Biyonik El Nasıl Yapılır?

Selamlar,

Yine yorucu bir haftanın ardından burdayız. Bu bölümde, hep Facebook’ta orada burada gördüğümüz biyonik el olayına merak sardık. Yapısı basit, fakat etkileyici bir ürün olduğunu düşünüyorum. Bir makineyi uzaktan yaptığımız hareketin aynısını yapacak şekilde kontrol etmek, hep insanın aklına süper kahramanları ya da bilgisayar oyunlarını getiriyor. Ve kullanması da inanılmaz keyifli bir ürün. Yapmak için yeter de artar bile!

Şimdi bu ürünü yapmanın 2 önemli aşaması var. Biri hareketli ve kontrol edilen mekanik kısım, biri de kontrol eden kısım. İkisinin de yapımını ve bir araya getirmenin yöntemlerini anlatmaya çalışacağız.

Malzeme Listesi:

2 x Arduino – Uno yeterli
İster Xbee modül kullanın ister HC-05. 2 Tane kullanacaksınız, biri eldivene, biri de ele. Biz Xbee ile yaptık, ama HC-05 ile de çalıştırdık sonra. Ama ikisi için de ayar yapmak gerekiyor. Yani biri master(yönetici) biri de Slave(yönetilen) modda olmalı. Bir de şu var ki, Xbee kullanacaksanız prototipleme kartına uygun kanallardan bağlamanız gerekiyor, ya da kolaya kaçmak isterseniz ve bütçeniz varsa Xbee shield kullanabilirsiniz.. Önemli not: HC05 modülü hem master, hem de slave olarak kullanılabilirken, HC06 sadece slave olarak kullanılabiliyor, bilginiz olsun. Alırken dikkat edin.
5 tane servo motor. Her parmak için 1 adet. Hangi çizimi kullanıyorsanız ona göre almanız gerekiyor, biz önce küçük SG90 Tower Pro’lar kullandık, ama arkasından daha fazla tork ihtiyacımız doğdu ve MGR996R’lere geçtik. Siz parmaklar üzerine yük bindirmeyecekseniz küçük servolar gayet yeterli.
Misina – Örgü misina kullanırsanız, daha sonra sıkışma ve kopma, atma gibi problemlerin önüne geçersiniz. En kötüsü tam işi bitirip denerken misinanın atması ya da kopması oluyor.
Pil. Li-po süper olurdu ama pahalı bir çözüm. Eldiven için sorun yok, ama El için motorlara yeterli enerjiyi sağlamak gerekiyor. Yoksa sürekli sorun çıkaracaktır. O yüzden eğer MGR996R servo kullanıyorsanız, 7.2V civarı potansiyel farkı ve 2.5-3 A civarı akım sağlayabilen bir güç kaynağına ihtiyaç var. Önemli: Motorlara uygun güç vermezseniz titremeler ve istenmeyen rastgele hareketler görebilirsiniz. Sorunu başka yerde aramadan önce öncelikle uygun batarya ile deneyin. 2700Mah 6 adet pil ile rahat rahat sistemi çalıştırabilmeniz gerekiyor. Her zamanki gibi motorların çıkışına olabildiği kadar yakın bir noktaya 1000mf elektrolitik ve 0.1 mf seramik kapasitörleri paralel takmanızı, hatta sinyal ucuna da 220 Ohm civarı bir direnç koymanızı tavsiye ederim.
5 adet Flex sensör. Flex sensör, büküldüğünde direnci değişen bir sensör, dolayısıyla bu proje için çok uygun. Fakat çok pahalı olduğundan, biz kendi sensörümüzü yapma yoluna gittik. Bunun için ihtiyacınız olan şey ise asetat, 9B kurşun kalem ve yapışkan bakır şerit veya bakır ince plaka.
Makaron – Sensörlerinizin boyutuna uygun çapta.
Eldiven. Kışlık kalın eldivenleri tercih edin derim.
5 x 22 Ohm Direnç
On/Off butonları tercihe göre.
3D printer. Biz el kısmının çizimlerini internetten indirerek printerda bastık. Eğer 3D printerınız yoksa şuradan ilk bölümü izleyebilir, şuradan 3D printer yapımı postunu okuyabilir ve ilk proje olarak ona girişebilirsiniz. Ya da basitçe 5 tane hortumu birbirine bağlayarak ve motorlar için altına bir kutu yaparak da basit bir prototip oluşturabilirsiniz.

KONTROL ELDİVENİ – Biyonik Eli Komuta Eden Kısım

Flex sensör bağlantısı:

Bağlantıyı aşağıdaki şekilde yapabilirsiniz.

5 sensör kullanacaksınız ve her biri bir analog pine girecek, yani A0, A1, A2, A3 ve de A4. Motorları da dijital pinlere.

