Ruka robota s glasovnom kontrolom: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ove upute objašnjavaju kako izgraditi robotsku ruku s glasovnom kontrolom pomoću Arduino Uno R3, Bluetooth modula HC-06 i pet koračnih motora. [1]

Bluetooth glasovne naredbe šalju se s vašeg Android mobitela na tumač Arduino Uno R3 koji kontrolira ruku.

MIT AppInventor 2 je korišten za pisanje Android aplikacije koja koristi snagu Google-Speech-To-Text. [2]

Ruka, izrađena od duljine 20 mm x 3 mm aluminijske ekstruzije i žičane vješalice, konstruirana je za testiranje nekih ideja. Tehnike gradnje i kod mogu zanimati druge.

Značajke uključuju:

• Jednostavno za napraviti
• Pojedinačni pokreti prstiju
• Grupni pokreti prstiju
• Programirani ručni oblici za razne zadatke
• Lagana težina
• Svaki prst je spojen kablom …
• Radovi pod vodom ako to bude potrebno (nema kratkih motora)

Izuzimajući vaš mobitel, procijenjeni troškovi izgradnje ovog projekta manji su od 100 USD

Slike

Fotografija 1 prikazuje mehaničku ruku.

Fotografija 2 prikazuje ruku pričvršćenu na sklop motora.

Fotografija 3 prikazuje Bluetooth (mobilni telefon) glasovni kontroler

Fotografija 4 je snimak zaslona koji prikazuje tipičan dijalog

Video prikazuje glasovno upravljanu ruku na djelu

Bilješke

[1]

Koračni motori su iz prošlih projekata. Servo motori bi trebali raditi jednako dobro s nekoliko izmjena koda.

[2]

MIT AppInventor 2 je slobodno dostupan na

Aplikacija VTT.apk (Glas u tekst) i VTT.aia kôd za ovaj projekt predstavljeni su u ovom uputstvu ako ga želite prilagoditi.

Korak 1: Popis dijelova

Sljedeći dijelovi su nabavljeni sa

• 1 samo Arduino UNO R3 s USB kabelom
• 1 samo Prototip PCB Breadboard za Arduino UNO R3
• 1 samo HC-06 Bluetooth modul
• 5 samo 17HS3430 Nema17 12 voltni koračni motori
• 5 samo Big Easy Driver v1.2 A4988 upravljačke ploče koračnih motora
• Samo 5 GT2 20 -zubni aluminijski razvodni remen Otvor 5 mm Širina 6 mm s vijkom
• Samo 5 GT2 Otvor remenice za hod, 4 mm s ležajem za GT2 Razvodni remen Širina 6 mm 20 Zubi
• 5 samo GT2 Zupčasti remen sa zatvorenom petljom, guma 6 mm 160 mm
• 1 samo pkt 120 kom 10 cm muški na muški + muški na ženski i ženski na ženski kratkospojnik Dupont kabel za Arduino diy kit

Sljedeći dijelovi nabavljeni su lokalno:

• 1 samo ekstruzija aluminija duljine 20 mm x 3 mm
• 1 samo komad aluminijskog otpada od 120 mm x 120 mm
• 1 samo 200 mm x 100 mm x 6 mm kompozitna ploča (za produžetak za ruke i zglobove)
• 1 samo 500 mm x 500 mm x 6 mm kompozitna ploča (za osnovnu ploču)
• 1 samo kratki duljina (otprilike 520 mm) staro drvo 18 mm x 65 mm (za noge s temeljnom pločom)
• 1 samo žičana vješalica (približno promjera 2,4 mm)
• 1 samo žica za zavjese
• 1 samo zavjesa
• 1 samo kolut najlonske ribarske niti od 30 lb
• 1 samo kratka duljina šešira-elastična
• 1 samo pkt kabelske vezice
• 1 samo otpornik od 1200 ohma od 1/8 vata
• 1 samo otpornik od 228 ohma od 1/8 vata
• 1 samo 1N5408 3 amp dioda snage
• 1 samo SPST (jednopolni jednokratni prekidač) prekidač
• 1 samo 2-pinski PCB priključni blok
• 15 samo najlonski držači s navojem M3 x 9 mm
• 30 samo vijaka M3 x 5 mm (za najlonske nosače)
• 30 samo vijaka M3 x 10 mm (za prste i nosače motora)
• 2 samo vijka M4 x 15 mm (za produženje zgloba)
• 5 samo vijaka M4 x 30 mm (za prazne remenice)
• 17 samo matice M4 (za remenice u praznom hodu)
• 12 samo vijaka za drvo (za noge osnovne ploče)

Procijenjeni trošak ovih dijelova je manji od 100 USD

Korak 2: Dijagram kruga

Dijagram sklopa za ruku robota prikazan je na fotografiji 1

Odgovarajući motor / Bluetooth štit prikazan je na fotografiji 2

Veliki jednostavni vozači prikazani su na fotografiji 3.

