হাই ফাইভ! - একটি রোবোটিক হাত: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:00

একদিন, আমাদের ইঞ্জিনিয়ারিং ক্লাসের নীতিমালায়, আমরা VEX যন্ত্রাংশের বাইরে যৌগিক মেশিন নির্মাণের উদ্দেশ্যে যাত্রা শুরু করি। যখন আমরা প্রক্রিয়াগুলি তৈরি করতে শুরু করি, আমরা একাধিক জটিল উপাদানগুলি পরিচালনা করতে সংগ্রাম করেছি যা একত্রিত হওয়ার প্রয়োজন ছিল। যদি কেউ আমাদের হাত দিতে পারে …

এই কারণেই আমরা, মিস বার্বাবির ক্লাসে তিনজন ইরভিংটন হাই স্কুলের ছাত্র, শুরু থেকেই একটি রোবোটিক হাত ডিজাইন এবং তৈরির সিদ্ধান্ত নিয়েছি! এই S. I. D. E এর জন্য $ 150 এর আর্থিক অনুমানের সাথে প্রকল্প, আমরা বাজেটের আওতায় থাকা অবস্থায় প্রয়োজনীয় সমস্ত উপকরণ অর্জন করতে সক্ষম হয়েছি। সমাপ্ত পণ্য একটি Arduino মেগা, একটি servo মাইক্রো-নিয়ন্ত্রক যা 5 servos চালিত, যার প্রতিটি একটি 3D মুদ্রিত আঙুলের সাথে সংযুক্ত করা হয় যা বাস্তবসম্মত জয়েন্টগুলোতে পৃথকভাবে চলতে সক্ষম।

এটি একটি খুব উচ্চাভিলাষী প্রকল্প ছিল, এই কারণে যে সমস্ত দলের সদস্যরা জুনিয়র বছরের ব্যস্ত সময়সূচী সহ উচ্চ বিদ্যালয়ের ছাত্র এবং বেস থেকে সম্পূর্ণরূপে একটি ইলেকট্রনিক্স ভিত্তিক প্রকল্পের নকশা করার পূর্ব অভিজ্ঞতা নেই। যদিও আমাদের দলের সদস্যদের পূর্ববর্তী কম্পিউটার-সহায়ক নকশা এবং প্রোগ্রামিং অভিজ্ঞতা আছে, প্রকল্পটি আমাদের চোখ খুলে দিয়েছে আরডুইনো হার্ডওয়্যার এবং সফটওয়্যারের সম্ভাব্য ব্যবহারের জন্য যাতে মানুষ তাদের দৈনন্দিন কাজ সম্পন্ন করতে সাহায্য করতে পারে।

প্যাট্রিক ডিং এর 3D মডেলিং এবং ডিজাইন

অশ্বিন নাটমপল্লীর ডকুমেন্টেশন এবং আরডুইনো কোডিং

Arduino Coding, Circuitry, and Instructable by Sandesh Shrestha

ধাপ 1: CADing

এই প্রকল্পের প্রথম এবং সবচেয়ে কঠিন পদক্ষেপ হল আঙ্গুল দিয়ে হাতের 3D মডেল তৈরি করা। এটি করার জন্য, অটোডেস্ক আবিষ্কারক, বা অটোডেস্ক ফিউশন 360 ব্যবহার করুন (আমরা আগেরটি ব্যবহার করেছি)।

হাতের তালু, আঙুলের অংশ, আঙ্গুলের ডগা এবং গোলাপী আঙুলের অংশের জন্য পৃথক CAD তৈরি করতে অংশ ফাইল ব্যবহার করুন। জয়েন্টগুলো এবং অপারেশন মসৃণ হওয়ার জন্য এটি আমাদের প্রতি অংশে 2-3 টি সংশোধন করেছে।

নকশাটি যতটুকু আকার এবং আকৃতির হতে পারে যতক্ষণ পর্যন্ত স্ট্রিংয়ের পথ মসৃণ আঙ্গুলের অপারেশনের অনুমতি দেয় এবং আঙ্গুলগুলি একে অপরের সাথে সংঘর্ষ না করে। এছাড়াও নিশ্চিত করুন যে একটি বন্ধ মুঠির জন্য আঙ্গুলগুলি পুরোপুরি ভেঙে পড়তে সক্ষম।

