जॉय रोबोट (रोब दा एलेग्रिया) - ओपन सोर्स 3 डी प्रिंटेड, अरुडिनो पावर्ड रोबोट !: 18 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

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इंस्ट्रक्शंसबल्स व्हील्स कॉन्टेस्ट में पहला पुरस्कार, इंस्ट्रक्शंसेबल्स अरुडिनो कॉन्टेस्ट में दूसरा पुरस्कार और किड्स चैलेंज के लिए डिजाइन में रनर अप। हमें वोट देने वाले सभी लोगों को धन्यवाद !!!

हर जगह रोबोट मिल रहे हैं। औद्योगिक अनुप्रयोगों से लेकर पानी के भीतर और अंतरिक्ष अन्वेषण तक। लेकिन मेरे पसंदीदा वे हैं जिनका उपयोग मनोरंजन और मनोरंजन के लिए किया जाता है! इस परियोजना में एक DIY रोबोट को बच्चों के अस्पतालों में मनोरंजन के लिए इस्तेमाल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिससे बच्चों को कुछ मज़ा आया। यह परियोजना बच्चों के अस्पतालों में धर्मार्थ कार्य करने वाले गैर सरकारी संगठनों की सहायता के लिए ज्ञान साझा करने और तकनीकी नवाचार को बढ़ावा देने पर केंद्रित है।

यह निर्देशयोग्य दिखाता है कि एक ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल से जुड़े Arduino Uno का उपयोग करके, वाई-फाई नेटवर्क पर नियंत्रित एक दूरस्थ रूप से संचालित ह्यूमनॉइड रोबोट को कैसे डिज़ाइन किया जाए। यह कुछ सर्वोमोटर्स फॉर्म हेड और आर्म्स मूवमेंट का उपयोग करता है, कुछ डीसी मोटर्स को छोटी दूरी तय करने के लिए, और एलईडी मैट्रिस से बना एक चेहरा। HTML डिज़ाइन किए गए इंटरफ़ेस का उपयोग करके रोबोट को एक साधारण इंटरनेट ब्राउज़र से नियंत्रित किया जा सकता है। रोबोट से ऑपरेटर के कंट्रोल इंटरफेस में वीडियो और ऑडियो प्रसारित करने के लिए एक एंड्रॉइड स्मार्टफोन का उपयोग किया जाता है।

ट्यूटोरियल दिखाता है कि कैसे रोबोट की संरचना 3 डी प्रिंटेड और असेंबल की गई थी। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट समझाया गया है, और Arduino कोड विस्तृत है, ताकि कोई भी रोबोट को दोहरा सके।

इस रोबोट के लिए इस्तेमाल की जाने वाली कुछ तकनीक पहले से ही इंस्ट्रक्शंस पर प्रकाशित हो चुकी हैं। कृपया निम्नलिखित ट्यूटोरियल पर एक नज़र डालें:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

इस ट्यूटोरियल में प्रस्तुत कोड के पहले संस्करण के लिए जिम्मेदार उपरोक्त परियोजना में शामिल अन्य टीम के सदस्यों के लिए विशेष धन्यवाद:

• थियागो फरौचे
• डिएगो ऑगस्टस
• यान क्रिश्चियन
• हेलम मोरेरा
• पाउलो डी अज़ेवेदो जूनियर।
• गुइलहर्मे पुपो
• रिकार्डो कैस्पिर्रो
• एएसईबीएस

परियोजना के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करें:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

आप कैसे मदद कर सकते हैं?

इस परियोजना को टीम के सदस्यों और कुछ उद्यमों से छोटे दान द्वारा वित्त पोषित किया जाता है। अगर आपको यह पसंद आया, तो कुछ तरीके हैं जिनसे आप हमारी मदद कर सकते हैं:

• दान: यदि आप रोबोट के निर्माण और उसके भविष्य के सुधारों का समर्थन करना चाहते हैं तो आप हमें सुझाव भेज सकते हैं। युक्तियों का उपयोग आपूर्ति (इलेक्ट्रॉनिक्स, 3डी प्रिंटिंग, फिलामेंट्स, आदि) खरीदने और बच्चों के अस्पतालों में हमारे हस्तक्षेप को बढ़ावा देने में मदद करने के लिए किया जाएगा। आपका नाम परियोजना के क्रेडिट में जोड़ा जाएगा! आप हमारे डिजाइन से थिंगविवर्स प्लेटफॉर्म में सुझाव भेज सकते हैं:
• जैसे: हमें दिखाएं कि आप हमारी परियोजना की कितनी सराहना करते हैं। हमें अपने प्रोजेक्ट (फेसबुक, हैकस्टर, हैकडे, मेकर शेयर, थिंगविवर्स…)
• साझा करें: परियोजना को अपनी पसंदीदा सोशल मीडिया वेबसाइट पर साझा करें, ताकि हम अधिक लोगों तक पहुंच सकें, और दुनिया भर में अधिक निर्माताओं को प्रेरित कर सकें।

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चरण 1: इतिहास का एक छोटा सा …