Kontroleri motora Big Easy Driver podržavaju ožičenje s lajsnom

Ožičenje motora

Možda će biti potrebno preokrenuti dvije središnje žice sa svakog 12-voltnog koračnog motora 17HS3430 Nema17, jer ploče za pogon koračnog motora Big Easy Driver v1.2 A4988 očekuju da su žice sa svakog od namota zavojnice susjedne.

Da biste to postigli, potrebno je zamijeniti dvije središnje žice sa svakog motora (fotografija 4).

Zadani slijed boja za kabele 17HS3430 (za moje motore) je crvena, plava, zelena, crna. Slijed boja nakon izmjene je crvena, zelena, plava, crna.

Crveni, zeleni navoj povezan je s "A" terminalima Big Easy Driver -a.

Plavi, crni namot pričvršćen je na “B” stezaljke Big Easy Driver -a.

Velika ograničenja struje za vozača

Ograničenje struje na svakom od velikih upravljačkih programa Easy Easy mora biti postavljeno na 400 mA (miliampera).

Da biste to postigli:

1. Isključite napajanje [1]
2. Isključite svoj Arduino
3. Isključite svaki kabel motora
4. Okrenite svaki potenciometar za ograničenje struje na A4988 Big Easy upravljačkim pločama do kraja u smjeru kazaljke na satu
5. Primijenite 12 volti na Big Easy upravljačke programe … trebali biste dobiti trenutno očitanje između 90mA i 100mA. Ovo je struja koju crpe LED diode.
6. Isključite 12 -voltno napajanje [1]
7. Priključite motor "Thumb", uključite napajanje i podesite napajanje na 490mA
8. Isključite 12 -voltno napajanje [1]
9. Isključite motor palca.
10. Ponovite korake 6, 7, 8, 9 za svaki od preostalih motora

Priključite sve kabele motora na odgovarajuće kontrolere.

Ukupna opskrbna struja bit će nešto više od 2 ampera kada se uključi napajanje

Bilješka

[1]

NIKADA nemojte uključivati ili odvajati koračni motor s uključenom snagom. Induktivni udarac (skok napona) vjerojatno će oštetiti kontrolere.

Korak 3: Ruka … Koncept

Moja prva ruka robota, opisana na https://www.instructables.com/id/Robot-Hand-2/, ima mnogo malih dijelova i koristi ljepljivu traku za zglobove.

Ova zamjenska ruka je robusnija, ima manje dijelova i lakše ju je izraditi.

Gornje fotografije prikazuju osnovni koncept … ako uklonite središnji vijak s pantografa, "spoj" ima rotaciju od najmanje 90 stupnjeva [1]

Bilješka

[1]

Namjeravao sam upotrijebiti ruku pantografa u svom ploteru pokretača https://www.instructables.com/id/CNC-Actuator-Plo…, ali sam odustao od te ideje jer je bilo previše neželjenih pokreta zbog velikog broja spojeva.

Korak 4: Ruka … Prototip

Gornje fotografije prikazuju kako se može stvoriti "prst" iz duljine ekstruzije aluminija i žičane vješalice.

Spoj ima glatko djelovanje i izuzetno je čvrst.

Matice i vijci nisu potrebni … lemna mrlja na svakom kraju žice pričvršćuje ih na mjestu.

Korak 5: Ručno … Konstrukcija

Za izradu ove ruke potrebno je nekoliko alata … samo pila za rezanje, nekoliko bušilica i turpija.

Korak 1

• Nacrtajte obris svoje ruke na papiru. (fotografija 1)
• Označite svoju "zglobnu liniju" i glavne "zglobove prstiju"
• Zanemarite vrhove prstiju … obično se ne savijaju toliko … kosina je dovoljna. Ako je potreban blagi zavoj koji se može kasnije dodati.

Korak 2

• Izrežite dijelove duljine prstiju od ekstruzije aluminija (fotografija 2)
• Izbušite četiri rupe promjera vješalice … po jednu u svakom kutu aluminijske ekstruzije. (fotografija 4)
• Izbušite rupu manjeg promjera iza svake od prvih rupa. Koriste se za elastiku šešira i najlonske tetive. (fotografija 4)
• Izrežite duljinu žice s vješalice i savijte svaki kraj za 90 stupnjeva
• Ukrstite žice pri spajanju aluminijskih dijelova prstiju. Žice su umetnute sa suprotnih strana.
• Pričvrstite žice primjenom lemljenja na svaki kraj žice. Ne brinite se oko lemljenja koje se lijepi za aluminij … ne radi se.
• Uklonite sav lemni tok sa spojeva pomoću mineralnog terpentina (ili sličnog), a zatim nanesite kap ulja za šivaću mašinu. Višak ulja obrišite papirnatim ubrusom.

