Cánh tay rô bốt điều khiển bằng cử chỉ bằng tay sử dụng arduino nano

Kết nối mạch giữa MPU6050 và Arduino Nano:

Kết nối mạch giữa Động cơ Servo và Arduino Nano:

Một cảm biến flex có hai chân. Nó không chứa các thiết bị đầu cuối phân cực. Vì vậy, chân một P1 được kết nối với Chân A0 tương tự của Arduino Nano với điện trở kéo lên là 10k và chân hai P2 được nối đất với Arduino.

Gắn MPU6050 & Cảm biến Flex vào Găng tay

Chúng tôi đã gắn MPU6050 và Cảm biến Flex vào găng tay. Ở đây, kết nối có dây được sử dụng để kết nối Găng tay và cánh tay robot nhưng nó có thể được thực hiện không dây bằng cách sử dụng kết nối RF hoặc kết nối Bluetooth.

Sau mỗi lần kết nối, thiết lập cuối cùng cho Cánh tay robot điều khiển bằng cử chỉ sẽ giống như hình dưới đây:

Lập trình Arduino Nano cho Cánh tay robot

Như thường lệ, mã hoàn chỉnh cùng với video hoạt động được đưa ra ở cuối hướng dẫn này. Dưới đây là một số dòng mã quan trọng được giải thích.

1. Đầu tiên, hãy bao gồm các tệp thư viện cần thiết. Thư viện Wire.h được sử dụng cho giao tiếp I2C giữa Arduino Nano & MPU6050 và servo.h để điều khiển động cơ servo.

#include #include

2. Tiếp theo, các đối tượng cho lớp servo được khai báo. Khi chúng tôi sử dụng bốn động cơ servo, bốn đối tượng như servo_1, servo_2, servo_3, servo_4 được tạo.

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

3. Tiếp theo, địa chỉ I2C của MPU6050 và các biến sẽ được sử dụng được khai báo.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C Địa chỉ int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; gấp đôi x; y gấp đôi; z đôi;

4. Tiếp theo trong thiết lập void , tốc độ truyền là 9600 được đặt cho giao tiếp nối tiếp.

Serial.begin (9600);

Và giao tiếp I2C giữa Arduino Nano & MPU6050 được thiết lập:

Wire.begin (); // Khởi tạo I2C Communication Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Bắt đầu giao tiếp với MPU6050 Wire.write (0x6B); // Ghi vào Đăng ký 6B Wire.write (0); // Ghi 0 vào 6B Register để Reset Wire.endTransmission (true); // Kết thúc quá trình truyền I2C

Ngoài ra, bốn chân PWM được xác định cho các kết nối động cơ servo.

servo_1.attach (2); // Chuyển tiếp / Reverse_Motor servo_2.attach (3); // Lên / Xuống_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Left / Right_Motor

5. Tiếp theo trong hàm void loop , một lần nữa thiết lập kết nối I2C giữa MPU6050 và Arduino Nano, sau đó bắt đầu đọc dữ liệu X, Y, Z-Axis từ thanh ghi của MPU6050 và lưu trữ chúng trong các biến tương ứng.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Bắt đầu bằng regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Đọc 14 thanh ghi axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Sau đó, ánh xạ giá trị tối thiểu và tối đa của dữ liệu trục từ cảm biến MPU6050 trong phạm vi -90 đến 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);

Sau đó, sử dụng công thức sau để tính các giá trị x, y, z theo các giá trị từ 0 đến 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);

Sau đó, đọc dữ liệu đầu ra Analog của cảm biến flex tại chân A0 của Arduino Nano và theo giá trị kỹ thuật số của cảm biến flex, đặt góc servo của bộ kẹp. Vì vậy, nếu dữ liệu cảm biến flex lớn hơn 750, góc mô tơ servo của bộ kẹp là 0 độ và nếu nhỏ hơn 750 thì là 180 độ.

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

Sau đó, chuyển động của MPU6050 trên trục X từ 0 đến 60 được ánh xạ theo góc 0 đến 90 độ cho chuyển động Tiến / lùi của động cơ servo của cánh tay Robot.

if (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = map (x, 0,60.0,90); Serial.print ("Di chuyển trong F / R ="); Serial.print (mov1); Serial.println ((char) 176); servo_1.write (mov1); }

Và chuyển động của MPU6050 trên trục X từ 250 đến 360 được ánh xạ từ 0 đến 90 độ cho cánh tay Robot chuyển động LÊN / XUỐNG của động cơ servo.

else if (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Di chuyển lên / xuống ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Chuyển động của MPU6050 trên trục Y từ 0 đến 60 được lập bản đồ theo góc 90 đến 180 độ đối với Chuyển động trái của cánh tay rô-bốt.

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

Chuyển động của MPU6050 theo trục Y từ 300 đến 360 được lập bản đồ từ 0 đến 90 độ cho Chuyển động sang phải của cánh tay Robot.

else if (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360.300,90,0); Serial.print ("Di chuyển sang phải ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Hoạt động của Cánh tay robot được điều khiển bằng cử chỉ bằng Arduino

Cuối cùng, tải mã lên Arduino Nano và đeo găng tay được gắn với MPU6050 & Cảm biến Flex.

1. Bây giờ di chuyển bàn tay xuống để di chuyển cánh tay robot về phía trước và di chuyển lên để di chuyển cánh tay robot lên trên.

2. Sau đó nghiêng tay sang trái hoặc phải để xoay cánh tay robot sang trái hoặc phải.

3. Bẻ cong cáp uốn được gắn với ngón tay của găng tay để mở bộ kẹp và sau đó thả ra để đóng lại.

Hoạt động hoàn chỉnh được minh họa trong video dưới đây.