'रोब दा एलेग्रिया' ('जॉय रोबोट') परियोजना का जन्म 2016 में बैक्साडा सैंटिस्टा क्षेत्र (ब्राजील) में हुआ था, जिसका उद्देश्य प्रौद्योगिकी विकसित करना और समुदाय को निर्माता आंदोलन के लिए आकर्षित करना था। बच्चों के अस्पतालों में गैर सरकारी संगठनों द्वारा की गई स्वैच्छिक परियोजनाओं से प्रेरित, यह परियोजना खुले हार्डवेयर और एपेन सॉफ्टवेयर टूल का उपयोग करके एक रोबोट विकसित करने का प्रयास करती है, जो बच्चों के अस्पताल के माहौल में थोड़ा मज़ा लाने और अन्य संगठनों के काम में योगदान करने में सक्षम है।

परियोजना का बीज 2015 के अंत में लगाया गया था। एसोसिएशन ऑफ स्टार्टअप्स ऑफ बैक्सादास सैंटिस्टा (एएसईबीएस) द्वारा प्रचारित प्रौद्योगिकी के निर्माण और विकास के बारे में बात करने के बाद। इसे बिना किसी पुरस्कार के एक परियोजना के रूप में आदर्श बनाया गया था, लेकिन इसने एक ऐसा विषय प्रस्तुत किया जिसमें लोग अन्य लोगों की मदद करने के लक्ष्य के साथ परोपकारी तरीके से शामिल होंगे।

अपनी प्रारंभिक गर्भाधान से लेकर वर्तमान स्थिति तक रोबोट में विविध परिवर्तन हुए। केवल एक सिर से, यांत्रिक आंखों और भौहों के साथ, अपने वर्तमान मानव आकार के रूप में, विभिन्न रचनात्मक सामग्रियों और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का परीक्षण करते हुए, कई पुनरावृत्तियों का प्रदर्शन किया गया। एक ऐक्रेलिक प्रोटोटाइप और लेजर-कट एमडीएफ से, हम एक 3 डी प्रिंटेड बॉडी में चले गए। ब्लूटूथ द्वारा नियंत्रित दो सर्वो मोटर्स के साथ एक साधारण इंटरफ़ेस से, एक वाई-फाई नेटवर्क का उपयोग करके वेब इंटरफेस द्वारा 6 सर्वोमोटर्स और 2 मोटर्स डीसी कमांड से बना शरीर तक।

फ़्यूज़न 360 का उपयोग करके रोबोट संरचना पूरी तरह से 3 डी प्रिंटिंग के साथ तैयार की गई है। मेकर्सस्पेस या फैब लैब में रोबोट प्रतिकृतियों के उत्पादन को सक्षम करने के लिए, जहां प्रिंटर के उपयोग का अधिकतम समय महत्वपूर्ण है, रोबोट के डिजाइन को टुकड़ों में विभाजित किया गया था। प्रत्येक मुद्रण के तीन घंटे से कम। बॉडी माउंटिंग के लिए भागों के सेट को चिपकाया या बोल्ट किया जाता है।

एलईडी सरणियों से बना चेहरा रोबोट को भावनाओं को व्यक्त करने की क्षमता देता है। सर्वोमोटर्स द्वारा संचालित हथियार और गर्दन छोटे ऑटोमेटन को उपयोगकर्ताओं के साथ बातचीत के लिए आवश्यक गतिशीलता प्रदान करते हैं। रोबोट के नियंत्रण केंद्र में, एक Arduino Uno एक ESP8266 मॉड्यूल के साथ संचार सहित सभी बाह्य उपकरणों के साथ इंटरफेस करता है, जो उपयोगकर्ता को उसी वाई-फाई नेटवर्क से जुड़े किसी भी उपकरण के माध्यम से अभिव्यक्तियों और आंदोलनों को कमांड करने की क्षमता देता है।

रोबोट के सीने में एक स्मार्टफोन भी लगा होता है, जिसका इस्तेमाल रोबोट के संचालक और बच्चों के बीच ऑडियो और वीडियो के प्रसारण के लिए किया जाता है। डिवाइस स्क्रीन का उपयोग अभी भी गेम और रोबोट बॉडी के साथ बातचीत करने के लिए डिज़ाइन किए गए अन्य अनुप्रयोगों के साथ बातचीत के लिए किया जा सकता है।

चरण 2: उपकरण और सामग्री

इस परियोजना के लिए निम्नलिखित उपकरणों और सामग्रियों का उपयोग किया गया था:

उपकरण:

• 3डी प्रिंटर - रोबोट की पूरी बॉडी 3डी प्रिंटेड है। पूरी संरचना के निर्माण के लिए कई घंटों की 3डी प्रिंटिंग की आवश्यकता थी;
• पीएलए फिलामेंट - सफेद और काले पीएलए फिलामेंट्स जहां शरीर को प्रिंट करने के लिए उपयोग किया जाता है;
• स्क्रू ड्राइवर - अधिकांश भाग बोल्ट का उपयोग करके जुड़े हुए हैं;
• सुपर गोंद - कुछ हिस्सों को सुपर गोंद का उपयोग करके जोड़ा गया था;
• सरौता और कटर
• मिलाप लोहा और तार

