requisito de presencia física de un ser humano en lugares donde la intervención humana es menos necesaria (por ejemplo: industrias químicas, difusión de bombas, etc.).

Si encuentra útil este instructivo, por favor vote por mí.:)

Paso 1: diagrama de bloques

Paso 2: Materiales necesarios

Las imágenes de los componentes en esta sección están tomadas de amazon.in y el enlace para esos componentes se proporciona a continuación:

1. Sensor flexible (x6) - (https://www.amazon.in/Linwire-Robodo-Flex-Sensor-…

2. Cables para la conexión

3. Tablero Vero - (https://www.amazon.in/AnandCircuits-PCB-FR2-Board-…)

4. Resistencia de 10 K ohmios (x5)

5. Módulo XBEE Serie 1 (x2)

6. XBEE Arduino Shield (x2) - (https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

7. Placa Arduino Uno (x2) - (https://www.amazon.in/Bluetooth-Shield-Wireless-Co…)

8. Calcetines

9. paño para cubrir el brazo

10. Cartón

11. servomotores - 5 servo sg90 (dedos), 1 servo Mg996r (brazo) - (https://www.amazon.in/Robodo-Electronics-Tower-Mic…)

12. correas de cremallera - (https://www.amazon.in/4STRON-Antistatic-Heavy-200m…)

13. hilo de pesca

14. calcetines

Paso 3: diseño de la mano mecánica

Diseñar pasos

Para las piezas, necesitará algunos cierres de cremallera, un carrete de hilo (hilo de pescar), 5 tubos de tinta, 5 servomotores y un arduino. Para la estructuración de los dedos se utiliza pistola de pegamento caliente y barras de pegamento.

Paso 1: En una hoja de papel, marque la distancia entre cada uno de sus dedos como se muestra en y asigne a cada uno de ellos un número de referencia para que pueda determinar qué dedo es cuál más adelante. Copie cada número en el ziplock correspondiente.

Paso 2: Tome las medidas respectivas de las articulaciones de cada dedo, incluido el dedo meñique, según las medidas ideales de la mano humana.

Paso 3: Marque las lecturas en los cierres herméticos y deje un espacio de 2 cm cada uno para doblarlos. Hacer una marca diferente en el lugar a doblar, lo ideal es que esté a 1 cm aproximadamente de ambas juntas.

Paso 4: Doble los cierres de cremallera en los puntos marcados y presione firmemente hacia abajo para asegurarse de que quede bien apretado con la ayuda de un bloque de madera u otro material pesado. Repite este proceso para el resto de los cierres de cremallera.

Paso 5: Ahora corte los tubos de tinta de 2 cm de largo y colóquelos en la junta con pegamento caliente. Esta distancia permite que los dedos se doblen libremente.

Paso 6: Envuelve cada una de las secciones con hilo para darle forma y volumen a los dedos. Esto también funcionará para reforzar la estructura de cada uno de los dígitos.

Paso 7: Ahora, de acuerdo con los pasos anteriores, haga los dedos restantes. Evite el uso de pegamento termofusible excesivo, ya que agrega peso y provoca problemas de flexión de los dedos. Deje que los dedos se sequen durante un minuto, podemos eliminar el exceso de pegamento caliente mediante el uso de papel de lija y relativamente podemos darle forma según los dedos humanos.

Paso 8: Ahora para la palma, coloque cada dedo excluyendo el pulgar a una distancia de 2 cm para que los dedos tengan la misma individualidad para doblarse y volver a su posición original cuando el servo llegue a la posición 0.

Paso 9: Para que los dedos tengan el mismo espacio, coloque un trozo de barra de pegamento termofusible de 3 cm entre cada dedo mediante el uso de pegamento termofusible. Para la fijación de los dedos, ate todos los dedos, incluidas las barras de pegamento caliente unidas entre cada dedo, con un hilo y aplique una capa fina de pegamento caliente para obtener un efecto final.

Paso 10: Ahora une el pulgar en ángulo con la mano desde atrás, ya que el hilo de pescar tiraría del pulgar en consecuencia, hará un agarre igual que la mano humana. Corte el exceso de ziplock del pulgar, ya que agrega bloqueo a la ruta de doblado.

Paso 11: agregue la línea shing en cada dedo a través de los tubos de tinta. En el extremo superior del dedo, haga un nudo de la línea de tejas para que permanezca en su posición.

Paso 12: El paso final es conectar la línea de cada dedo al servomotor respectivo en su posición máxima. Asegúrese de que cuando el servo gire, quede suficiente hilo de pescar para que los dedos se doblen. Fije el hilo de pescar al eje del servomotor haciendo nudos con fuerza.

