Σχεδιασμός και ανάπτυξη ρομποτικού χεριού βασισμένο σε ενσωματωμένα συστήματα και ασύρματη ζεύξη για απομακρυσμένη διαχείριση

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία ξεκίνησε με μία παρουσίαση στην εισαγωγή στην ρομποτική και στην ιστορική αναδρομή της καθώς και που βρίσκετε σήμερα. Αναφερθήκαμε στην τεχνητή νοημοσύνη και που χρησιμοποιείται, έγινε ανάλυση των αισθητήρων που υπάρχουν και που χρησιμεύουν στην καθημερινή μας ζωή. Στην συνέχεια αναλύσαμε τα ενσωματωμένα συστήματα και λειτουργίες στους microcontrollers ανάλογα με την εφαρμογή. Αναφερθήκαμε σε αρχιτεκτονικές όπως ARM ,AVR, και σε ασύρματες επικοινωνίες όπως wifi, Bluetooth, BLE, 802.15.4 αναλύσαμε που τα χρησιμοποιούμε και ποιες οι δυνατότητες τους. Ο στόχος μας είναι η χαμηλή κατανάλωση έτσι επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε το 802.15.4 για την ασύρματη επικοινωνία και AVR Microcontrollers Arduino Lilypad, Uno για τους υπολογισμούς μας. Στο κατασκευαστικό κομμάτι αναλύσαμε πώς φτιάχτηκε το κάθε μέρος του ρομποτικού βραχίονα από την κοπή της ξύλινης βάσης στην παλάμη στα δάχτυλα και τέλος στο βάψιμο και την προσθήκη plexiglass για προστασία και αισθητική. Στο κατασκευαστικό κομμάτι του έξυπνου γαντιού αναφερθήκαμε στην επιλογή υλικού του γαντιού. Με ποιο τρόπο τοποθετήθηκαν οι αισθητήρες στα δάχτυλα το Arduino Lilypad και το XBee καθώς και οι κολλήσεις που κάναμε μεταξύ τους. Η λειτουργία είναι η εξής. Φορώντας το γάντι και κουνώντας τα δάχτυλα παίρνουμε αναλογικά δεδομένα από τους αισθητήρες στο έξυπνο χέρι και τα αποθηκεύουμε σε μεταβλητές. Έπειτα οι τιμές αυτές γίνονται map και μεταφράζονται σε τιμές που καταλαβαίνουν τα servo motors. Για την επικοινωνία το Χbee αναλαμβάνει την κρυπτογράφηση και την αποστολή των δεδομένων στο άλλο Xbee που είναι στην μεριά του ρομποτικού βραχίονα. Ο βραχίονας αναθέτει τις τιμές στα 5 servo motors που έχουμε τοποθετήσει και το κάθε ένα κινείται ανάλογα με την τιμή που έχει πάρει . Επίσης υπάρχει και ένας αισθητήρας αφής στην παλάμη του ρομποτικού μας βραχίονα που μας ειδοποιεί όταν κάτι το ακουμπάει.