Sarung Tangan Sensor Fleksibel: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Ini adalah proyek menyenangkan yang dapat disesuaikan untuk mengontrol apa pun, mulai dari lengan robot hingga antarmuka realitas virtual.

Langkah 1: Bahan dan Suku Cadang

Untuk sarung tangan:

• Sarung tangan berkebun murah
• Arduino Lilypad
• Tempat sel baterai Lilypad
• Benang jahit konduktif
• Benang jahit biasa
• Velostat
• Pita tongkat
• lem super
• Elastis
• Lima resistor 4.7Kohm

Untuk lengan:

• Lima servo SG90
• Kabel listrik
• Filamen PLA atau ABS
• Ninjaflex (atau filamen fleksibel lainnya)
• Senar pancing
• catu daya 5V
• Papan roti kecil (opsional tetapi berguna untuk memasang kabel servo secara paralel)

Catatan: jika Anda tidak memiliki filamen pencetakan 3D yang fleksibel, Anda dapat menggunakan lengan robot yang berbeda dengan Tangan Flexy

Langkah 2: Membuat Sensor Fleksibel

Bahan yang saya gunakan, velostat, adalah bahan piezoresistif. Ini berarti bahwa itu sensitif terhadap tekanan dan ketika Anda menekan, menekuk atau merusaknya, resistensi akan berubah. Sifat inilah yang akan kita gunakan untuk mengukur seberapa banyak setiap jari menekuk.

Mulailah dengan memotong 5 strip velostat, kira-kira 0,7cm x 8cm, dimensi yang tepat tidak relevan karena kami tertarik pada pembacaan kualitatif resistansi dan bukan kuantitatif.

Selanjutnya letakkan 2 lembar selotip panjang menghadap ke atas pada permukaan yang rata dan potong dua panjang benang jahit konduktif, saya akan mengatakan setidaknya sepanjang 40cm, selalu lebih baik memiliki kelebihan. Secara opsional, oleskan setetes kecil lem super pada selotip, di dekat alasnya. Ini tidak diperlukan tetapi saya menemukan bahwa itu mencegah benang jahit ditarik keluar secara tidak sengaja. Jika Anda tidak memiliki benang jahit konduktif, Anda dapat menggunakan kawat tembaga tipis untuk langkah ini seperti kawat yang Anda temukan di kabel headphone (saya katakan "mungkin" karena saya belum menguji ide ini).

Letakkan 2 panjang benang jahit di atas selotip di bagian tengahnya, dengan ekor benang jahit mencuat di ujung selotip. Penting untuk menggunakan pita perekat hampir sepanjang penuh karena jika tidak, sensor kelenturan hanya akan mengumpulkan bacaan di dekat pangkal jari Anda dan bukan ujungnya.

Letakkan velostat di atas salah satu benang jahit sehingga menutupi ujungnya (Anda tidak ingin kedua benang jahit bersentuhan). Kemudian angkat selotip lainnya ke sisi velostat yang tidak tertutup, tekan dengan kuat untuk menghilangkan gelembung udara. Pada bagian dasar sensor pastikan 2 buah benang jahit tidak menimbulkan arus pendek, untuk mencegahnya keluarkan dari selotip pada sisi yang berlawanan (mirip dengan sambungan berbentuk "Y", lihat gambar).

Potong kelebihan selotip sesuai keinginan. Terakhir lem super sepotong kecil elastis di ujung sensor. Ulangi ini 5 kali menyesuaikan ukuran setiap sensor agar pas dengan jari Anda secara optimal.

Langkah 3: Buat Sarung Tangan

Saya akan memberikan ikhtisar tentang langkah-langkah yang saya ambil secara pribadi tetapi bagaimana Anda melakukannya akan bervariasi berdasarkan kasus per kasus, sebagian besar tergantung pada sarung tangan yang Anda gunakan.

Satu poin kunci yang tidak bisa saya tekankan adalah bahwa benang jahit konduktif TIDAK seperti kawat hobi biasa, tidak ada selubung isolasi. Selain itu karena sarung tangan fleksibel dan dapat ditekuk ke belakang, sangat mudah untuk membuat korsleting, mengakibatkan komponen hancur dan lubang besar meleleh di sarung tangan Anda.

Jika Anda tidak memiliki benang jahit konduktif, Anda dapat menggunakan kabel biasa dan menyolder sambungan Anda.

Saya mulai dengan memasang kabel baterai ke sarung tangan dan menghubungkan 5V dan GND ke Arduino Lilypad. Jangan menjahit Lilypad sepenuhnya karena kita harus menekuknya ke belakang dan menjahit di bawahnya (lihat gambar di atas).

Saya juga merekomendasikan melapisi bagian bawah papan Lilypad dengan pita listrik untuk mencegah korsleting.