इलेक्ट्रानिक्स

• Arduino Uno (link/link)- इसका प्रयोग रोबोट के मुख्य नियंत्रक के रूप में किया जाता है। यह मोटर्स को सिग्नल भेजता है और वाईफाई मॉड्यूल के साथ संचार करता है;
• ESP8266-01 (लिंक / लिंक) - इसका उपयोग 'वाईफाई मॉडम' के रूप में किया जाता है। यह Arduino Uno द्वारा किए जाने वाले नियंत्रण इंटरफ़ेस से संकेत प्राप्त करता है;
• SG90 सर्वोमोटर्स (x6) (लिंक / लिंक) - चार सर्वो का उपयोग बाजुओं के लिए किया गया था, और दो का उपयोग सिर की गति के लिए किया गया था;
• कमी और रबर पहियों के साथ डीसी मोटर्स (x2) (लिंक / लिंक) - वे रोबोट को छोटी दूरी की यात्रा करने की अनुमति देते हैं;
• L298N डुअल चैनल एच-ब्रिज (x1) (लिंक / लिंक) - यह Arduino डिजिटल आउटपुट को पावर वोल्टेज में मोटर्स में परिवर्तित करता है;
• 16 चैनल सर्वो नियंत्रक (लिंक / लिंक) - इस बोर्ड के साथ केवल दो Arduino आउटपुट का उपयोग करके कई सर्वोमोटर्स को नियंत्रित किया जा सकता है;
• MAX7219 8x8 एलईडी डिस्प्ले (x4) (लिंक / लिंक) - इनका उपयोग रोबोट के चेहरे के रूप में किया जाता है;
• माइक्रो यूएसबी केबल - कोड अपलोड करने के लिए प्रयुक्त;
• महिला-महिला जम्पर तार (कुछ);
• नर-मादा जम्पर तार (कुछ);
• स्मार्टफोन - एक मोटोरोला 4.3" मोटो ई स्मार्टफोन का इस्तेमाल किया गया था। समान आकार वाले अन्य भी काम कर सकते हैं;
• १८६५० बैटरी (x२) (लिंक) - इनका उपयोग Arduino और अन्य बाह्य उपकरणों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया गया था;
• १८६५० बैटरी धारक (X1) (लिंक / लिंक) - वे बैटरी को जगह में रखते हैं;
• 1N4001 डायोड (x2)
• 10 कोहम प्रतिरोधक (x3)
• 20 मिमी चालू / बंद स्विच (X1)
• प्रोटोशील्ड (लिंक) - यह सर्किट को वायर करने में मदद करता है।

यांत्रिकी:

• गेंद के पहिये (x2)
• M2x6mm बोल्ट (+-70)
• M2x10mm बोल्ट (+-20)
• M2x1.5mm नट (x10)
• M3x40mm बोल्ट (x4)
• M3x1.5mm नट (x4)

ऊपर दिए गए लिंक इस बात का सुझाव हैं कि आप इस ट्यूटोरियल में प्रयुक्त वस्तुओं को कहां ढूंढ सकते हैं और इस परियोजना के विकास का समर्थन कर सकते हैं। बेझिझक उन्हें कहीं और खोजें और अपने पसंदीदा स्थानीय या ऑनलाइन स्टोर से खरीदें।

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चरण 3: 3डी प्रिंटिंग

रोबोट संरचना पूरी तरह से ऑटोडेस्क फ्यूजन 360 का उपयोग करके 3 डी प्रिंटिंग के साथ तैयार की गई थी। मेकर्सस्पेस या फैब लैब में रोबोट प्रतिकृतियों के उत्पादन को सक्षम करने के लिए, जहां प्रिंटर के उपयोग का अधिकतम समय महत्वपूर्ण है, रोबोट के डिजाइन को टुकड़ों में विभाजित किया गया था। प्रत्येक मुद्रण के तीन घंटे से कम। बॉडी माउंटिंग के लिए भागों के सेट को चिपकाया जाता है या बोल्ट किया जाता है।

मॉडल 36 विभिन्न भागों से बना है। उनमें से अधिकांश 10% इन्फिल के साथ बिना समर्थन के मुद्रित किए गए थे।

• सिर के ऊपर (दाएं/बाएं)
• सिर नीचे (दाएं/बाएं)
• हेड साइड कैप (दाएं/बाएं)
• फेस बैक प्लेट
• फेस फ्रंट प्लेट
• गर्दन की धुरी 1
• गर्दन की धुरी 2
• गर्दन की धुरी 3
• गर्दन केंद्र
• हाथ (दाएं/बाएं)
• कंधे (दाएं/बाएं)
• शोल्डर कप (दाएं/बाएं)
• कंधे की टोपी (दाएं/बाएं)
• आर्म अक्ष (दाएं/बाएं)
• बस्ट (दाएं/बाएं)
• छाती (दाएं/बाएं/सामने)
• पहिए (दाएं/बाएं)
• आधार
• फोन धारक
• पीछे (दाएं/बाएं)
• घुंडी (दाएं/बाएं)
• लॉकर (दाएं/बाएं)

रोबोट को माउंट करने की प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों में वर्णित है।

आप निम्नलिखित वेबसाइटों पर सभी एसटीएल फाइलें डाउनलोड कर सकते हैं:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/hi/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

यह एक प्रायोगिक प्रोटोटाइप है। कुछ हिस्सों में कुछ सुधार की आवश्यकता है (परियोजना के बाद के अपडेट के लिए)। कुछ ज्ञात मुद्दे हैं:

• कुछ सर्वो और कंधे के तारों के बीच हस्तक्षेप;
• सिर और बस्ट के बीच घर्षण;
• पहियों और संरचना के बीच घर्षण;
• कुछ स्क्रू के लिए छेद बहुत तंग है, और इसे ड्रिलिंग बिट या हॉबी चाकू से बड़ा करने की आवश्यकता है।

