Robot hand XBee elettronica di Gabriele Santin

Analizziamo insieme a Gabriele l’elettronica del suo progetto: Robot hand XBee elettronica.

robot hand espositore dita piegate

Puoi leggere la prima parte del progetto con le motivazioni ed il principio di funzionamento in questo articolo.

Robot hand XBee elettronica

i componenti elettronici e le shield usate da Gabriele sono riportate nel primo articolo ed in questa foto del robot hand xbee elettronica:

robot hand xbee elettronica componenti

In cui trovi:

  • n.1 arduino uno
  • n.1 robot shield (leggi in seguito il suo scopo)
  • n.1 lilipad
  • n.1 adattatore xbee lilipad
  • n.5 sensori di flessione
  • n.2 moduli xbee

Gabriele scrive:

La prima è la “Robot_Shield” di Futura elettronica, una shield comprendente un circuito con regolatore switching per un adattamento della tensione e migliorare le prestazioni della batteria, e 8 pin strip per il collegamento dei servomotori.

robot shield futura elettronica

La seconda è un semplice circuito per l’utilizzo del modulo XBee: siccome il modulo funziona con tensioni pari a 3 V – 3,3 V è stato necessario creare un partitore di tensione per adattare i 5 V del pin Tx di Arduino. Comprende quindi l’alimentazione del modulo e il collegamento dei pin Tx e Rx.

robot hand xbee adattatore

Gabriele avrebbe potuto utilizzare un adattatore arduino xbee per la sua realizzazione ma ha preferito costruirselo come un vero maker sa fare.

E se è vero che non tutto è sempre semplice anche Gabriele ha riscontrato alcune difficoltà nella realizzazione che riporta perchè anche tu possa superarle seguendo i suoi passi:

Difficoltà riscontrate

Partendo dalla programmazione di Arduino UNO per il controllo dei servomotori, la prima difficoltà riscontrata è stata quella di poter utilizzare più di un servomotore: utilizzando 5 servomotori infatti Arduino richiede più energia, e con una semplice connessione USB a computer questi non riuscivano a funzionare correttamente. È stato quindi necessario utilizzare una fonte di energia differente, un alimentatore a 12V con una corrente di output massima di 1 A.

Il secondo problema riscontrato è stato quello del collegamento dei sensori di flessione: essendo dei resistori di resistenza variabile non funzionano come potenziometri, quindi se sottoposti ad una certa tensione avrebbero variato solamente la corrente circolante in essi; siccome gli ingressi analogici di Arduino acquisiscono dati in funzione della tensione in ingresso e non della corrente, è stato necessario creare un partitore di tensione mettendo in serie al sensore un resistore.

Per avere la massima sensibilità è necessario che il valore di resistenza del resistore fisso sia pari al valore medio compreso tra il minimo e il massimo di quelli assunti dal sensore: con alcune prove risulta che il sensore a riposo ha circa 60 KΩ di resistenza, e in massima flessione ha 30 KΩ; quindi ho scelto di utilizzare resistori da 47 KΩ, non essendo disponibile un valore commerciale da 45 Ω.

robot hand Xbee elettronica formula

Un altro problema è stato quello dell’invio dei dati delle letture analogiche del guanto tramite il modulo wireless XBee: l’invio di 5 differenti valori creava problemi e questi non venivano distinti in maniera corretta da Arduino. Si è deciso quindi di utilizzare un carattere che specificasse l’inizio del pacchetto dati: la scheda Arduino presente sulla mano riceve i 5 valori analogici solamente dopo l’arrivo del carattere “<”, sapendo quindi che il dato successivo sarebbe stato assegnato al pollice, quello ancora successivo all’indice e così via.

Inoltre è stato necessario fare in modo che i valori da inviare fossero tutti compresi tra 0 e 255, perché i moduli XBee con la funzione Serial.write di Arduino sono in grado di inviare e ricevere solamente valori con estensione byte, ovvero 28=256 valori.

Schema dei collegamenti generale

Per riprodurre il progetto della robot hand xbee elettronica ti servono anche gli schemi dei collegamenti sia per l’arduino sia per i moduli xbee e la lilipad:

robot hand schema elettrico

ma se non sai leggere uno schema elettrico puoi seguire lo schema grafico dei collegamenti:

robot hand schema fritzing

Costruzione dell’elettronica

Gabriele mi ha inviato anche le foto del montaggio della mano con il particolare dell’adattatore per modulo XBee autocostruito:

robot hand XBee elettronica modulo xbee

il collegamento dei servo alla servo shield:

robot hand XBee elettronica servo shield

ed il montaggio completo con arduino ed i servo in posizione definitiva:

robot hand XBee elettronica collegamenti

Nel prossimo articolo analizzerai lo sketch del trasmettitore e successivamente quello del ricevitore, ecco alcune foto del progetto finito:

Cortesemente, prima di inserire i commenti leggi il regolamento

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