Paso 4: Diseño del guante de control

Configuración del circuito del sensor

Las resistencias utilizadas son de 10K ohmios. El cable GND principal, que está conectado a todos los cables GND individuales de los sensores, se conecta al GND del arduino. El + 5V del arduino va al cable de voltaje positivo, y cada cable azul se conecta a un pin de entrada analógica separado. Luego, soldamos el circuito en un pequeño veroboard. Uno que se pueda montar fácilmente en el guante. También pudimos soldar los cables a los sensores con relativa facilidad, y utilizamos termorretráctil para asegurarnos de que no hubiera cortocircuitos. Luego envolvimos el área donde los cables están conectados a los sensores con cinta aislante para estabilizar los sensores. Cerca de la parte inferior, donde están conectados los cables, los sensores son un poco más débiles y la cinta garantiza que no se doblen ni se dañen.

Cosa la punta de cada sensor en el área de cada dedo justo arriba de donde estaría cada una de sus uñas. Luego, para cada sensor, haga bucles sueltos alrededor de ellos con hilo en ambas articulaciones de cada dedo. Una vez que cada sensor está en su lugar y se desliza debajo de los bucles de hilo muy bien. Luego cosimos el veroboard en la parte de la muñeca del guante con fuerza. Después de coser los sensores de flexión del guante y también en el soporte del codo, conecte todos los cables a la placa veroboard y arduino uno. Fije las conexiones en una hoja de cartón.

Paso 5: software

Los pasos para establecer la comunicación inalámbrica entre dos xbees son los siguientes:

- Descargue el software Arduino IDE e instálelo en su sistema.

- Ahora abra la ventana del software arduino. Así se verá.

- Verifique este código usando la opción compilar (marque el símbolo debajo de la opción de archivo) para verificar si hay errores y luego guárdelo.

- Después de compilarlo, seleccione el puerto (en la opción Herramientas) en la placa en la que desea cargar el código.

- Cargue este código en la placa arduino UNO R3. Estamos cargando esto para hacer de arduino un puerto USB para la configuración del módulo xbee s1.

- Ahora monte adruino xbee shield en la placa arduino y luego monte el módulo xbee s1 en arduino xbee shield. Después de esta configuración, cambie al modo USB usando el botón deslizante en arduino xbee shield. Luego, conecte ambos arduino al puerto USB de la computadora portátil usando USB y descargue el software X-CTU.

- Ahora abra la ventana X-CTU.

- Ahora haga clic en Agregar dispositivos o Descubrir dispositivos para agregar módulos de radio a la lista.

- Después de agregar dispositivos, haga clic en ellos para cambiar su configuración. NOTA: El ID de PAN debe ser el mismo para el coordinador y el módulo de punto final; de lo contrario, no se comunicarán. Cuando asigna el mismo ID de PAN para ambos módulos, pueden detectarse entre sí para la comunicación.

- Ahora haga clic en Agregar dispositivos o Descubrir dispositivos para agregar módulos de radio a la lista.

- Después de agregar dispositivos, haga clic en ellos para cambiar su configuración. NOTA: El ID de PAN debe ser el mismo para el coordinador y el módulo de punto final; de lo contrario, no se comunicarán. Cuando asigna el mismo ID de PAN para ambos módulos, pueden detectarse entre sí para la comunicación.

- Ahora cambie al modo de trabajo de consolas y haga clic en abrir la conexión en serie con el módulo de radio para ambos dispositivos. Después de seleccionarlo, aparecerá de color verde.

- Ahora escriba cualquier mensaje en el cuadro del coordinador, por ejemplo, escriba hola, hola, etc. El cuadro en el que está escribiendo el texto aparecerá en azul.

- Ahora haga clic en el cuadro de punto final y verá el mismo mensaje en este cuadro pero en color rojo que indica que el mensaje se recibió de otro dispositivo. Después de una configuración y comunicación exitosa entre el coordinador y los módulos de punto final, están listos para usarse en circuito.

- Pasos para la codificación final de la comunicación inalámbrica del transmisor y el receptor {Escriba el código para el guante de control en el software arduino y seleccione el puerto (aquí, por ejemplo: COM4 es el puerto para el bloque del transmisor) que desea hacer el bloque del transmisor (coordinador). Ahora cárguelo en esa placa Arduino UNO. NOTA: Cuando cargue cualquier código en arduino, desconecte (elimine) el escudo arduino xbee o cualquier conexión en él.

{Escriba el código para la mano mecánica en el software arduino y seleccione el puerto (aquí, por ejemplo: COM5 es el puerto para el bloque del receptor) que desea hacer el bloque del receptor (punto final). Ahora cárguelo en esa placa arduino UNO.

Paso 6: diagrama de flujo

Paso 7: CÓDIGO:

También diseñamos un código mediante el cual puedes controlar la mano robótica por gesto y voz al mismo tiempo, pero necesitará mucha explicación sobre cómo incrustarlo en el proyecto, por eso no lo adjuntamos aquí. Si alguien necesita ese código, comente debajo de su identificación de correo electrónico. En este video, la computadora portátil se usa solo para suministrar voltaje a los arduinos ya que tuvimos problemas con la batería ya que se agotan muy rápido.