Ρομπότ ελεγχόμενης χειρονομίας με βάση το επιταχυνσιόμετρο χρησιμοποιώντας το arduino

Τα ρομπότ παίζουν σημαντικό ρόλο στον τομέα της αυτοματοποίησης σε όλους τους τομείς όπως ο κατασκευαστικός, στρατιωτική, ιατρική, την κατασκευή, κλπ Αφού κάνετε κάποιες βασικές ρομπότ, όπως ρομπότ γραμμή που ακολουθεί, με έλεγχο από υπολογιστή ρομπότ, κλπ, έχουμε αναπτύξει αυτό το επιταχυνσιόμετρο με βάση χειρονομία ελέγχεται ρομπότ με τη χρήση arduino uno. Σε αυτό το έργο χρησιμοποιήσαμε κίνηση του χεριού για να οδηγήσουμε το ρομπότ. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε επιταχυνσιόμετρο που λειτουργεί στην επιτάχυνση.

Απαιτούμενα συστατικά

1. Arduino UNO
2. DC Motors
3. Επιταχυνσιόμετρο
4. HT12D
5. HT12E
6. Ζεύγος RF
7. Οδηγός κινητήρα L293D
8. Μπαταρία 9 Volt
9. Συνδετήρας μπαταρίας
10. καλώδιο USB
11. Ρομπότ Chasis

RF Ζεύγος:

Ένα ρομπότ ελεγχόμενης χειρονομίας ελέγχεται χρησιμοποιώντας το χέρι αντί οποιασδήποτε άλλης μεθόδου όπως κουμπιά ή χειριστήριο. Εδώ πρέπει μόνο να κινηθεί το χέρι για να ελέγξει το ρομπότ. Μια συσκευή μετάδοσης χρησιμοποιείται στο χέρι σας που περιέχει πομπό RF και μετρητή accelero. Αυτό θα μεταδώσει την εντολή στο ρομπότ έτσι ώστε να μπορεί να κάνει την απαιτούμενη εργασία όπως να προχωρήσει, να αντιστρέψει, να γυρίσει αριστερά, να στρίψει δεξιά και να σταματήσει. Όλες αυτές οι εργασίες θα εκτελεστούν χρησιμοποιώντας χειρονομία.

Εδώ το πιο σημαντικό συστατικό είναι το επιταχυνσιόμετρο. Το Accelerometer είναι μια συσκευή μέτρησης επιτάχυνσης 3 αξόνων με εύρος +3g. Αυτή η συσκευή κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας αισθητήρα επιφανείας πολυπυριτίου και κύκλωμα κλιματισμού σήματος για τη μέτρηση της επιτάχυνσης. Η έξοδος αυτής της συσκευής είναι αναλογικής φύσης και ανάλογη με την επιτάχυνση. Αυτή η συσκευή μετρά τη στατική επιτάχυνση της βαρύτητας όταν την κλίνουμε. Και δίνει ένα αποτέλεσμα σε μορφή κίνησης ή δόνησης.

Σύμφωνα με το δελτίο δεδομένων της adxl335 πολυπυριτίου επιφανειακή-μικρομαγνητική δομή τοποθετημένη στην κορυφή της γκοφρέτας πυριτίου. Τα ελατήρια πολυπυριτίου αναστέλλουν τη δομή πάνω από την επιφάνεια της γκοφρέτας και παρέχουν αντίσταση στις δυνάμεις επιτάχυνσης. Η εκτροπή της δομής μετράται χρησιμοποιώντας έναν διαφορικό πυκνωτή ο οποίος ενσωματώνει ανεξάρτητες σταθερές πλάκες και πλάκες προσαρτημένες στην κινούμενη μάζα. Οι σταθερές πλάκες κινούνται με 180 ° εκτός φάσης τετραγωνικά κύματα. Η επιτάχυνση εκτρέπει την κινούμενη μάζα και εξισορροπεί τον διαφορικό πυκνωτή με αποτέλεσμα έξοδο αισθητήρα του οποίου το πλάτος είναι ανάλογο με την επιτάχυνση. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται τεχνικές αποδιαμόρφωσης ευαίσθητες στη φάση για τον προσδιορισμό του μεγέθους και της κατεύθυνσης της επιτάχυνσης.

Καρφίτσα Περιγραφή του επιταχυνσιόμετρου

1. Η παροχή Vcc 5 volt πρέπει να συνδεθεί σε αυτόν τον πείρο.
2. X-OUT Αυτός ο πείρος δίνει μια αναλογική έξοδο σε κατεύθυνση x
3. Y-OUT Αυτός ο ακροδέκτης δίνει αναλογική έξοδο προς την κατεύθυνση y
4. Z-OUT Αυτή η ακίδα δίνει αναλογική έξοδο σε κατεύθυνση z
5. Γείωση GND
6. ST Αυτός ο πείρος χρησιμοποιείται για καθορισμένη ευαισθησία του αισθητήρα

Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση

Το ρομπότ ελεγχόμενης χειρονομίας χωρίζεται σε δύο ενότητες:

1. Μέρος πομπού
2. Μέρος δέκτη

Στο μέρος του πομπού χρησιμοποιείται ένα επιταχυνσιόμετρο και μια μονάδα πομπού RF. Όπως έχουμε ήδη συζητήσει ότι το επιταχυνσιόμετρο δίνει μια αναλογική έξοδο, οπότε εδώ πρέπει να μετατρέψουμε αυτά τα αναλογικά δεδομένα σε ψηφιακά. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε κύκλωμα σύγκρισης 4 καναλιών στη θέση οποιουδήποτε ADC. Με τον καθορισμό τάσης αναφοράς λαμβάνουμε ένα ψηφιακό σήμα και στη συνέχεια εφαρμόζουμε αυτό το σήμα στον κωδικοποιητή HT12E για να κωδικοποιήσουμε δεδομένα ή να το μετατρέψουμε σε σειριακή μορφή και στη συνέχεια να στείλουμε αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιώντας πομπό RF στο περιβάλλον.

Στο τέλος του δέκτη έχουμε χρησιμοποιήσει δέκτη RF για τη λήψη δεδομένων και μετά εφαρμόσαμε στον αποκωδικοποιητή HT12D. Αυτός ο αποκωδικοποιητής IC μετατρέπει τα ληφθέντα σειριακά δεδομένα σε παράλληλα και στη συνέχεια διαβάζεται χρησιμοποιώντας το arduino. Σύμφωνα με τα ληφθέντα δεδομένα, οδηγούμε ρομπότ χρησιμοποιώντας δύο κινητήρες DC προς τα εμπρός, προς τα πίσω, αριστερά, δεξιά και στάση.

Εργαζόμενος

Το ρομπότ που ελέγχεται με κίνηση κινείται σύμφωνα με την κίνηση των χεριών καθώς τοποθετούμε τον πομπό στο χέρι μας. Όταν γέρνουμε μπροστά, το ρομπότ αρχίζει να κινείται προς τα εμπρός και συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός μέχρι να δοθεί η επόμενη εντολή.

Όταν γέρνουμε το χέρι προς τα πίσω, το ρομπότ αλλάζει την κατάστασή του και αρχίζει να κινείται προς τα πίσω μέχρι να δοθεί άλλη εντολή.

Όταν το γέρνουμε στην αριστερή πλευρά, το ρομπότ στρίβει αριστερά μέχρι την επόμενη εντολή.

Όταν γέρνουμε το χέρι στη δεξιά πλευρά το ρομπότ γύρισε προς τα δεξιά

Και για να σταματήσουμε το ρομπότ κρατάμε σταθερό το χέρι.

Διάγραμμα κυκλώματος για το τμήμα πομπού

Διάγραμμα κυκλώματος για το τμήμα δέκτη

Το κύκλωμα για αυτό το ρομπότ που ελέγχεται με χειρονομία είναι αρκετά απλό. Όπως φαίνεται στα παραπάνω σχηματικά διαγράμματα, ένα ζεύγος RF χρησιμοποιείται για επικοινωνία και συνδέεται με το arduino. Ο οδηγός κινητήρα είναι συνδεδεμένος στο arduino για να τρέξει το ρομπότ. Ο ακροδέκτης εισόδου 2, 7, 10 και 15 του οδηγού είναι συνδεδεμένος με τον ψηφιακό ακροδέκτη arduino με αριθμό 6, 5, 4 και 3 αντίστοιχα. Εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει δύο κινητήρες DC για να οδηγήσουμε ρομπότ στο οποίο ένας κινητήρας είναι συνδεδεμένος στον πείρο εξόδου του οδηγού κινητήρα 3 και 6 και ένας άλλος κινητήρας είναι συνδεδεμένος στα 11 και 14. Μια μπαταρία 9 volt χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία του οδηγού κινητήρα για την οδήγηση κινητήρων.

Επεξήγηση προγράμματος

Στο πρόγραμμα πρώτα απ 'όλα έχουμε ορίσει καρφίτσες εξόδου για κινητήρες.

Και μετά στη ρύθμιση έχουμε δώσει τις οδηγίες για να καρφιτσώσετε.

Μετά από αυτό διαβάζουμε την είσοδο χρησιμοποιώντας το "if statement" και εκτελούμε σχετική λειτουργία.

Υπάρχουν συνολικά πέντε προϋποθέσεις για αυτό το ρομπότ ελεγχόμενο με κίνηση που δίνουν παρακάτω:

Κίνηση του χεριού	Εισαγωγή για Arduino από χειρονομία
Πλευρά	Δ3	Δ2	Δ1	Δ0	Κατεύθυνση
Σταθερός	0	0	0	0	Να σταματήσει
Κλίση προς τα δεξιά	0	0	0	1	Στρίψτε δεξιά
Κλίση αριστερά	0	0	1	0	Στρίψτε αριστερά
Γείρετε πίσω	1	0	0	0	Οπισθοδρομικός
Κλίση μπροστά	0	1	0	0	Προς τα εμπρός

Έχουμε γράψει το πλήρες πρόγραμμα σύμφωνα με τους παραπάνω πίνακες. Παρακάτω είναι ο πλήρης κωδικός.