স্ট্রিং হস্তক্ষেপ এবং অকার্যকর পথের সমস্যা সমাধানের জন্য, যেমনটি আমরা আমাদের প্রথম সংস্করণে পেয়েছি, লুপ, স্ট্রিং গাইড এবং টানেল যুক্ত করা হয়েছিল যাতে স্ট্রিংটি সহজেই টেনে এবং আলগা করা যায়।

এখানে আমাদের চূড়ান্ত মাল্টিভিউ এবং প্রতিটি অংশের জন্য.stl CAD ফাইল রয়েছে।

ধাপ 2: 3D মুদ্রণ

CAD সমাপ্ত করার পর, একটি 3D প্রিন্টার ব্যবহার করুন যাতে সেগুলি জীবনে আসে। আপনার তৈরি নকশায় কিছু সমস্যা থাকলে এই পর্যায়টি একাধিকবার পুনরাবৃত্তি করা যেতে পারে।

3D প্রিন্টের জন্য, প্রথমে CAD ফাইলগুলিকে STL ফাইল হিসাবে রপ্তানি করুন। অটোডেস্ক ইনভেন্টারে এটি করতে, ফাইল ড্রপডাউন মেনুতে ক্লিক করুন এবং রপ্তানির উপরে ঘুরুন। পপআউট কলাম থেকে, সিএডি ফরম্যাট নির্বাচন করুন। উইন্ডোজ ফাইল এক্সপ্লোরার মেনু আপনাকে ড্রপডাউন মেনু থেকে.stl ফাইল চয়ন করতে এবং ফাইলের জন্য একটি অবস্থান চয়ন করার অনুমতি দেবে।

একবার ফাইলটি 3D প্রিন্টারের সফটওয়্যারে আমদানি করার জন্য প্রস্তুত হয়ে গেলে, প্রিন্ট অপশনগুলো আপনার পছন্দ অনুযায়ী কনফিগার করুন অথবা আমাদের কনফিগারেশন অনুসরণ করুন। থ্রিডি প্রিন্টার সফ্টওয়্যার ব্র্যান্ড থেকে ব্র্যান্ডে পরিবর্তিত হয় তাই তাদের সফ্টওয়্যার নেভিগেট করার জন্য অনলাইন গাইড বা ম্যানুয়ালের সাথে পরামর্শ করুন। আমাদের হাতের জন্য, আমরা আমাদের ক্লাস সেটিংয়ে এর প্রাপ্যতার কারণে লুলজবট মিনি ব্যবহার করেছি।

ধাপ 3: সমাবেশ

একবার সমস্ত যন্ত্রাংশ সফলভাবে র printed্যাফট এবং সাপোর্টস (যদি প্রযোজ্য হয়) দিয়ে 3D মুদ্রিত হয়, তাহলে প্রতিটি অংশকে সমাবেশ শুরু করার জন্য প্রস্তুতি নিতে হবে।

যেহেতু থ্রিডি প্রিন্টারগুলি খুব সুনির্দিষ্ট নয় এবং ছোট ছোট অসম্পূর্ণতা দেখা দিতে পারে, তাই কিছু মুখ মসৃণ করার জন্য একটি ফাইল বা স্যান্ডপেপার বা একটি স্যান্ডিং অ্যাটাচমেন্ট সহ ড্রেমেল ব্যবহার করুন। মসৃণ যৌথ ক্রিয়াকলাপের জন্য, সর্বোত্তম সংযোগের জন্য মসৃণ করার জন্য জয়েন্টগুলোতে এবং ছেদ বিন্দুগুলিতে ফোকাস করুন। কখনও কখনও আঙুলের অংশ এবং অন্যান্য অংশে স্ট্রিং টানেলগুলি গুহাতে পারে বা অসম্পূর্ণ হতে পারে। বড় অসঙ্গতি মোকাবেলায়, টানেলগুলি ড্রিল করার জন্য 3/16 ইঞ্চি ড্রিল বিট সহ একটি ড্রিল ব্যবহার করুন।

