Ρομποτικό βραχίονα ελεγχόμενο με χειρονομία με το arduino nano

Σύνδεση κυκλώματος μεταξύ MPU6050 & Arduino Nano:

Σύνδεση κυκλώματος μεταξύ Servo Motors & Arduino Nano:

Ένας αισθητήρας flex περιέχει δύο ακίδες. Δεν περιέχει πόλους πόλους. Έτσι, ο ακροδέκτης P1 συνδέεται με τον αναλογικό ακροδέκτη A0 του Arduino Nano με μια αντίσταση pull-up 10k και η ακίδα δύο P2 είναι γειωμένη στο Arduino.

Συναρμολόγηση MPU6050 & Flex Sensor σε γάντια

Έχουμε τοποθετήσει τον αισθητήρα MPU6050 και Flex σε ένα γάντι χειρός. Εδώ χρησιμοποιείται ενσύρματη σύνδεση για τη σύνδεση του γαντιού και του ρομποτικού βραχίονα, αλλά μπορεί να γίνει ασύρματο χρησιμοποιώντας μια σύνδεση RF ή μια σύνδεση Bluetooth.

Μετά από κάθε σύνδεση, η τελική ρύθμιση για το Robotic Arm που ελέγχεται με χειρονομία μοιάζει με την παρακάτω εικόνα:

Προγραμματισμός του Arduino Nano για Robotic Arm

Ως συνήθως, παρέχεται πλήρης κωδικός μαζί με ένα βίντεο εργασίας στο τέλος αυτού του σεμιναρίου. Εδώ εξηγούνται μερικές σημαντικές γραμμές κώδικα.

1. Πρώτα, συμπεριλάβετε τα απαραίτητα αρχεία βιβλιοθήκης. Η βιβλιοθήκη Wire.h χρησιμοποιείται για επικοινωνία I2C μεταξύ Arduino Nano & MPU6050 και servo.h για έλεγχο σερβο κινητήρα.

#περιλαμβάνω #περιλαμβάνω

2. Στη συνέχεια, δηλώνονται τα αντικείμενα για το σερβο κλάσης. Καθώς χρησιμοποιούμε τέσσερις σερβοκινητήρες, δημιουργούνται τέσσερα αντικείμενα όπως servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

Σερβο σερβο_1; Σέρβο σέρβο_2; Σερβο σερβο_3; Σερβο σερβο_4;

3. Στη συνέχεια, δηλώνεται η διεύθυνση I2C του MPU6050 και οι μεταβλητές που θα χρησιμοποιηθούν.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C Διεύθυνση int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; διπλό x; διπλό y; διπλή z?

4. Στη συνέχεια, στην κενή ρύθμιση , ορίζεται ρυθμός baud 9600 για σειριακή επικοινωνία.

Serial.begin (9600);

Και η επικοινωνία I2C μεταξύ του Arduino Nano & MPU6050 έχει δημιουργηθεί:

Wire.begin (); // Initilize I2C Communication Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Ξεκινήστε την επικοινωνία με το MPU6050 Wire.write (0x6B); // Γράφει για εγγραφή 6B Wire.write (0); // Γράφει 0 σε 6B Εγγραφή για επαναφορά του Wire.endTransmission (true); // Τερματίζει τη μετάδοση I2C

Επίσης, ορίζονται τέσσερις ακίδες PWM για συνδέσεις σερβοκινητήρα.

servo_1. Attach (2); // Forward / Reverse_Motor servo_2.attach (3); // Up / Down_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Left / Right_Motor

5. Στη συνέχεια, στη λειτουργία κενού βρόχου , δημιουργήστε ξανά σύνδεση I2C μεταξύ του MPU6050 και του Arduino Nano και, στη συνέχεια, ξεκινήστε να διαβάζετε τα δεδομένα X, Y, Z-Axis από το μητρώο του MPU6050 και αποθηκεύστε τα σε αντίστοιχες μεταβλητές.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Ξεκινήστε με το regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Διαβάστε 14 Μητρώα axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Μετά από αυτό, αντιστοιχίστε την ελάχιστη και τη μέγιστη τιμή των δεδομένων άξονα από τον αισθητήρα MPU6050 στην περιοχή από -90 έως 90.