Korak 3

• Pričvrstite svaki prst na drveni ručni oblik pomoću aluminijskih nosača u obliku slova "L" izrađenih od komadića aluminijskog lima.
• Naslonite naslone tako da su prsti ravni kad su potpuno ispruženi. (fotografija 4)

Korak 4

Pričvrstite palac (fotografija 2). Nosač za palac izgleda komplicirano, ali jednostavno je komad lima-aluminija u obliku slova "L" u obliku rezanog pod kutom. Zatim se zavoj od 90 stupnjeva izreže i krajevi ispruže

Korak 5

• Vežite komad elastike za šešir između preostalih gornjih rupa (fotografija 4).
• Namjestite napetost dok se prsti samo ne ispruže.

Korak 6

• Na rupe za donje prste pričvrstite najlonske tetive (ribolov).
• Prođite svaku najlonsku tetivu kroz rupe promjera 2 mm izbušene u (zakrivljenom) komadu drveta. Ove rupe djeluju poput očiju zavjesa. (fotografija 2)

Korak 7:

Zavjesa se koristi za promjenu smjera najlonske tetive palca. Ušica za zavjese je uvrnuta u najlonsko postolje s navojem M3 koje se nalazi s druge strane ruke

Korak 6: Softver … Android

Fotografija 1 prikazuje zaslon dizajna MIT AppInventor 2 za moju aplikaciju VTT (Voice-to-Text).

Fotografija 2 prikazuje "Blokove" koji se koriste u ovoj aplikaciji.

Fotografije 3 i 4 male su-p.webp

Čitanje koda

• Gornja dva lijeva "bloka" povezuju vaš telefon s Arduinom kada pritisnete gumb "Bluetooth".
• Srednja dva lijeva "bloka" šalju vašu glasovnu naredbu arduinu kada pritisnete gumb "mikrofon". Tekst je izrađen pomoću Google Speech_To_Text.
• Sve glasovne naredbe pojavljuju se kao tekst iznad ikone "mikrofon".
• Donja dva lijeva "bloka" prenose ovaj tekst na gumb "prilagođeno" ako želite ponoviti naredbu prilikom testiranja.
• Donja dva desna bloka šalju riječi "otvoreno" i "blizu" u ruku. Mislio sam da će ovo biti korisno pri testiranju.
• Tri gornja desna "bloka" kontroliraju vrijeme.

VTT.apk

Priložena datoteka VTT.apk stvarna je aplikacija za Android telefon.

Da biste instalirali VTT.apk:

• Kopirajte VTT.apk na svoj telefon (ili ga pošaljite e -poštom kao privitak)
• Promijenite postavke telefona kako biste omogućili instaliranje aplikacija trećih strana
• Preuzmite instalacijski program za apk sa
• Pokrenite instalacijski program.

VTT.aia

Alternativna metoda instaliranja koda je:

• stvoriti MIT AppInventor račun
• Preuzmite i instalirajte MIT AppInventor 2 s
• Preuzmite i instalirajte “MIT AI2 Companion” s https://play.google.com/store na svoj telefon.
• Oponašajte fotografiju 1 na ekranu "Dizajn"
• Ponovite blokove prikazane na fotografiji 2
• Pokrenite "MIT AI2 Companion" na svom telefonu
• Kliknite na "Build | Aplikacija (navedite QR kôd za.apk)”
• Kliknite opciju QR na telefonu kada se pojavi QR kôd
• Slijedite upute.

Korak 7: Arduino softver

Upute za instalaciju

Preuzmite priloženu datoteku “VTT_voice_to_text_7.ino”

Kopirajte sadržaj datoteke u novu Arduino skicu i spremite.

Prenesite skicu na svoj Arduino.

Bilješke o dizajnu

Engleski jezik je izuzetno složen.