अगर आपके पास 3D प्रिंटर नहीं है, तो यहां कुछ चीज़ें दी गई हैं जो आप कर सकते हैं:

• किसी मित्र से इसे आपके लिए प्रिंट करने के लिए कहें;
• आस-पास कोई हैकर/निर्माता स्थान खोजें। मॉडल को कई भागों में विभाजित किया गया था, ताकि प्रत्येक भाग को व्यक्तिगत रूप से प्रिंट होने में चार घंटे से कम समय लगे। कुछ हैकर/निर्माता रिक्त स्थान केवल उपयोग की गई सामग्री के लिए आपसे शुल्क लेंगे;
• अपना खुद का 3D प्रिंटर खरीदें। आप गियरबेस्ट पर केवल $169.99 में Anet A8 पा सकते हैं। अपना प्राप्त करें:
• DIY किट खरीदने के इच्छुक हैं? यदि पर्याप्त लोग रुचि रखते हैं, तो मैं Tindie.com पर एक DIY किट की पेशकश कर सकता हूं। अगर आप एक चाहते हैं, तो मुझे एक संदेश भेजें।

चरण 4: सर्किट पर अवलोकन

रोबोट को इसके मूल में एक Arduino Uno का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। Arduino एक ESP8266-01 मॉड्यूल को इंटरफेस करता है, जिसका उपयोग वाई-फाई नेटवर्क पर रोबोट को रिमोट कंट्रोल करने के लिए किया जाता है।

एक 16-चैनल सर्वो नियंत्रक I2C संचार का उपयोग करके Arduino से जुड़ा है और 6 सर्वोमोटर्स (गर्दन के लिए दो और प्रत्येक हाथ के लिए दो) को नियंत्रित करता है। पांच 8x8 एलईडी मैट्रिसेस की एक सरणी Arduino द्वारा संचालित और नियंत्रित होती है। एच-ब्रिज का उपयोग करते हुए, दो डीसी मोटर्स के नियंत्रण के लिए चार Arduino के डिजिटल आउटपुट का उपयोग किया जाता है।

सर्किट दो USB पावर बैंकों का उपयोग करके संचालित होते हैं: एक मोटर्स के लिए और एक Arduino के लिए। मैंने सिग्नल पावर पैक का उपयोग करके पूरे रोबोट को पावर देने की कोशिश की है। लेकिन DC मोटर्स के चालू/बंद होने पर स्पाइक्स के कारण ESP8266 कनेक्शन खो देता था।

रोबोट के चेस्ट में स्मार्टफोन होता है। इसका उपयोग एक साधारण कंप्यूटर पर होस्ट किए गए नियंत्रण इंटरफ़ेस से/से वीडियो और ऑडियो प्रसारित करने के लिए किया जाता है। यह ESP6288 को कमांड भी भेज सकता है, इस प्रकार रोबोट के शरीर को ही नियंत्रित करता है।

कोई यह देख सकता है कि यहां इस्तेमाल किए गए घटकों को इसके उद्देश्य के लिए अनुकूलित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, Arduino + ESP8266 संयोजन के बजाय एक NodeMCU का उपयोग किया जा सकता है। एक कैमरा के साथ एक रैपबेरी पाई स्मार्टफोन की जगह लेगा और साथ ही मोटरों को भी नियंत्रित करेगा। अपने रोबोट के लिए "मस्तिष्क" के रूप में एंड्रॉइड स्मार्टफोन का उपयोग करना भी संभव है। यह सच है… एक Arduino Uno को इसलिए चुना गया क्योंकि यह सभी के लिए बहुत ही सुलभ और उपयोग में आसान है। जब तक हमने इस परियोजना को शुरू किया, तब तक ईएसपी और रास्पबेरी पाई बोर्ड जहां हम रहते हैं, वहां अभी भी अपेक्षाकृत महंगा है …

चरण 5: चेहरे को असेंबल करना

रोबोट के चेहरे पर चार 8x8 एलईडी मैट्रिक्स का इस्तेमाल किया गया था।

संरचना को दो भागों में विभाजित किया गया था (फेस बैक प्लेट और फेस फ्रंट प्लेट) ब्लैक पीएलए का उपयोग करके 3 डी प्रिंटेड। ३डी प्रिंटिंग के लिए मुझे लगभग २.५ घंटे लगे, जिसमें १०% इन्फिल और कोई सपोर्ट नहीं था।

स्थान की सीमाओं के कारण, एलईडी मैट्रिक्स के कनेक्टरों को अलग किया जाना था और उनकी स्थिति को नीचे वर्णित अनुसार बदल दिया गया था:

1. एलईडी मैट्रिक्स निकालें;
2. Desolder इनपुट और आउटपुट कनेक्टर;
3. बोर्ड के केंद्र की ओर इशारा करते हुए पिन के साथ, सर्किट बोर्ड के दूसरी तरफ से फिर से मिलाप।

आप अंतिम परिणाम छवियों में देख सकते हैं।

फिर चार एलईडी मैट्रिक्स को 16 M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके बैकप्लेट से जोड़ा गया। पिंस को योजनाबद्ध के अनुसार जोड़ा गया था।

पहला मैट्रिक्स 5 तार वाले पुरुष-महिला जम्पर का उपयोग करके जुड़ा था। नर अंत बाद में Arduino पिन से जुड़ा था। महिला अंत मैट्रिक्स इनपुट पिन पर जुड़ा हुआ है। प्रत्येक मैट्रिक्स का आउटपुट महिला-महिला जम्पर का उपयोग करके अगले एक के इनपुट से जुड़ा होता है।

