Robotické rameno ovládané gestem ruky pomocí arduino nano

Okruhové připojení mezi MPU6050 a Arduino Nano:

Okruhové spojení mezi servomotory a Arduino Nano:

Flex senzor obsahuje dva kolíky. Neobsahuje polarizované terminály. Pin P1 je tedy připojen k analogovému Pin A0 Arduino Nano s pull-up rezistorem 10k a pin dva P2 je uzemněn k Arduino.

Montáž senzoru MPU6050 a Flex na rukavice

MPU6050 a snímač Flex jsme namontovali na rukavice. Zde se pro připojení rukavice a robotického ramene používá kabelové připojení, ale lze jej provést bezdrátově pomocí vysokofrekvenčního připojení nebo připojení Bluetooth.

Po každém připojení vypadá konečné nastavení robotické paže ovládané gesty jako na následujícím obrázku:

Programování Arduino Nano pro robotické rameno

Jako obvykle je na konci tohoto kurzu uveden kompletní kód spolu s pracovním videem. Zde je vysvětleno několik důležitých řádků kódu.

1. Nejprve zahrňte potřebné soubory knihovny. Knihovna Wire.h se používá pro komunikaci I2C mezi Arduino Nano a MPU6050 a servo.h pro ovládání servomotoru.

#zahrnout #zahrnout

2. Dále jsou deklarovány objekty pro třídní servo. Protože používáme čtyři servomotory, jsou vytvořeny čtyři objekty jako servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

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

3. Dále je deklarována adresa I2C MPU6050 a použité proměnné.

const int MPU_addr = 0x68; // Adresa MPU6050 I2C int16_t osa_X, osa_Y, osa_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; dvojité x; dvojité y; dvojitý z;

4. Dále v nastavení neplatnosti je pro sériovou komunikaci nastavena přenosová rychlost 9600.

Serial.begin (9600);

A je navázána komunikace I2C mezi Arduino Nano a MPU6050:

Wire.begin (); // Inicializace komunikace I2C Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Zahájit komunikaci s MPU6050 Wire.write (0x6B); // Zapisuje do registru 6B Wire.write (0); // Zapíše 0 do 6B registru pro resetování Wire.endTransmission (true); // Ukončí přenos I2C

Pro připojení servomotoru jsou také definovány čtyři piny PWM.

servo_1.attach (2); // Servo_2 vpřed / vzad_motor_2.attach (3); // Nahoru / Dolů_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Vlevo / Vpravo_Motor

5. Dále ve funkci void loop znovu vytvořte I2C spojení mezi MPU6050 a Arduino Nano a poté začněte číst data X, Y, Z-Axis z registru MPU6050 a ukládat je do odpovídajících proměnných.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Začněte s regsiterem 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Číst 14 registrů axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Poté zmapujte minimální a maximální hodnotu osových dat ze snímače MPU6050 v rozsahu -90 až 90.

int xAng = mapa (axis_X, minVal, maxVal, -90,90); int yAng = mapa (osa_Y, minVal, maxVal, -90,90); int zAng = mapa (osa_Z, minVal, maxVal, -90,90);

Potom použijte následující vzorec pro výpočet hodnot x, y, z ve smyslu 0 až 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);

Poté přečtěte analogová výstupní data senzoru flexe na pinu A0 Arduino Nano a podle digitální hodnoty senzoru flex nastavte úhel serva chapadla. Pokud jsou tedy data snímače flexe větší než 750, úhel servomotoru chapadla je 0 stupňů a pokud menší než 750 je to 180 stupňů.

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

Poté je pohyb MPU6050 na ose X od 0 do 60 mapován ve smyslu 0 až 90 stupňů pro pohyb servomotoru vpřed / vzad robotickým ramenem.

if (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = mapa (x, 0,60,0,90); Serial.print ("Pohyb v F / R ="); Serial.print (mov1); Serial.println ((char) 176); servo_1.write (mov1); }

A pohyb MPU6050 na ose X od 250 do 360 je mapován v rozmezí 0 až 90 stupňů pro robotické rameno pohybu servomotoru NAHORU / DOLŮ.

else if (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = mapa (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Pohyb nahoru / dolů ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Pohyb MPU6050 na ose Y od 0 do 60 je mapován v rozmezí 90 až 180 stupňů pro levý pohyb robotického ramene servomotoru.

if (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = mapa (y, 0,60,90,180); Serial.print ("Pohyb vlevo ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Pohyb MPU6050 v ose Y od 300 do 360 je mapován v rozmezí 0 až 90 stupňů pro pravý pohyb robotického ramene servomotoru.

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

Práce s robotickým ramenem ovládaným gesty pomocí Arduina

Nakonec nahrajte kód do Arduino Nano a noste ruční rukavice namontované pomocí senzoru MPU6050 & Flex.

1. Nyní pohybem ruky dolů posuňte robotickou ruku dopředu a pohybem nahoru posuňte robotickou ruku nahoru.

2. Potom nakloněním ruky doleva nebo doprava otočíte robotické rameno doleva nebo doprava.

3. Ohněte ohebný kabel připevněný prstem rukavice, abyste otevřeli chapadlo, a poté jej uvolněte, abyste jej zavřeli.

Kompletní fungování je ukázáno ve videu níže.