Lengan robot berbiaya rendah

 (github.com/AlexanderKoch-Koch)
2 poin oleh GN⁺ 2024-04-03 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp

Lengan robot seharga $250

  • Repositori ini berisi file untuk membuat dan mengendalikan lengan robot murah yang biayanya sekitar $250.
  • Anda juga dapat membuat lengan robot kedua (lengan pemimpin) untuk mengendalikan lengan lainnya (lengan pengikut).
  • Desain lengan pemimpin terinspirasi oleh proyek GELLO, tetapi dibuat lebih sederhana.
  • Lengan robot semacam ini cocok untuk pembelajaran robot.
  • Kedua lengan robot juga dapat digunakan untuk melipat pakaian.
  • Lengan robot menggunakan motor servo Dynamixel XL430 dan XL330.
  • Motor XL430 hampir dua kali lebih kuat dan digunakan pada dua sendi pertama.
  • Motor XL330 lebih lemah, tetapi masing-masing hanya berbobot 18 g sehingga membuat lengan sangat ringan dan cepat.
  • Dynamixel menjual adaptor U2D2 untuk menghubungkan motor servo ke komputer, tetapi harganya mahal dan latensinya sangat tinggi.
  • Lengan robot ini dibuat menggunakan papan adaptor yang lebih murah.
  • Lengan robot dapat dikendalikan dengan Dynamixel SDK: pip install dynamixel-sdk

Lengan pengikut

Bahan yang dibutuhkan

  • 2x Dynamixel xl430-w250, $100
  • 4x Dynamixel xl330-m288, $96
  • Roda idler XL330, $10
  • Roda idler XL430, $7
  • Papan driver servo bus serial, $10
  • Penurun tegangan, $4
  • Catu daya 12V, $12
  • Klem meja, $6
  • Kabel, $7
  • Di toko Robotis biasanya bisa menggunakan kode diskon 10%.
  • Menambahkan grip tape pada gripper bisa membantu.
  • Diperlukan kabel USB-C untuk menghubungkan papan driver servo ke komputer.

Perakitan

  • Tautan video perakitan: https://youtu.be/RckrXOEoWrk
  • Semua komponen dicetak dengan printer 3D. File STL ada di hardware/follower/stl.
  • Komponen dirancang agar mudah dicetak. Hanya bagian gripper yang bergerak yang memerlukan penyangga.
  • Rakit lengan tanpa base. Pastikan servo terpasang pada posisi yang sama seperti di CAD.
  • Solder kabel ke penurun tegangan. Hubungkan input ke konektor betina, dan output ke konektor jantan.
  • Sekrup penurun tegangan dan papan driver servo ke base.
  • Sekrup base ke lengan.
  • Hubungkan port D, V, G pada papan driver ke servo rotasi bahu.
  • Hubungkan servo rotasi bahu ke servo pengangkat bahu.
  • Hubungkan input penurun tegangan ke port V dan G pada papan driver.
  • Hubungkan output penurun tegangan dan port D yang tersisa pada papan driver ke servo siku.
  • Hubungkan papan driver ke catu daya.
  • Hubungkan papan driver ke komputer (seharusnya berfungsi di Linux dan macOS).
  • Periksa nama perangkat (misalnya, /dev/tty.usbmodem57380045631) ls /dev/tty.*
  • Pindai perangkat dengan Dynamixel Wizard.
  • Hubungkan ke servo XL330 dan periksa tegangan input. Sesuaikan sekrup pada penurun tegangan agar tegangan input menjadi 5V.
  • Atur ID servo menjadi 1 untuk servo bahu, dan 5 untuk servo gripper.
  • Atur baud rate menjadi 1M untuk semua servo.

Lengan pemimpin

Bahan yang dibutuhkan

  • 6x Dynamixel xl330-w077, $144
  • Papan driver servo bus serial, $10
  • Catu daya 5v, $6
  • Klem meja, $6
  • Frame XL330, $7
  • Perakitan lengan pemimpin lebih sederhana karena semua motor menggunakan 5v.
  • Gripper digantikan dengan pegangan dan trigger.
  • Saat digunakan, Anda dapat memberi trigger torsi kecil agar secara default tetap terbuka.
  • Desain GELLO menggunakan pegas untuk tujuan ini, tetapi perakitannya jauh lebih sulit.
  • Anda dapat menguji lengan dengan skrip teleoperation.py. Namun, Anda mungkin perlu menyesuaikan nama perangkat.

Opini GN⁺

  • Proyek lengan robot ini bisa menjadi materi yang sangat menarik bagi komunitas robotika dan DIY. Pengalaman membuat dan memrogram sendiri lengan robot dengan fungsi tingkat lanjut dengan biaya murah sangat membantu untuk pembelajaran dan inovasi.
  • Proses perakitan dan pemrograman lengan robot dapat memberi insinyur perangkat lunak pemula pemahaman terpadu tentang teknik mesin dan perangkat lunak. Ini berguna untuk mempelajari pendekatan multidisipliner yang dibutuhkan untuk menyelesaikan masalah dunia nyata.
  • Sifat open source dari proyek ini memungkinkan pengguna untuk bebas memodifikasi dan meningkatkan kode, sehingga memungkinkan perbaikan berkelanjutan berbasis komunitas.
  • Namun, proyek seperti ini bisa cukup sulit bagi pengguna umum, terutama jika mereka tidak terbiasa dengan perakitan perangkat keras atau pengaturan perangkat lunak. Karena itu, keberadaan panduan yang ramah pengguna atau komunitas dukungan online sangat penting.
  • Saat mengadopsi teknologi ini, perlu mempertimbangkan presisi, daya tahan, keselamatan, dan lain-lain, serta menyadari keterbatasan performanya dibandingkan lengan robot komersial.