मैट्रिक्स को जोड़ने के बाद, चार एम 2 बोल्ट का उपयोग करके सामने की प्लेट स्थापित की जाती है। जंपर्स को पीछे और सामने के पैनल के चारों ओर लपेटें, ताकि कोई ढीले तार न हों।

फेस मॉड्यूल बाद में रोबोट के सिर के अंदर स्थापित किया जाता है, क्योंकि इसे अगले चरणों में समझाया जाएगा।

चरण 6: सिर को माउंट करना

रोबोट के सिर को आठवें ३डी प्रिंटेड भागों में विभाजित किया गया था, उन सभी को ०.२ मिमी रिज़ॉल्यूशन, १०% इन्फिल और बिना किसी समर्थन के सफेद पीएलए में मुद्रित किया गया था:

• सिर के ऊपर (दाएं और बाएं)
• सिर नीचे (दाएं और बाएं)
• सिर की टोपी (दाएं और बाएं)
• गर्दन की धुरी 1
• गर्दन की धुरी 2

130 मिमी व्यास की संरचना को प्रिंट करने में मुझे लगभग 18 घंटे लगे।

सिर का ऊपरी और निचला भाग दो भागों में बंटा होता है। वे सुपर गोंद का उपयोग करके एक साथ चिपके हुए हैं। गोंद लगाएं और इसे कुछ घंटों के लिए आराम दें।

फिर साइड कैप को सिर के ऊपर और नीचे के किनारों से जुड़े बोल्ट का उपयोग करके लगाया जाता है। इस तरह, सिर के शीर्ष भागों से जुड़े शिकंजे को हटाकर मरम्मत के लिए सिर को अलग किया जा सकता है। सिर को बंद करने से पहले, रोबोट के चेहरे (पिछले चरण में वर्णित), और बस्ट (अगले चरणों में वर्णित) को इकट्ठा करें।

सर्वोमोटर #5 गर्दन की धुरी से जुड़ा था। मैंने धुरी के बीच में सर्वो को तैनात किया, फिर हॉर्न को जोड़ा और इसकी स्थिति को लॉक करने के लिए एक स्क्रू का उपयोग किया। मैंने उस सर्वो मोटर पर नेक एक्सिस 2 को माउंट करने के लिए दो M2x6mm बोल्ट का इस्तेमाल किया। सर्वोमोटर #6 उसी तरह नेक एक्सिस 2 से जुड़ा हुआ है।

गर्दन की धुरी 2 को बाद में गर्दन के केंद्र से जोड़ा गया, क्योंकि यह अगले चरण में दिखाया गया है।

फेस मॉड्यूल सिर के अंदर स्थापित होता है।

चरण 7: बर्स्ट और शोल्डर को असेंबल करना

बस्ट एंड शोल्डर मुझे प्रिंट होने में लगभग 12 घंटे लगे।

यह खंड पांच अलग-अलग हिस्सों से बना है:

• बस्ट (दाएं/बाएं)
• कंधे (दाएं/बाएं)
• गर्दन केंद्र
• गर्दन की धुरी 3

सुपरग्लू का उपयोग करके बस्ट भागों को चिपकाया गया था। M2x10mm बोल्ट का उपयोग करके किनारों पर कंधे जुड़े हुए थे, और प्रत्येक तरफ सर्वोमोटर (सर्वोमोटर #2 और #4) स्थापित किए गए थे। वे प्रत्येक कंधे पर एक आयताकार छेद से गुजरते हैं (तार वास्तव में गुजरने में काफी मुश्किल है), और M2x10mm बोल्ट और नट्स का उपयोग करके जुड़े हुए हैं।

मध्य गर्दन में एक आयताकार छेद होता है, जिसमें गर्दन की धुरी का 3 भाग डाला जाता है। उन दो हिस्सों को जोड़ने के लिए चार M2x6mm बोल्ट का इस्तेमाल किया गया था। उसके बाद मध्य गर्दन को कंधों से जोड़ा गया। यह बस्ट पर कंधे को माउंट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समान बोल्ट का उपयोग करता है। इसकी स्थिति को लॉक करने के लिए चार M2x1, 5mm नट का उपयोग किया जाता है।

सर्वोमोटर #6 दो स्क्रू का उपयोग करके नेक एक्सिस 3 से जुड़ा था। फिर मैंने नेक एक्सिस 3 को नेक सेंटर आयताकार छेद के अंदर स्थापित किया, और इसकी स्थिति को लॉक करने के लिए चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग किया।

चरण 8: हथियारों को इकट्ठा करना

प्रत्येक हाथ को प्रिंट करने में मुझे लगभग 5 घंटे लगे।

प्रत्येक हाथ चार टुकड़ों से बना है:

• शोल्डर कप
• कंधे की टोपी
• बांह की धुरी
• बांह

आर्म एक्सिस को केंद्रीकृत किया जाता है और तीन M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके आर्म पर ही लगाया जाता है। धुरी के दूसरे छोर पर एक सर्वो हॉर्न जुड़ा हुआ है।