Kurşun kalemden Flex Sensör yapımı:

Anakart vb. cihazların içerisinde geldiği antistatik torbalardan bulursanız bu adımı atlayarak kurşun kalemle karalayacağınız sayfa yerine onu kullanabilirsiniz. (Velostat)

Bulamazsanız, kurşun kalem metoduna devam. Bir sayfa alın, ondan eldiveninizin parmaklarına uygun 2 cm eninde ve yaklaşık 10-12 cm civarında şeritler kesin. Bu şeritlerin bir yüzünü 9B kurşun kaleminizle iyice karalayın. Daha sonra da bu şeritlerin karalanmamış tarafından ikiye katlayın, yani karalanmış yüzeyler dışarı bakacak.

Sonra bakır plakanızdan da 2 adet aynı ebatlarda şerit kesin. Bunların birinin uç kısmına siyah, diğerinikine de kırmızı kablo lehimleyin. Bu iki plakanın arasına karalanmış kağıdınızı sandviçleyin. En dışına da makaron geçirdiğinizde, multimetrenizin problarını kablolara değdirip, ölçüm metodunu da rezistans yaptığınızda; sensörünüzü büktüğünüz zaman direncin değiştiğini göreceksiniz. Sonrasında, aynı yukarıdaki gibi bağlantılarınızı yapabilirsiniz.

Ben sensörleri eldivenin üzerine diktim. Tabi sensörleri derken, sensörlerin içinde bulunduğu makarondan yapılma kabı sabitlemekten bahsediyorum. Kabloları da kola bant şeklinde takılacak bir kutuya ulaşacak kadar uzattım. Kutunun içerisine de Arduino ve 9V pil konulduktan sonra, kutu kapatılıp, 9V pilin + ucuna seri lehimlenecek bir on/off butonuyla sistem açılıp kapanıyor.

BİYONİK EL – Kontrol Edilen Kısım

Biyonik elin çizimlerini internetten bulduk. Gayet güzel modellenmiş el mekanik sistemleri bulabilirsiniz. Biz çok meşhur InMoov sistemini indirerek 3D printer ile bastık. Siz de dosyaları şu siteden indirebilirsiniz.

Motorları yerli yerine bağladık. Çizimlerde motor yerleri gayet net olarak belli. Motor flanşlarını da kullandığınız motorlara göre basmanız gerekiyor.

Burada işin en problemli kısmı, misinaların gergi ayarı olacak. Orası da Özkan’ın uzmanlık alanına giriyor. Elin ya tam sıkılmış, ya da tam açık halindeyken bulunduğu pozisyona göre ayarlarınızı yapabilirsiniz.

YAZILIM KISMI:

Yazılım kısmı aslında basit, hele robotla kıyaslanınca!

Burada aslında çok basit anlatımıyla yaptığımız şey şu. Eldivendeki sensörlerden aldığımız veriyi 0-180 derece arası bir değere oranlıyoruz. Bu değeri de kablosuz modül yardımıyla mekanik eldeki kablosuz modüle gönderiyoruz. Ve de elimiz, ona gönderdiğimiz değerlere göre servo motorları her parmak için ayrı ayrı gerektiği kadar çeviriyor.

Flex sensörlerimizi analog pinler üzerinden okuyoruz, dolayısıyla dirençlerinin değiştiği aralığı bilmek gerekiyor, her sensör için değişken olabilir. Özellikle de bizimki gibi ev yapımıysa. Bu sebeple yazılım içerisinde, sensörünüze göre bir skala belirlemeniz gerekiyor.

XBEE Uygulaması ve ayarları

Xbee kullanıyorsanız, Xbee özel yazılımını indirip master/slave ayarlarını yapmanız gerekiyor. XCTU yazılımını buradan indirebilirsiniz.

İndirdikten sonra ayarları için şu sayfayı kullanabilirsiniz. Unutmayın, 2 modülün de aynı Baud Rate’te olması, master/slave ayarlarının yapılması, ve de otomatik bağlantı için Mac adreslerini girişi yapılması şart.

HC-05 Ayarları

Bağlantı üstteki şekilde olacak, aynı şekilde master/slave otomatik bağlantı ayarları ve Baud rate ve Mac address tanımlamaları yapılmalı. Onun için de modülleri AT command moduna alıp gerekli ayarları girmeniz gerekiyor. O kısmı da robot postunda anlatmış ve linkini vermiştim.

EL YAZILIMI

El yazılımını buradan indirebilirsiniz. –>> biyonik_el_receiver

ELDİVEN YAZILIMI

Eldiven yazılımını buradan indirebilirsiniz. –>> Biyonik_el_sender

Devreleri kurup, hazırladığım yazılımı da Arduino’ya atın, yeni oyuncağınızla herkese hava atmanın keyfini çıkarın!

SONUÇ:

Biyonik elimizi kullanarak gördüğünüz gibi metalcilik yapmak ve dürüm yemek gibi nefis işler yaptık. Bir sonraki postumuzda da bu eli düşünce gücüyle nasıl kontrol ettiğimizi anlatıyoruz, merak edenler şöyle buyursunlar efendim.