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-04-03
Komentar Hacker News

  • Sedang membuat robot berbentuk lengan untuk teman yang meniup kaca. Sedang mempertimbangkan membuat pendant kaca berfaset dengan menggunakan robot alih-alih memakai alat pemotong faset yang dioperasikan secara manual.

    • Bagian yang sulit adalah repetabilitas. Diperlukan toleransi yang presisi, dan setiap sendi pada lengan robot menambah ketidakakuratan semakin jauh posisinya dari basis. Misalnya, jika ada kelonggaran 1 mm di basis, maka di ujung lengan yang berjarak 20 cm bisa menjadi 4 mm, dan pada bagian lengan yang lebih jauh lagi kelonggarannya akan bertambah.
    • Untuk pekerjaan pemfasetan, dibutuhkan resolusi yang jauh lebih halus daripada servo motor biasa. Memasang gear itu sulit, karena backlash diperlukan agar sendi bisa dikencangkan, tetapi juga harus diatur agar gesekannya tidak terlalu besar saat bergerak. Worm gear terlalu lambat dan terlalu kaku untuk digunakan, jadi tidak cocok. Karena itu, cycloidal gear adalah pilihan terbaik untuk gear lengan robot. Selain itu, karena menangani kaca itu tidak stabil, dibutuhkan servo motor sungguhan dengan umpan balik yang konsisten.
    • Biaya pembangunan diperkirakan 1-2 ribu dolar. Sebagian besar biayanya masuk ke gearbox.

  • Terkejut karena masih belum ada perusahaan yang memproduksi massal lengan robot yang murah, berkualitas tinggi, dan cukup terstandarisasi secara masuk akal. Banyak hal sudah masuk ke kisaran harga konsumen/amatir seperti printer 3D atau mesin CNC, tetapi lengan robot tampaknya masih merupakan bidang yang belum banyak dieksplorasi. Ada potensi seperti Arduino/Raspberry Pi, tetapi belum pernah mendengar nama/ekosistem yang sepopuler itu.

  • Mengusulkan untuk memulai dari sesuatu yang kurang ambisius. Misalnya, platform robot berbiaya rendah yang bisa mengikuti orang, membawa barang, dan menghindari rintangan. Tidak harus punya lengan, dan untuk menaikkan atau menurunkan barang saya bisa memakai lengan saya sendiri.

    • Saat mengalami cedera kaki dan harus memakai kruk, memindahkan barang tiba-tiba menjadi masalah. Ada banyak orang dengan mobilitas terbatas, dan selain itu ada juga kasus sering kehilangan barang, jadi robot seperti ini bisa membantu.
    • Di AliExpress ada banyak chassis mobil robot mainan, tetapi ukurannya tidak cukup besar untuk disebut praktis (sisi terbesarnya kurang dari 20 cm).

  • Penasaran berapa banyak beban yang bisa diangkat robot ini.

    • Saat berolahraga di home gym, saya ingin mengatur kipas agar meniup ke wajah saya, dan kipas itu beratnya beberapa pon.
    • Sebagai alternatif, ada saran tentang motor perangkat keras yang cocok untuk proyek seperti ini.

  • Saya penggemar teknologi yang sangat antusias soal lengan robot. Tetapi saya penasaran bagaimana orang lain menggunakan lengan robot untuk keperluan rumah tangga yang praktis. Mengutak-atik akan lebih menyenangkan jika ada proyek yang bagus.

  • Jika tertarik dengan topik ini, saya juga merekomendasikan produk yang sepenuhnya sudah dirakit, bukan DIY.

    • Saya punya produknya, dan kualitasnya luar biasa untuk harganya.

  • Yang ingin saya buat: basis cakram bundar di atas meja yang bisa berputar, dilengkapi perangkat untuk menjaga ponsel tetap tegak. Stand itu sendiri memiliki 4 mikrofon kecil searah, yang setelah memfilter frekuensi manusia akan menentukan dari arah mana suara datang. Lalu ponsel diputar agar menghadap ke arah itu (secara terus-menerus).

    • Ini adalah use case untuk panggilan video yang sering dilakukan bersama keluarga. Karena keluarga duduk mengelilingi meja makan, tidak ada tempat yang bagus untuk meletakkan ponsel. Dengan stand putar otomatis ini, ponsel akan otomatis berputar ke arah orang yang sedang berbicara.
    • Saya bisa menulis kode pemrosesan audio, tetapi sama sekali tidak punya gambaran bagaimana mulai dari sisi perangkat keras. Silakan curi idenya, tetapi mohon bagikan cara membuatnya. Saya ingin benda seperti ini ada, dan ingin tahu cara membuatnya sendiri sebagai proyek yang menyenangkan.

  • Saya sedang membuat lengan cetak 3D Thor, tetapi proyek ini terlihat jauh lebih baik. Sepertinya saya akan beralih arah.

    • Catatan samping: servo motor ini benar-benar game changer.

  • Sebagai pengguna Dynamixel sejak lama, saya setuju bahwa adaptor U2D2 mahal dibanding opsi lain. Namun, saya ingin dasar kuantitatif untuk klaim bahwa "latensinya sangat tinggi". Di berbagai platform, saya selalu menemukannya sebagai pilihan yang andal untuk latensi rendah (~1 ms).

  • Saya membeli lengan robot Sainsmart. Harganya murah dan memiliki 6 derajat kebebasan, jadi saya memakainya untuk latihan pemrograman robot.