int xAng = χάρτης (axis_X, minVal, maxVal, -90,90); int yAng = χάρτης (axis_Y, minVal, maxVal, -90,90); int zAng = χάρτης (axis_Z, minVal, maxVal, -90,90);

Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο για να υπολογίσετε τις τιμές x, y, z σε όρους 0 έως 360.

x = RAD_TO_DEG * (atan2 (-yAng, -zAng) + PI); y = RAD_TO_DEG * (atan2 (-xAng, -zAng) + PI); z = RAD_TO_DEG * (atan2 (-yAng, -xAng) + PI);

Στη συνέχεια, διαβάστε τα αναλογικά δεδομένα εξόδου εύκαμπτου αισθητήρα στον ακροδέκτη A0 του Arduino Nano και σύμφωνα με την ψηφιακή τιμή του αισθητήρα flex ρυθμίστε τη γωνία σερβο της λαβής. Έτσι, εάν τα δεδομένα του αισθητήρα flex είναι μεγαλύτερα από 750, η γωνία σερβοκινητήρα της λαβής είναι 0 μοίρας και αν είναι μικρότερη από 750 είναι 180 μοίρες.

int gripper; int flex_sensorip = analogRead (A0); αν (flex_sensorip> 750) { gripper = 0; } αλλιώς { gripper = 180; } servo_3.write (gripper);

Στη συνέχεια, η κίνηση του MPU6050 στον άξονα Χ από 0 έως 60 χαρτογραφείται σε όρους 0 έως 90 μοίρες για την κίνηση εμπρός / αντίστροφη κίνηση του ρομποτικού βραχίονα του σερβο κινητήρα.

εάν (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = χάρτης (x, 0,60,0,90); Serial.print ("Κίνηση σε F / R ="); Serial.print (mov1); Serial.println ((char) 176); servo_1.write (mov1); }

Και η κίνηση του MPU6050 στον άξονα Χ από 250 έως 360 χαρτογραφείται σε όρους 0 έως 90 μοίρες για το ρομποτικό βραχίονα κίνησης UP / DOWN του σερβοκινητήρα.

αλλιώς εάν (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = χάρτης (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Κίνηση προς τα πάνω / κάτω ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Η κίνηση του MPU6050 στον άξονα Υ από 0 έως 60 αντιστοιχεί σε 90 έως 180 μοίρες για την αριστερή κίνηση του ρομποτικού βραχίονα του σερβο κινητήρα

αν (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = χάρτης (y, 0,60,90,180); Serial.print ("Κίνηση στα αριστερά ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Η κίνηση του MPU6050 στον άξονα Υ από 300 έως 360 χαρτογραφείται σε όρους 0 έως 90 μοίρες για τη δεξιά κίνηση του σερβο κινητήρα του ρομποτικού βραχίονα.

αλλιώς εάν (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = χάρτης (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Κίνηση προς τα δεξιά ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Εργασία ελεγχόμενου Gesture Robotic Arm χρησιμοποιώντας Arduino

Τέλος, ανεβάστε τον κωδικό στο Arduino Nano και φορέστε το γάντι χειρός με τον αισθητήρα MPU6050 & Flex.

1. Τώρα μετακινήστε το χέρι προς τα κάτω για να μετακινήσετε το ρομποτικό βραχίονα προς τα εμπρός και προς τα πάνω για να μετακινήσετε το ρομποτικό βραχίονα προς τα πάνω.

2. Στη συνέχεια, γείρετε το χέρι αριστερά ή δεξιά για να περιστρέψετε το ρομποτικό χέρι αριστερά ή δεξιά.

3. Λυγίστε το εύκαμπτο καλώδιο που είναι συνδεδεμένο με το δάχτυλο του γαντιού του χεριού για να ανοίξετε τη λαβή και στη συνέχεια αφήστε το για να το κλείσετε.

Η πλήρης εργασία παρουσιάζεται στο παρακάτω βίντεο.