רובוט נשלט באמצעות מחוות באמצעות Arduino: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

רובוטים משמשים במגזרים רבים כמו בנייה, צבא, ייצור, הרכבה וכו '. רובוטים יכולים להיות אוטונומיים או אוטונומיים למחצה. רובוטים אוטונומיים אינם דורשים שום התערבות אנושית ויכולים לפעול בעצמם בהתאם למצב. רובוטים חצי אוטונומיים עובדים על פי הנחיות הניתנות על ידי בני אדם. ניתן לשלוט באוטונומים למחצה אלה באמצעות שלט, טלפון, מחוות וכו '. בנינו בעבר מעט רובוטים מבוססי IoT, אותם ניתן לשלוט באמצעות שרת האינטרנט.

במאמר של היום, אנו הולכים לבנות רובוט נשלט על ידי מחוות באמצעות Arduino, מד תאוצה MPU6050, זוג מקלט nRF24L01 ומודול נהג מנוע L293D. נעצב את הרובוט הזה לשני חלקים. האחד הוא המשדר, והשני הוא המקלט. קטע המשדר מורכב מ- Arduino Uno, MPU6050 Accelerometer and Gyroscope, ו- nRF24L01 ואילו קטע המקלט מורכב מ- Arduino Uno, nRF24L01, שני מנועי DC ומנהג מנוע L293D. המשדר יפעל כמרוחק לשליטה ברובוט שבו הרובוט ינוע בהתאם למחוות.

שלב 1: דרושים רכיבים

• ארדואינו אונו (2)
• NRF24L01 (2)
• מנוע MPU6050DC (2)
• מודול נהג מנוע L293D
• חמאה

מד תאוצה וג'ירוסקופ MPU6050 מודול החיישנים MPU6050 הוא מערכת מיקרו-אלקטרו-מכאנית מלאה עם 6 צירים (3-ציר מד תאוצה וג'ירוסקופ). מודול חיישן MPU6050 כולל גם חיישן טמפרטורה על שבב. יש לו אוטובוס I2C וממשק אוטובוס עזר I2C לתקשורת עם בקרי המיקרו והתקני חיישן אחרים כמו מגנומטר 3 צירים, חיישן לחץ וכו '. מודול החיישן MPU6050 משמש למדידת האצה, מהירות, כיוון, תזוזה ותנועה אחרת. -פרמטרים הקשורים. במודול חיישן זה יש גם מעבד תנועה דיגיטלי מובנה שיכול לבצע חישובים מורכבים.

מודול משדר NRF24L01

nRF24L01 הוא משדר רדיו חד שבבי עבור פס ISM ברחבי העולם 2.4 - 2.5 GHz. המקלט כולל סינתיסייזר תדרים משולב במלואו, מגבר הספק, מתנד קריסטל, דמולטור, מאפנן ומנוע פרוטוקול ShockBurs Enhanced. עוצמת היציאה, ערוצי התדרים והתקנת הפרוטוקול ניתנים לתכנות בקלות באמצעות ממשק SPI. טווח מתח ההפעלה של מודול משדר זה הוא 1.9V עד 3.6V. יש לו מצבי Power Down והמתנה מובנים שהופכים אותו לחסכון בחשמל וניתן למימוש בקלות.

שלב 2: עבודה של רובוט נשלט על ידי תנועת יד באמצעות Arduino

כדי להבין את פעולתה של מכונית בקרת מחוות זו של ארדואינו, הרשו לנו לחלק את הפרויקט לשני חלקים. החלק הראשון הוא חלק המשדר (מרחוק) שבו חיישן האצה מד MPU6050 שולח ברציפות אותות למקלט (רובוט) באמצעות משדר Arduino ו- nRF.

החלק השני הוא חלק המקלט (מכונית רובוט) בו מקלט ה- nRF מקבל את הנתונים המועברים ושולח אותם ל- Arduino, אשר מעבד אותם ומעביר את הרובוט בהתאם.