कुछ स्क्रू का उपयोग करके शोल्डर कप के अंदर एक सर्वोमोटर (#1 और #3) स्थापित किया जाता है, और फिर इसके हॉर्न (आर्म अक्ष से जुड़ा हुआ) स्थापित किया जाता है। अन्य हॉर्न की स्थापना के लिए कप पर एक छेद होता है, जो पहले से ही कंधों पर लगे सर्वो (#2 और #4) से जुड़ा होता है, जैसा कि पिछले चरण में दिखाया गया था।

सर्वो के केबलों को पार करने के लिए कप (और कंधे पर) पर एक और छेद है। उसके बाद, दो M2x6mm बोल्ट के साथ, रोबोट के कंधे को बंद करने के लिए कैप स्थापित किया गया है।

चरण 9: छाती को माउंट करना

छाती वह हिस्सा है जो बस्ट को रोबोट के नीचे (पहिए और आधार) से जोड़ता है। यह केवल दो भागों (दाएँ और बाएँ भाग) से बना है। मैंने उन्हें 4 घंटे में छापा।

रोबोट के कंधे छाती के ऊपरी हिस्से पर फिट होते हैं। बोल्ट के लिए एक छेद होता है जो थोस भागों के संरेखण और निर्धारण में मदद करता है। हालांकि उन दो भागों को गोंद करने की सिफारिश की गई है।

इस हिस्से के निचले हिस्से में छह छेद होते हैं, जिनका उपयोग पहियों को जोड़ने के लिए किया जाता है, जैसा कि बाद में दिखाया जाएगा।

इस बिंदु पर मैंने कुछ स्टिकर के साथ सर्वोमोटर्स को लेबल किया, ताकि सर्किट के कनेक्शन को आसान बनाया जा सके।

चरण 10: पहियों को असेंबल करना

रोबोट के पहिये तीन 3डी प्रिंटेड भागों का उपयोग करते हैं:

• पहिए (बाएं / दाएं)
• सामने

उन हिस्सों को छापने में मुझे लगभग 10 घंटे लगे।

मैंने पहियों को असेंबल करने के लिए निम्नलिखित चरणों का पालन किया:

• पहले मुझे कुछ तारों को डीसी मोटर्स कनेक्टर्स में मिलाप करना था। उन तारों को बाद में एच-ब्रिज सर्किट का उपयोग करके मोटर्स को बिजली देने के लिए उपयोग किया गया था;
• तब मोटर्स को दो M3x40 बोल्ट और प्रत्येक के लिए नट का उपयोग करके संरचना से जोड़ा गया था। वास्तव में एक छोटे बोल्ट का उपयोग किया जा सकता है (लेकिन मुझे कोई ऑनलाइन नहीं मिला);
• उसके बाद मैंने सामने के पैनल को चिपका दिया, जो संरचना के अन्य हिस्सों को जोड़ता है;
• इस हिस्से के ऊपर कुछ छेद हैं। उनका उपयोग छाती से इसके लगाव के लिए किया जाता है, जैसा कि पहले दिखाया गया है।दोनों वर्गों के कनेक्शन के लिए छह M2x6mm बोल्ट का उपयोग किया गया था।

चरण 11: फोन धारक

फोन होल्डर सिंगल 3डी प्रिंटेड पार्ट है और इसे प्रिंट होने में लगभग 1 घंटे का समय लगता है।

रोबोट के पेट में एक स्मार्टफोन है। इसे मोटोरोला मोटो ई के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसमें 4.3 डिस्प्ले है। समान आकार वाले अन्य स्मार्टफोन भी फिट हो सकते हैं।

स्मार्टफोन को वांछित स्थिति में रखने के लिए फोन धारक भाग का उपयोग किया जाता है। पहले स्मार्ट फोन को तैनात किया जाता है, फिर इसे फोन होल्डर और चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके रोबोट के शरीर के खिलाफ दबाया जाता है।

बोल्ट को कसने से पहले यूएसबी कैब को स्मार्टफोन से कनेक्ट करना महत्वपूर्ण है। नहीं तो बाद में इसे कनेक्ट करना मुश्किल होगा। दुर्भाग्य से स्थान बहुत सीमित है, इसलिए मुझे USB कनेक्टर का हिस्सा काटना पड़ा…:/

चरण 12: आधार को माउंट करना

आधार में केवल एक 3डी प्रिंटेड भाग होता है। उस हिस्से को छापने में मुझे लगभग 4 घंटे लगे।

उदाहरण के लिए गेंद के पहिये और सर्किट बोर्ड जैसे अन्य घटकों की स्थापना के लिए इसमें कई छेद हैं। आधार को असेंबल करने के लिए निम्नलिखित प्रक्रिया का उपयोग किया गया था:

• चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके 16 चैनल सर्वो नियंत्रक स्थापित करें;
• चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके L298N h- ब्रिज सर्किट स्थापित करें;
• चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके Arduino Uno स्थापित करें;
• रोबोट के शीर्ष पर प्रोटोशील्ड स्थापित करें;
• सर्किट को तार दें (जैसा कि कुछ कदम बाद में वर्णित किया गया है);
• प्रत्येक के लिए दो स्क्रू का उपयोग करके बॉल व्हील्स को स्थापित करें। तारों को व्यवस्थित किया गया ताकि वे पहियों की स्थापना में उपयोग किए गए आधार और स्क्रू के बीच फंस जाएं;
• कुछ स्क्रू का उपयोग करके बेस को व्हील सेक्शन से जोड़ा गया था।