সবচেয়ে সহজ স্ট্রিং রাউটিংয়ের জন্য, প্রতিটি আঙুল একত্রিত করুন, টানেল দিয়ে স্ট্রিংটি রুট করুন এবং প্রান্তে স্ট্রিংটি বেঁধে দিন। প্রতিটি আঙুলকে তালুতে মার্জ করার আগে, গাইড লুপের মাধ্যমে স্ট্রিংটি চালান, একটি উপরের গর্তের মধ্য দিয়ে এবং একটি নীচের দিকের তালুতে এবং এটি সার্ভোর অন্তর্ভুক্ত স্পুলের বিপরীত প্রান্তে সংযুক্ত করুন। একবার দৈর্ঘ্য ঠিক হয়ে গেলে হাতের তালুতে আঙ্গুল যোগ করুন।

উপরের ছবিতে দেখানো হয়েছে, আঙুলটি একসাথে ধরে রাখার জন্য প্রতিটি জয়েন্টে m4x16 স্ক্রু োকান। পিঙ্কির জন্য গোলাপী অংশগুলি ব্যবহার করে সমস্ত আঙ্গুলের জন্য প্রতিটি আঙুল তৈরির প্রক্রিয়া পুনরাবৃত্তি করুন।

ধাপ 4: Arduino সার্কিট্রি

কঙ্কালের সাথে সমস্ত একত্রিত, এখন পেশী এবং মস্তিষ্ককে একীভূত করতে হবে। সব সার্ভিস একসাথে চালানোর জন্য, আমাদের অবশ্যই Adafruit এর একটি PCA 9685 মোটর কন্ট্রোলার ব্যবহার করতে হবে। এই কন্ট্রোলার সার্ভিস পাওয়ার জন্য একটি বহিরাগত পাওয়ার সাপ্লাই প্রয়োজন। এই নিয়ামক এবং এর মালিকানাধীন কোডিং লাইব্রেরি ব্যবহার করে এখানে পাওয়া যাবে।

Arduino কে কন্ট্রোলারের সাথে সংযুক্ত করার সময়, নিশ্চিত করুন যে আপনি পিন আউটপুট রেকর্ড করেছেন। যদি একটি Arduino মেগা ব্যবহার করে, তাহলে এটি প্রয়োজন হবে না। যাইহোক, সব ক্ষেত্রে, নিশ্চিত করুন যে আপনি মোটর কন্ট্রোলারের কোন পোর্টে সার্ভিস মাউন্ট করা আছে তা রেকর্ড করুন।

একটি আইআর রিমোট ব্যবহার করে সার্ভস এবং হাত নিয়ন্ত্রণ করতে, কেবল আইআর রিসিভার যুক্ত করুন এবং ডিজিটাল পোর্টে ডেটা ওয়্যার দিয়ে আরডুইনোতে পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড সংযুক্ত করুন। সঠিক ওয়্যারিং নিশ্চিত করতে আপনার IR রিসিভারের পিনআউট চেক করুন। আমাদের সার্কিটের একটি উদাহরণ দেখানো হয়েছে।

এই সার্কিট তৈরি করতে, প্রথমে সার্ভো মোটর কন্ট্রোলার বোর্ডে 3, 7, 11, 13, এবং 15 পোর্টে প্রতিটি সার্ভো সংযুক্ত করুন। নীচে পাঁচটি পিনের সাথে পুরো বোর্ডটি একটি রুটিবোর্ডে সংযুক্ত করুন।

জাম্পার কেবল ব্যবহার করে, Arduino এর 5V শক্তি এবং স্থলকে রুটিবোর্ডের একটি পাওয়ার রেলের সাথে সংযুক্ত করুন (নিশ্চিত করুন যে আপনি লেবেল করেছেন বা মনে রাখবেন কোন দিকে Arduino থেকে 5V আছে!)। এটি IR সেন্সর এবং মোটর কন্ট্রোলারকে শক্তি দেবে। অন্য পাওয়ার রেলের সাথে একটি 6V পাওয়ার প্যাক সংযুক্ত করুন। এই servos শক্তি হবে।

আইআর সেন্সরের সমস্ত 3 টি পিন ব্রেডবোর্ডে রাখুন। পাওয়ার এবং গ্রাউন্ডকে 5V রেল এবং আউটপুটকে ডিজিটাল পিন 7 এর সাথে সংযুক্ত করুন।

যেহেতু আমরা একটি Arduino মেগা ব্যবহার করছি, মোটর কন্ট্রোলারে SDA এবং SCL পোর্টগুলি Arduino এ SDA এবং SC পোর্টের সাথে যুক্ত হবে। VCC এবং স্থল বন্দরগুলি 5V রেলের সাথে সংযুক্ত হবে।

