کنترل سروو موتور با سنسور خمش (Flex Sensor)

سنسورهای خمش ابزارهای جالبی هستن که میزان خمیدگی یا انحراف یک سطح رو اندازه‌گیری می‌کنن. ساختار این سنسورها طوریه که وقتی سطحشون رو خم می‌کنی، مقاومت الکتریکی داخلی‌شون تغییر می‌کنه. در واقع، هرچی سنسور رو بیشتر خم کنی، مقاومت هم به همون نسبت بیشتر می‌شه.

برای اینکه ظاهر کارمون تمیز و حرفه‌ای بشه، کل محفظه رو توی نرم‌افزار Fusion 360 طراحی کردیم. این بدنه طوری مدل‌سازی شده که بتونه برد کنترلی، سروو موتور و تمام اتصالات رو به صورت فشرده داخل خودش جا بده. تغذیه این گجت هم از طریق پورت USB تأمین می‌شه که جایگاهش دقیقا روی قاب تعبیه شده. فایل‌های طراحی سه‌بعدی آماده هستن و کافیه اونا رو با پرینتر چاپ کنی تا قاب اصلی شکل بگیره.

قبل از اینکه قطعات رو روی هم سوار کنیم و لحیم‌کاری رو شروع کنی، بهتره کدهای پروژه رو روی میکروکنترلر آپلود کنی. برای این کار از برد فوق‌العاده کوچک و کاربردی XIAO SAMD21 محصول Seeed Studio استفاده می‌کنیم. محیط آردوینو رو باز کن، تنظیمات مربوط به این برد رو انجام بده و کدهای حرکتی رو روی اون فلش کن.

حالا که کدها روی برد قرار گرفتن، وقتشه که نگاهی به نقشه اتصالات بندازی. سیم‌کشی این پروژه اصلا پیچیده نیست؛ فقط باید سنسور خمش رو به کمک یک مقاومت پول‌داون (Pull-down) به پین‌های برد وصل کنی و سیم‌های فرمان و تغذیه سروو موتور رو هم به خروجی‌های مربوطه متصل کنی. با دقت از روی شماتیک پیش برو.

اول از همه باید سیم‌های سروو موتور رو به اندازه مناسب کوتاه کنی تا فضای داخل قاب خیلی شلوغ نشه و بعد اون‌ها رو مستقیم به پایه‌های مشخص‌شده روی برد XIAO لحیم کنی. در قدم بعدی، بخش فلزی پین‌های انتهای سنسور خمش رو کمی با سیم‌چین کوتاه کن تا برای لحیم‌کاری راحت‌تر بشه.

حالا مقاومت 10 کیلواهم رو به یکی از پایه‌های سنسور خمش لحیم کن و پایه‌اش رو 180 درجه خم کن تا کاملا جمع‌وجور بشه. بقیه سیم‌های ارتباطی سنسور رو هم در همین مرحله متصل کن.

همه سیم‌هایی که از سمت سنسور خمش میان رو طبق نقشه به پایه‌های مربوطه روی برد XIAO لحیم کن.

سروو موتور رو با دقت داخل شیار مخصوصی که توی قطعه پرینت‌شده طراحی کردیم قرار بده.

حالا برد XIAO رو توی محفظه فشار بده تا با صدای کلیک سر جاش محکم بشه. حتما چک کن که پورت USB-C برد دقیقا روبه‌روی شیار خروجی قاب قرار گرفته باشه.

سنسور خمش رو توی دیواره کناری قاب و در قسمت محافظ سنسور (Sensor Guard) جا بزن. برای اینکه موقع تکون دادن سنسور از جاش درنیاد، با چسب حرارتی پایه‌اش رو حسابی محکم کن.

درپوش بالایی قاب رو روی قطعات بذار و دور تا دورش رو با دقت چسب بزن تا جعبه کامل بسته و یکپارچه بشه.

در قدم آخر، بازوی مکانیکی شبیه‌ساز (که پرینت کردی) رو روی شفت سروو موتور بذار و با همون پیچی که داخل بسته‌بندی خود موتور بود، سفتش کن.

خسته نباشی! مونتاژ گجت شبیه‌ساز حرکتی ما به همین راحتی تموم شد.

کابل USB رو به پورت دستگاه وصل کن تا برقش تأمین بشه.

حالا با دستت سنسور خمش رو به سمت چپ و راست خم کن؛ می‌بینی که بازوی متصل به سروو موتور با دقت بالا دقیقا همون حرکت رو شبیه‌سازی می‌کنه! انگار بازوی رباتیک داره حرکات دست تو رو تقلید می‌کنه.

امیدواریم از این آموزش در اپلیکیشن آیسی‌مدار لذت برده باشی. ساخت این دستگاه کوچیک بهت نشون می‌ده که پیاده‌سازی پروژه‌های تعاملی چقدر می‌تونه سرگرم‌کننده و در عین حال ساده باشه. می‌تونی این ایده رو گسترش بدی و با استفاده از چند سنسور خمش، یه دستکش رباتیک کامل برای خودت بسازی!