Gesztusvezérelt robot Arduino használatával: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

A robotokat számos ágazatban használják, mint például az építőipar, a katonaság, a gyártás, az összeszerelés stb. A robotok lehetnek önállóak vagy félig autonómak. Az autonóm robotok nem igényelnek emberi beavatkozást, és a helyzetnek megfelelően önállóan tudnak cselekedni. A félautomata robotok az emberek utasításai szerint működnek. Ezeket a félig autonómokat távvezérléssel, telefonnal, gesztusokkal stb. Lehet vezérelni. Korábban kevés IoT-alapú robotot építettünk, amelyeket a webszerverről vezérelhetünk.

A mai cikkben gesztusvezérelt robotot fogunk építeni Arduino, MPU6050 gyorsulásmérő, nRF24L01 adó-vevő pár és L293D motorvezérlő modul használatával. Ezt a robotot két részre tervezzük. Az egyik az adó, a másik a vevő. Az adó rész egy Arduino Uno, MPU6050 gyorsulásmérő és giroszkóp, valamint az nRF24L01, míg a vevő rész egy Arduino Uno, nRF24L01, két egyenáramú motor és egy L293D motor meghajtó. Az adó távvezérlőként fogja irányítani a robotot, ahol a robot a gesztusoknak megfelelően mozog.

1. lépés: Szükséges összetevők

• Arduino Uno (2)
• NRF24L01 (2)
• MPU6050DC motor (2)
• L293D motorvezérlő modul
• Tészta

MPU6050 gyorsulásmérő és giroszkóp Az MPU6050 érzékelő modul egy komplett 6 tengelyes (3 tengelyes gyorsulásmérő és 3 tengelyes giroszkóp) mikroelektromechanikus rendszer. Az MPU6050 érzékelőmodul egy chipen lévő hőmérséklet-érzékelővel is rendelkezik. I2C busszal és kiegészítő I2C busz interfésszel rendelkezik, amely kommunikál a mikrovezérlőkkel és más érzékelőeszközökkel, például 3 tengelyes magnetométerrel, nyomásérzékelővel, stb. -kapcsolódó paraméterek. Ez az érzékelő modul beépített digitális mozgásprocesszorral is rendelkezik, amely összetett számításokat végezhet.

NRF24L01 adó -vevő modul

Az nRF24L01 egycsipes rádió adó -vevő a világszerte 2,4 - 2,5 GHz -es ISM sáv számára. Az adó -vevő egy teljesen integrált frekvenciaszintetizátorból, egy erősítőből, egy kristályoszcillátorból, egy demodulátorból, egy modulátorból és egy továbbfejlesztett ShockBurs protokollmotorból áll. A kimeneti teljesítmény, a frekvenciacsatornák és a protokoll beállítása könnyen programozható az SPI interfészen keresztül. Ennek az adó -vevő modulnak az üzemi feszültségtartománya 1,9V - 3,6V. Beépített kikapcsolási és készenléti üzemmódokkal rendelkezik, így energiatakarékos és könnyen megvalósítható.

2. lépés: A kézmozdulatokkal vezérelt robot kezelése Arduino használatával

Az Arduino gesztusvezérlő autó működésének megértéséhez osszuk fel ezt a projektet két részre. Az első rész az adó rész (távoli), amelyben az MPU6050 gyorsulásmérő érzékelő folyamatosan jeleket küld a vevőnek (robot) az Arduino és az nRF távadón keresztül.

A második rész a vevő rész (Robot car), amelyben az nRF vevő fogadja az átvitt adatokat, és elküldi azokat az Arduino -nak, amely tovább dolgozza fel őket, és ennek megfelelően mozgatja a robotot.

Az MPU6050 gyorsulásmérő érzékelő leolvassa az X Y Z koordinátákat, és elküldi a koordinátákat az Arduino -nak. Ehhez a projekthez csak X és Y koordinátákra van szükségünk. Az Arduino ezután ellenőrzi a koordináták értékeit, és elküldi az adatokat az nRF adónak. Az átvitt adatokat az nRF vevő fogadja. A vevő elküldi az adatokat a vevőoldali Arduino -nak. Az Arduino továbbítja az adatokat a motorvezérlő IC -nek, és a motorvezérlő a kívánt irányba forgatja a motorokat.

3. lépés: Áramköri diagram

Ez a kézmozdulattal vezérelt robot Arduino hardvert használva két részre van osztva

1. Adó
2. Vevő

4. lépés: Adóáramkör az Arduino gesztusvezérelt autóhoz

A projekt adóegysége MPU6050 gyorsulásmérőből és giroszkópból, nRF24L01 adó -vevőből és Arduino Unóból áll. Az Arduino folyamatosan kap adatokat az MPU6050 -ből, és elküldi ezeket az nRF adónak. Az RF adó továbbítja az adatokat a környezetbe.

5. lépés: Vevő áramkör az Arduino gesztusvezérelt autóhoz

Ennek a gesztusvezérelt robotnak a vevőegysége Arduino Uno, nRF24L01 adó -vevő, 2 egyenáramú motor és egy motorvezérlő modulból áll. Az NRF24L01 vevő fogadja az adatokat az adótól és elküldi az Arduino -nak. Ezután a kapott jelek szerint az Arduino mozgatja az egyenáramú motorokat.

6. lépés: A program magyarázata

Az Arduino -t használó gesztusvezérelt robot esetében a teljes kód itt érhető el. Az alábbiakban soronként ismertetjük a programot.

Adóoldali program

Ebben a programban az Arduino kiolvassa az adatokat az MPU6050 -ből, és elküldi azokat az nRF 24L01 adónak.

1. Indítsa el a programot a szükséges könyvtári fájlok hozzáadásával. A könyvtár fájljait letöltheti a megadott linkekről.

SPI.h

nRF24L01.h

Drót.h

MPU6050.h

2. Ezután határozza meg az MPU6050 giroszkóp és a gyorsulásmérő adatainak változóit. Itt csak a gyorsulásmérő adatait kell használni.

3. Határozza meg a rádiócső címét a kommunikációs és nRF távadók CN és CSN csapjaihoz.

4. Indítsa el a soros monitort a void setup () függvényben. Inicializálja a vezetékes és rádiós kommunikációt is. A radio.setDataRate az adatátviteli sebesség beállítására szolgál.

5. Olvassa el az MPU6050 érzékelő adatait. Itt csak X és Y irányú gyorsulásmérő adatokat használunk.

6. Végül továbbítsa az érzékelő adatait a radio.write funkció segítségével.

Vevő oldali program

1. A szokásos módon indítsa el a programot a szükséges könyvtári fájlok beillesztésével.

2. Határozza meg a rádiócső címét a kommunikációs és nRF távadók CN és CSN csapjaihoz.

3. Határozza meg a bal és jobb egyenáramú motor csapjait.

4. Most ellenőrizze, hogy a rádió elérhető -e vagy sem. Ha igen, olvassa el az adatokat.

5. Most hasonlítsa össze a kapott adatokat, és vezesse a motorokat a feltételeknek megfelelően.

7. lépés: A kézmozdulattal vezérelt robot tesztelése Arduino használatával

Ha a hardver készen áll, csatlakoztassa az adó és a vevő oldali Arduinos -t a laptopjához, és töltse fel a kódot. Ezután mozgassa az MPU6050 gyorsulásmérőt az autó robot vezérléséhez.

A gesztusvezérelt robot teljes működése megtalálható a videóban.