ব্যাটারি প্যাকটি তার নিজস্ব পাওয়ার রেলের সাথে সংযুক্ত, সবুজ পাওয়ার ইনপুট হেডারের মাধ্যমে সার্ভো মোটরগুলিতে পাওয়ার সুরক্ষিত করতে জাম্পার কেবল এবং একটি ছোট ফ্ল্যাট হেড স্ক্রু ড্রাইভার ব্যবহার করুন।

নিশ্চিত করুন যে সমস্ত সংযোগগুলি শক্ত এবং আমাদের টিঙ্কারক্যাড সার্কিট সংযুক্ত সমস্ত তারের লাইনগুলি পুনরায় পরীক্ষা করুন।

ধাপ 5: কোডিং

এই হাতটি ব্যবহারের জন্য শেষ করার আগে শেষ ধাপ হল আরডুইনো কোড করা। যেহেতু এই হাতটি PCA 9685 মোটর নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করে, তাই আমাদের প্রথমে লাইব্রেরি ইনস্টল করতে হবে, যা Arduino কোডিং পরিবেশের ভিতরে করা যেতে পারে। ইনস্টল করার পরে, IR দূরবর্তী কার্যকারিতার জন্য IRremote লাইব্রেরিও ইনস্টল করুন।

আমাদের কোডে, IR রিমোটের প্রতিটি বোতামের সংজ্ঞা 8 ডিজিটের কোড দিয়ে দেখানো হয়েছে। এগুলি IRRecord প্রোগ্রাম ব্যবহার করে পাওয়া গেছে, যা প্রতিটি বোতামের 8 ডিজিটের কোড সিরিয়াল মনিটরে প্রিন্ট করে।

IRRecord প্রোগ্রাম এবং চূড়ান্ত হ্যান্ড কন্ট্রোল প্রোগ্রাম উভয়ই সংযুক্ত।

কোডের শুরুতে, লাইব্রেরি IRremote, Wire, এবং Adafruit_PWMServoDriver অন্তর্ভুক্ত করুন।

এর পরে, IRRecord এর ফলাফলগুলি ব্যবহার করুন IR রিমোটের প্রতিটি বোতাম সংজ্ঞায়িত করতে। যদিও সবগুলি প্রয়োজনীয় নয় (শুধুমাত্র 10 টি প্রয়োজন), সবগুলিই দ্রুত সম্প্রসারণের অনুমতি দেয় (ফাংশন এবং প্রিসেট অঙ্গভঙ্গি যোগ করা) ভবিষ্যতের জন্য। Servo ড্রাইভার ফাংশন ব্যবহার করে pwm তৈরি করুন এবং মোটর কন্ট্রোলারের পিনগুলিতে servos বরাদ্দ করুন। দেখানো হিসাবে SERVOMAX/MIN এর একই মান ব্যবহার করুন। আইআর সেন্সরের ডিজিটাল ইনপুট পিন 7 হিসাবে নির্ধারণ করুন এবং আরম্ভ করুন।

9600 এর বড রেটের সাথে সিরিয়াল শুরু করার সাথে সেটআপ ফাংশনটি ঘোষণা করুন।

অবশেষে লুপ ফাংশনে আইআর রিমোটের ইনকামিং ট্রান্সমিশনের উপর ভিত্তি করে একটি if/else সুইচ তৈরি করুন তারপর আইআর রিমোটের প্রতিটি বোতামের ক্ষেত্রে একটি সুইচ/কেস তৈরি করুন যা ব্যবহার করা হবে। আপনার পছন্দসই নিয়ন্ত্রণের জন্য এগুলি পরিবর্তন করা যেতে পারে। প্রতিটি ক্ষেত্রে, ডিবাগিংয়ের জন্য সিরিয়াল মনিটরে চাপানো বোতামটি মুদ্রণ করুন এবং সার্ভো সরানোর জন্য একটি লুপ ব্যবহার করুন। সমস্ত কেস তৈরি হওয়ার পরে, লুপ ফাংশন বন্ধ করার আগে আরও ইনকামিং সিগন্যালের জন্য আইআর সেন্সর পুনরায় চালু করতে ভুলবেন না। মোটর কন্ট্রোলার বোর্ডের মাধ্যমে সার্ভোসের কোডিং পাওয়া যাবে https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver?view=all- এ।