Ramię robota sterowane gestami przy użyciu arduino nano

Połączenie obwodu między MPU6050 i Arduino Nano:

Połączenie obwodu między serwomotorami i Arduino Nano:

Czujnik elastyczna zawiera dwa kołki. Nie zawiera spolaryzowanych zacisków. Zatem pin pierwszy P1 jest połączony z analogowym pinem A0 Arduino Nano za pomocą rezystora podciągającego 10k, a pin drugi P2 jest uziemiony do Arduino.

Montaż MPU6050 i czujnika Flex w rękawicach

Zamontowaliśmy MPU6050 i czujnik Flex na rękawicy ręcznej. W tym przypadku do połączenia rękawicy i ramienia robota służy połączenie przewodowe, ale można je nawiązać bezprzewodowo za pomocą połączenia RF lub połączenia Bluetooth.

Po każdym połączeniu ostateczna konfiguracja ramienia robota sterowanego gestami wygląda jak na poniższym obrazku:

Programowanie Arduino Nano dla ramienia robota

Jak zwykle, kompletny kod wraz z działającym filmem znajduje się na końcu tego samouczka. Poniżej wyjaśniono kilka ważnych wierszy kodu.

1. Najpierw dołącz niezbędne pliki biblioteki. Biblioteka Wire.h służy do komunikacji I2C pomiędzy Arduino Nano i MPU6050 oraz servo.h do sterowania serwomotorem.

#zawierać #zawierać

2. Następnie deklarowane są obiekty klasy servo. Kiedy używamy czterech serwomotorów, tworzone są cztery obiekty, takie jak servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

Servo servo_1; Servo servo_2; Servo servo_3; Servo servo_4;

3. Następnie deklarowany jest adres I2C MPU6050 i używane zmienne.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C Adres int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; podwójne x; podwójne y; dwukrotnie z;

4. Następnie w pustej konfiguracji ustawiana jest prędkość transmisji 9600 dla komunikacji szeregowej.

Serial.begin (9600);

Ustanowiono komunikację I2C między Arduino Nano i MPU6050:

Wire.begin (); // Uruchom komunikację I2C.beginTransmission (MPU_addr); // Rozpocznij komunikację z MPU6050 Wire.write (0x6B); // Zapisuje do rejestru 6B Wire.write (0); // Zapisuje 0 do rejestru 6B, aby zresetować Wire.endTransmission (true); // Kończy transmisję I2C

Ponadto cztery piny PWM są zdefiniowane dla połączeń serwomotoru.

servo_1.attach (2); // Forward / Reverse_Motor servo_2.attach (3); // Góra / Dół_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Lewy / Prawy_Silnik

5. Następnie w funkcji void loop ponownie nawiąż połączenie I2C pomiędzy MPU6050 i Arduino Nano, a następnie zacznij odczytywać dane osi X, Y, Z z rejestru MPU6050 i zapisywać je w odpowiednich zmiennych.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Zacznij od regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Czytaj 14 Rejestruje axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Następnie zmapuj minimalną i maksymalną wartość danych osi z czujnika MPU6050 w zakresie od -90 do 90.

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

Następnie użyj poniższego wzoru, aby obliczyć wartości x, y, z w zakresie od 0 do 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);

Następnie odczytaj dane wyjścia analogowego czujnika flex na pinie A0 Arduino Nano i zgodnie z wartością cyfrową czujnika flex ustaw kąt serwa chwytaka. Więc jeśli dane czujnika flex są większe niż 750, kąt serwomotoru chwytaka wynosi 0 stopni, a jeśli jest mniejszy niż 750, to 180 stopni.

chwytak int; int flex_sensorip = analogRead (A0); if (flex_sensorip> 750) { gripper = 0; } else { chwytak = 180; } servo_3.write (chwytak);

Następnie ruch MPU6050 na osi X od 0 do 60 jest odwzorowywany w zakresie od 0 do 90 stopni dla ruchu do przodu / do tyłu serwomotoru ramienia robota.

if (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = map (x, 0,60,0,90); Serial.print ("Ruch w przód / tył ="); Serial.print (mov1); Serial.println ((char) 176); servo_1.write (mov1); }

Oraz przemieszczanie MPU6050 na osi X od 250 do 360 jest odwzorowany w zakresie od 0 do 90 stopni, na górę / w dół ruchu ramienia robota serwomotor jest.

else if (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Ruch w górę / w dół ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Ruch MPU6050 na osi Y od 0 do 60 jest odwzorowany w zakresie od 90 do 180 stopni dla ruchu serwomotoru w lewo ramienia robota.

if (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = map (y, 0,60,90,180); Serial.print ("Ruch w lewo ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Ruch MPU6050 w osi Y od 300 do 360 jest odwzorowywany w zakresie od 0 do 90 stopni dla ruchu serwomotoru w prawo ramienia robota.

else if (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Ruch w prawo ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Praca ramienia robota sterowanego gestami przy użyciu Arduino

Na koniec prześlij kod do Arduino Nano i załóż rękawicę ręczną z zamontowanym MPU6050 i czujnikiem Flex.

1. Teraz przesuń rękę w dół, aby przesunąć ramię robota do przodu i podnieś, aby podnieść ramię robota.

2. Następnie przechyl rękę w lewo lub w prawo, aby obrócić ramię robota w lewo lub w prawo.

3. Zegnij przewód elastyczny przymocowany palcem rękawicy, aby otworzyć chwytak, a następnie zwolnij go, aby go zamknąć.

Cała praca jest pokazana na poniższym filmie.