चरण 13: बैक और पावर पैक

रोबोट का पिछला कवर इस तरह से डिजाइन किया गया था कि कोई भी इसे आसानी से सर्किट तक पहुंचने, बैटरी रिचार्ज करने या स्मार्टफोन को चालू/बंद करने के लिए खोल सकता है।

यह छह 3डी प्रिंटेड भागों से बना है:

• पीछे (बाएं/दाएं)
• घुंडी (x2)
• ताले (बाएं/दाएं)

पुर्जों को छापने में मुझे लगभग 5h30 का समय लगा। दाएं और बाएं हिस्से को सुपरग्लू का उपयोग करके चिपकाया गया था। तब तक प्रतीक्षा करें जब तक गोंद पूरी तरह से सूख न जाए, या कवर आसानी से टूट जाएगा।

पावर पैक में दो 18650 बैटरी और एक बैटरी होल्डर होता है। मुझे कुछ तारों को मिलाप करना था (बैटरी # 1 नकारात्मक ध्रुव और बैटरी # 2 सकारात्मक ध्रुव के बीच)। पावर पैक का नेगेटिव पोल Arduinos GND (कुछ तारों और जंपर्स का उपयोग करके) से जुड़ा था। सकारात्मक ध्रुव और Arduino के विन इनपुट के बीच एक चालू/बंद स्विच स्थापित किया गया था।

चालू/बंद स्विच को M2x6mm बोल्ट और M2x1.5mm नट का उपयोग करके 3डी प्रिंटेड भागों से जोड़ा गया था। बैटरी धारक को चार M2x6mm बोल्ट का उपयोग करके पीछे से जोड़ा गया था।

बेहतर फिटिंग के लिए तालों के बेलनाकार हिस्से को सैंड पेपर से रेतना पड़ता था। वे कवर पर छेद से गुजरते हैं। नॉब्स जुड़े हुए हैं और दूसरी तरफ चिपके हुए हैं।

कवर रोबोट के पीछे फिट बैठता है। रोबोट के अंदरूनी हिस्सों की रक्षा करते हुए ढक्कन को बंद करने के लिए नॉब्स को घुमाया जा सकता है।

चरण 14: सर्किट को तार देना

सर्किट को योजनाबद्ध के अनुसार तार-तार किया गया था।

अरुडिनो:

• Arduino पिन D2 => L298N पिन IN4
• Arduino पिन D3 => L298N पिन IN3
• Arduino पिन D6 => L298N पिन IN2
• Arduino पिन D7 => L298N पिन IN1
• Arduino पिन D9 => MAX7219 पिन DIN
• Arduino पिन D10 => MAX7219 पिन CS
• Arduino पिन D11 => MAX7219 पिन CLK
• Arduino पिन D4 => ESP8266 RXD
• Arduino पिन D5 => ESP8266 TXD
• अरुडिनो पिन ए४ => एसडीए
• Arduino पिन A5 => SCL
• Arduino पिन विन => बैटरी V+ (डायोड से पहले)
• अरुडिनो पिन जीएनडी => बैटरी वी-

ईएसपी8266-01

• ESP8266 पिन RXD => Arduino पिन D4
• ESP8266 पिन TXD => Arduino पिन D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 पिन Vcc => Arduino पिन 3V3
• ESP8266 पिन CH_PD => Arduino पिन 3V3

L298N एच-ब्रिज

• L298N पिन IN1 => Arduino पिन D7
• L298N पिन IN2 => Arduino पिन D6
• L298N पिन IN3 => Arduino पिन D3
• L298N पिन IN4 => Arduino पिन D2
• L298N पिन +12V => बैटरी V+ (डायोड के बाद)
• L298N पिन gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => मोटर 1
• L298N OUT2 => मोटर 2

MAX7219 (पहला मैट्रिक्स)

• MAX7219 पिन दीन => Arduino पिन D9
• MAX7219 पिन CS => Arduino पिन D10
• MAX7219 पिन CLK => Arduino पिन D11
• MAX7219 पिन Vcc => Arduino पिन 5V
• MAX7219 पिन जीएनडी => Arduino पिन जीएनडी

MAX7219 (अन्य मैट्रिक्स)

• MAX7219 पिन DIN => MAX7219 पिन DOUT (पिछला मैट्रिक्स)
• MAX7219 पिन CS => MAX7219 पिन CS (पिछला मैट्रिक्स)
• MAX7219 पिन CLK => MAX7219 पिन CLK (पिछला मैट्रिक्स)
• MAX7219 पिन Vcc => MAX7219 पिन VCC (पिछला मैट्रिक्स)
• MAX7219 पिन जीएनडी =: MAX7219 पिन जीएनडी (पिछला मैट्रिक्स)

16-चैनल सर्वो नियंत्रक

• सर्वो नियंत्रक पिन SCL => Arduino पिन A5
• सर्वो नियंत्रक पिन एसडीए => Arduino पिन A4
• सर्वो नियंत्रक पिन Vcc => Arduino पिन 5V
• सर्वो नियंत्रक पिन जीएनडी => अरुडिनो पिन जीएनडी
• सर्वो कंट्रोलर पिन V+ => बैटरी V+ (डायोड के बाद)
• सर्वो नियंत्रक पिन जीएनडी => अरुडिनो पिन जीएनडी