חיישן ה- Accelerometer MPU6050 קורא את קואורדינטות X Y Z ושולח את הקואורדינטות לארדואינו. לפרויקט זה, אנו זקוקים לקואורדינטות X ו- Y בלבד. לאחר מכן בודק ארדואינו את ערכי הקואורדינטות ושולח את הנתונים למשדר ה- nRF. הנתונים המועברים מתקבלים על ידי מקלט nRF. המקלט שולח את הנתונים לארדואינו של הצד המקלט. ארדואינו מעביר את הנתונים ל- IC נהג המנוע והנהג המנוע מסובב את המנועים בכיוון הנדרש.

שלב 3: תרשים מעגלים

רובוט נשלט זה על ידי מחוות ידיים באמצעות חומרה של Arduino מחולק לשני חלקים

1. מַשׁדֵר
2. מַקְלֵט

שלב 4: מעגל משדר למכונית נשלטת Arduino Gesture

קטע המשדרים של פרויקט זה מורכב מ- MPU6050 Accelerometer and Gyroscope, מקלט nRF24L01 ו- Arduino Uno. ה- Arduino מקבל נתונים ברציפות מ- MPU6050 ושולח נתונים אלה למשדר ה- nRF. משדר RF מעביר את הנתונים לסביבה.

שלב 5: מעגל מקלט למכונית נשלטת Arduino Gesture

קטע המקלט של רובוט מבוקר מחוות זה כולל Arduino Uno, מקלט משדר nRF24L01, 2 מנועי DC ומודול נהג מנוע. מקלט NRF24L01 מקבל את הנתונים מהמשדר ושולח אותם לארדואינו. ואז על פי האותות שהתקבלו, Arduino מניע את מנועי ה- DC.

שלב 6: הסבר על התוכנית

לרובוט המבוקר באמצעות מחוות באמצעות Arduino, הקוד המלא זמין כאן. להלן אנו מסבירים את התוכנית שורה אחר שורה.

תוכנית צד משדר

בתוכנית זו, Arduino קורא את הנתונים מ- MPU6050 ושולח אותם למשדר nRF 24L01.

1. התחל את התוכנית על ידי הוספת קבצי הספרייה הנדרשים. אתה יכול להוריד את קבצי הספרייה מהקישורים שניתנו.

SPI.h

nRF24L01.h

Wire.h

MPU6050.h

2. לאחר מכן הגדר את המשתנים לנתוני Gyroscope ו- Accelerometer MPU6050. כאן ישמשו רק נתוני מד תאוצה.

3. הגדר את כתובות צינור הרדיו לתקשורת ולמשדרי nRF סיכות CN ו- CSN.

4. בתוך פונקציית הגדרת הריק (), התחל את הצג הטורי. וגם לאתחל את החוט והתקשורת הרדיו. radio.setDataRate משמש לקביעת קצב העברת הנתונים.

5. קרא את נתוני החיישנים MPU6050. כאן אנו משתמשים רק בנתוני מד תאוצה בכיוון X ו- Y.

6. לבסוף, העבר את נתוני החיישן באמצעות הפונקציה radio.write.

תוכנית צד המקלט

1. כרגיל, הפעל את התוכנית על ידי הכללת קבצי הספרייה הנדרשים.

2. הגדר את כתובות צינור הרדיו לתקשורת ולמשדרי nRF סיכות CN ו- CSN.

3. הגדר את סיכות המנוע DC שמאל וימין.

4. עכשיו בדוק אם הרדיו זמין או לא. אם כן, קרא את הנתונים.

5. השווה כעת את הנתונים שהתקבלו והנה את המנועים בהתאם לתנאים.

שלב 7: בדיקת הרובוט המבוקר על מחוות הידיים באמצעות Arduino

לאחר שהחומרה מוכנה, חבר את המשדר ואת המקלט צד Arduinos למחשב הנייד שלך והעלה את הקוד. לאחר מכן העבר את מד התאוצה MPU6050 לשליטה ברכב הרובוט.

ניתן למצוא את הסרטון את העבודה המלאה של הרובוט הנשלט על ידי מחוות.