Često postoji više načina da se kaže ista stvar. U sljedećim primjerima "ruka" i prsti "imaju isto značenje:

• "Otvori ruku" ……………………………………… odnosi se na tvoju ruku
• "Otvorite prste" …………………………………… odnosi se na vašu ruku

No ključne riječi mogu imati i različita značenja:

• "Otvori prste" ………………………………….. odnosi se na tvoju ruku
• "Otvorite kažiprst i srednji prst" ………… odnosi se na određene prste

Za smislene naredbe potrebne su najmanje dvije ključne riječi. Sljedeće naredbe ne rezultiraju ručnom radnjom jer imaju samo jednu ključnu riječ:

• “Otvoreno” ……………………………………………………..jedna ključna riječ “otvoreno” [1]
• "Daj mi ruku" ……………………………………….jedna ključna riječ „ruka”
• "Dodaj mi ključ" ………………………………… jedna ključna riječ „ruka”

Za tumačenje ovih naredbi grupirao sam ključne riječi sličnog značenja na sljedeći način:

• Više prstiju: „ruka“, „prsti“, „otvoreno“, „zatvori“, „otpusti“[1]
• Određeni prsti: "palac", "kažiprst", "srednji", "prsten", "mali"
• Otvoreni prsti: "otvori", "podigni", "ispruži", "otpusti" [1]
• Zatvorite prste: "zatvori", "donji" [1]
• Zadaci: "nositi", "zadržati", "odabrati", "demo", "kalibrirati"

Svaka grupa ključnih riječi povezana je sa "zastavicom". Za tumačenje prirodnog govora, zastavica ili grupa zastavica aktivira se kad god se otkrije ključna riječ. Tumač govora treba samo pogledati kombinacije zastavica kako bi utvrdio koje su radnje potrebne.

Rekurzija

Do rekurzije dolazi kada se naredba pozove jedan ili više puta.

Pretpostavimo da su vam neki prsti ispruženi, a neki zatvoreni. Pretpostavimo također da želite ispružiti palac i zatvoriti prste kao kad nešto nosite.

Metoda 1

Sljedeće dvije glasovne naredbe će to postići:

• "Otvori ruku"
• "Zatvorite srednji kažiprst i male prste"

Metoda 2

Umjesto izdavanja dvije zasebne naredbe, mogli biste stvoriti zadatak “carry ()”:

“Nosi ovo za mene”

Ova naredba aktivira funkciju “carry ()” koja zatim izdaje:

• proces ("otvori ruku");
• proces ("zatvorite srednji kažiprst i male prste")

Ova rekurzivna radnja omogućuje stvaranje složenih oblika ruku.

Bilješka

[1]

Radi praktičnosti, programirao sam tumača da prihvati "otvaranje", zatvaranje i "otpuštanje" kao naredbe s jednom riječju.

Korak 8: Sažetak

Ovo uputstvo pokazuje kako se ruka robota može konstruirati od kratke aluminijske ekstruzije i žičane vješalice.

Ruka je konstruirana za testiranje nekih ideja. Čepovi za uši pričvršćeni su na vrhove prstiju radi poboljšanja prianjanja.

Značajke uključuju:

• Jednostavno za napraviti
• Svaki prst ima kabelski pogon.
• Pojedinačni pokreti prstiju
• Grupni pokreti prstiju
• Programirani ručni oblici za razne zadatke
• Niska cijena
• Lagana težina
• Radovi pod vodom ako bi to bilo potrebno (nema kratkih motora)

Svaki prst ima kabelski pogon. Najlonska ribarska linija koristi se za tetive od kojih se svaka provlači kroz fleksibilnu žicu za zavjese.

Fotografija 2 u odjeljku Intro prikazuje dva kabela … jedan s 2 tetive … drugi s tri. To je u redu ako je radijus savijanja veliki, inače se prsti nastoje zalijepiti kada se kabeli savijaju. To je prevladano korištenjem pet zasebnih kabela u videu

Dok najlonska ribarska linija radi, ima tendenciju rastezanja. Ribolovni trag od nehrđajućeg čelika bio bi bolji izbor … Imam kolut po narudžbi.

Pokretači su izrađeni od koračnih motora i beskrajnih remena. Tetive su pričvršćene za pogonske remene pomoću kabelskih vezica.

Ovaj projekt trebao bi jednako dobro funkcionirati sa servo motorima. Manje promjene koda bit će potrebne ako odlučite koristiti servo pogone.

Bluetooth glasovne naredbe šalju se na vaš Arduino iz aplikacije za mobitel Android.

Kôd za aplikaciju za mobitel razvijen je pomoću MIT AppInventor 2 i objavljen je u ovom uputstvu.

Arduino glasovni tumač iznimno je pouzdan. Kôd koji je sadržan u ovom uputstvu može se koristiti u drugim projektima.

Izuzimajući vaš mobitel, procijenjeni troškovi izgradnje ovog projekta manji su od 100 USD

Kliknite ovdje da biste vidjeli moje ostale upute.