कुछ का कहना है कि Sg90 सर्वो को 3.0 और 6.0V के बीच, अन्य को 4.0 और 7.2V के बीच संचालित किया जा सकता है। परेशानी से बचने के लिए मैंने बैटरी के बाद श्रृंखला में दो डायोड लगाने का फैसला किया। इस तरह, सर्वो के लिए वोल्टेज 2*3.7 - 2*0.7 = 6.0V है। डीसी मोटर्स पर भी यही लागू होता है।

ध्यान दें कि यह सबसे कारगर तरीका नहीं है, लेकिन इसने मेरे लिए काम किया।

चरण 15: Arduino कोड

नवीनतम Arduino IDE स्थापित करें। ESP-8266 मॉड्यूल या DC मोटर्स के नियंत्रण के साथ संचार के लिए किसी पुस्तकालय की आवश्यकता नहीं थी।

मुझे निम्नलिखित पुस्तकालयों को जोड़ना होगा:

• LedControl.h: एलईडी मैट्रिक्स को नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली लाइब्रेरी;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: सर्वो मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली लाइब्रेरी।

Arduino कोड को 9 भागों में बांटा गया है:

• RobodaAlegria.ino: यह मुख्य स्केच है, और यह अन्य भागों को बुलाता है। यहां पुस्तकालयों का आयात किया जाता है। यह वैश्विक चर को परिभाषित और प्रारंभ भी करता है;
• _05_Def_Olhos.ino: यह वह जगह है जहां प्रत्येक आंख के लिए मैट्रिक्स परिभाषित किए जाते हैं। प्रत्येक आंख को 8x8 मैट्रिक्स द्वारा दर्शाया जाता है, और 9 विकल्प जहां परिभाषित होते हैं: तटस्थ, चौड़ी आंखें, बंद, बंद, क्रोधित, ऊब, उदास, प्यार में, और मृत आंखें। दाएं और बाएं आंखों के लिए एक अलग मैट्रिक्स है;
• _06_Def_Boca.ino: यह वह जगह है जहां मुंह के लिए मैट्रिक्स परिभाषित किए जाते हैं। मुंह को 16x8 मैट्रिक्स द्वारा दर्शाया गया है, और 9 विकल्प जहां परिभाषित हैं: खुश, उदास, बहुत खुश, बहुत उदास, तटस्थ, जीभ बाहर, खुला, चौड़ा-खुला और घृणित मुंह;
• _10_Bracos.ino: बाहों और गर्दन के लिए पूर्वनिर्धारित आंदोलनों को इस फ़ाइल में परिभाषित किया गया है। नौ आंदोलनों, mov1 () से mov9 (), को कॉन्फ़िगर किया गया था;
• _12_Rosto.ino: इस फ़ाइल में _05_Def_Olhos.ino और _06_Def_Boca.ino में परिभाषित मैट्रिक्स को मिलाकर रोबोट के चेहरे को अपडेट करने के लिए कुछ फ़ंक्शन हैं;
• _13_Motores_DC: यह डीसी मोटर्स के कार्यों को परिभाषित करता है;
• _20_Comunicacao.ino: ESP8266 को डेटा भेजने के लिए एक फ़ंक्शन इस फ़ाइल में परिभाषित किया गया है;
• _80_Setup.ino: यह Arduino power up पर चलता है। यह रोबोट के मोटरों का प्रारंभिक चेहरा और स्थिति निर्धारित करता है। यह किसी दिए गए वाई-फाई नेटवर्क से कनेक्शन के लिए कमांड भी भेजता है;
• _90_लूप: मुख्य लूप। यह ESP8266 से आने वाले आदेशों की तलाश करता है और आउटपुट को नियंत्रित करने के लिए विशिष्ट कार्यों को कॉल करता है।

Arduino कोड डाउनलोड करें। XXXXX को अपने वाईफाई राउटर SSID से और YYYYY को '_80_Setup.ino' पर राउटर पासवर्ड से बदलें। कृपया अपने ESP8266 के बॉड्रेट की जांच करें और इसे कोड ('_80_Setup.ino') में ठीक से सेट करें। Arduino बोर्ड को अपने कंप्यूटर USB पोर्ट से कनेक्ट करें और कोड अपलोड करें।

चरण 16: Android ऐप्स

रोबोट से कंट्रोल इंटरफेस में वीडियो और ऑडियो प्रसारित करने के लिए एक एंड्रॉइड स्मार्टफोन का इस्तेमाल किया गया था। आप मेरे द्वारा उपयोग किया गया ऐप Google Play store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam) पर पा सकते हैं।

स्मार्टफोन की स्क्रीन को कंट्रोल इंटरफेस में भी ट्रांसमिट किया जा सकता है, ताकि ऑपरेटर देख सके कि स्क्रीन पर क्या है। आप Google Play store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror) पर स्क्रीन को मिरर करने के लिए इस्तेमाल किया गया ऐप भी ढूंढ सकते हैं।

रोबोट के साथ बातचीत करने के लिए एक एंड्रॉइड वीडियो गेम भी डिजाइन किया गया था। यह अभी बहुत स्थिर नहीं है, इसलिए यह डाउनलोड के लिए उपलब्ध नहीं है।

चरण 17: नियंत्रण इंटरफ़ेस

व्हील्स प्रतियोगिता 2017 में "लोड हो रहा है="आलसी" पुरस्कार

बच्चों की चुनौती के लिए डिजाइन में उपविजेता

Arduino प्रतियोगिता 2017 में दूसरा पुरस्कार