Selanjutnya solder ujung lima resistor 4.7Kohm menjadi loop kecil (Anda mungkin perlu menyesuaikan nilai resistansi berdasarkan panjang dan lebar strip velostat Anda). Opsional: gunakan lem panas untuk menempelkannya ke sarung tangan, akan lebih sulit untuk menjahitnya jika awalnya tidak dipegang pada posisinya.

Konsultasikan gambar di atas dan diagram sirkuit dengan hati-hati sebelum melanjutkan, penting untuk memetakan rute Anda untuk benang jahit sebelum memulai jika tidak, Anda akan "menjahit diri Anda ke sudut".

Secara pribadi saya mulai menjahit dari GND pada baterai ke 5 resistor dan kemudian dari masing-masing resistor ke pin A0 melalui A4 dengan masuk ke bawah papan Lilypad yang kami tutupi dengan selotip sebelumnya. Setelah ini saya menempelkan ujung sensor flex pertama ke ibu jari dengan salah satu ujung benang jahit menuju 5V dan ujung lainnya ke A0. Ulangi ini untuk setiap jari, tetapi alih-alih langsung ke 5V setiap kali (dan membuat labirin jahitan) cukup jahit ke sensor fleksibel sebelumnya.

Untuk memastikan setiap sensor flex tetap berada di bawah tekanan saat Anda menggerakkan jari, jahit karet elastis yang kami pasang ke sensor flex pada langkah terakhir ke ujung jari di sarung tangan. Secara opsional, jahit beberapa loop di sekitar sensor flex untuk memastikan mereka tetap pada posisinya saat Anda menggerakkan tangan Anda.

Terakhir solder 5 kabel ke pin digital 5 hingga 9, ini akan digunakan nanti untuk memberi tahu servo ke mana harus pergi.

Langkah 4: Bangun Lengan

Saya 3D mencetak file lengan yang tersedia dari pengguna Gyrobot di Thingiverse. Anda dapat menemukan mereka di sini.

Jika Anda mau, Anda juga dapat mencetak lengan bawah secara 3D, tetapi karena pengekangan filamen, saya membuat model kertas mache dari lengan bawah saya sendiri. Saya menggunakan lima servo SG90 yang disimpan dalam bingkai cetak 3D, yang terhubung ke setiap jari dengan tali pancing. Hubungkan semua koneksi GND dan Vin secara paralel ke sumber daya eksternal seperti trafo dinding AC-DC 5V.

Hubungkan pin input servo (biasanya kabel oranye dengan konvensi) ke pin digital yang sesuai pada sarung tangan.

Langkah 5: Unggah Kode

Kecuali Anda memiliki kabel FTDI, Anda perlu memprogram Lilypad melalui Arduino Uno. Langkah-langkah untuk ini diuraikan dalam instruksi ini. Pastikan Anda memilih jenis papan Arduino yang benar, untuk mengubahnya pergi ke Tools/Board/Lilypad Arduino.

Mengikuti petunjuk di atas, unggah kode kalibrasi terlebih dahulu.

Salin output dari kode kalibrasi ke baris 31 kode ini, lalu unggah.

Langkah 6: Komentari Baud Rate

Saya memiliki bug yang agak membuat frustrasi dengan baud rate (yang merupakan kecepatan di mana data dikomunikasikan melalui port serial) menjadi faktor dua lebih besar dari yang saya programkan. Lihat video youtube saya di sekitar 2:54 untuk demonstrasi masalah ini. Sayangnya ini mencegah saya mengikuti rencana awal saya yaitu menggunakan bluetooth dan berkomunikasi secara nirkabel antara sarung tangan & tangan robot.

Saya tidak dapat menyelesaikan masalah baud rate tetapi tebakan terbaik saya adalah bahwa ada ketidakcocokan antara perangkat lunak yang berpikir bahwa osilator di papan adalah 8mHz atau 16mHz. Ini mungkin karena saya membeli papan klon murah dan bukan produk resmi. Jika Anda menggunakan produk asli, Anda mungkin tidak mengalami masalah ini. Meskipun demikian ini murni hanya spekulasi saya sendiri dan jika ada yang tahu alasan sebenarnya, beri tahu saya di komentar di bawah.

Sebagai perbaikan sementara, saya menemukan 2 cara untuk mengatasi ini:

• Gandakan baudrate menggunakan tombol di kiri bawah monitor serial. Misalnya, jika kode mengatakan Serial.begin(9600); ubah output monitor serial ke 19200.
• Alih-alih memilih Arduino Lilypad sebagai papan Anda, pilihlah Arduino Pro sebagai papan Anda. Untuk melakukan ini di Arduino IDE, buka: Tools/Board/Arduino Pro atau Pro Mini, lalu unggah.

Langkah 7: Penyelesaian

Saya harap Anda menemukan instruksi ini informatif, jika Anda memiliki pertanyaan atau saran, silakan tinggalkan di komentar di bawah.

Juara Ketiga Lomba Make It Move 2017