Els robots estan jugant un paper important en l'automatització en tots els sectors com la construcció, militar, metge, fabricació, etc. Després de fer alguns robots bàsics com el robot seguidor de línia, robot controlat per ordinador, etc, hem desenvolupat aquest robot controlat gest basat acceleròmetre mitjançant l'ús de arduino uno. En aquest projecte hem utilitzat el moviment de la mà per conduir el robot. Per a aquest propòsit hem utilitzat un acceleròmetre que funciona en l’acceleració.
Components necessaris
- Arduino UNO
- Motors DC
- Acceleròmetre
- HT12D
- HT12E
- Parell RF
- Controlador de motor L293D
- Bateria de 9 volts
- Connector de bateria
- Cable USB
- Robot Chasis
Parell de RF:
Un robot controlat per gestos es controla utilitzant la mà en lloc de qualsevol altre mètode, com ara botons o joystick. Aquí només cal moure la mà per controlar el robot. A la mà s’utilitza un dispositiu transmissor que conté transmissor de RF i acceleròmetre. Això transmetrà l'ordre al robot perquè pugui fer la tasca requerida com avançar, retrocedir, girar a l'esquerra, girar a la dreta i aturar-se. Totes aquestes tasques es realitzaran mitjançant el gest de la mà.
Aquí el component més important és l’acceleròmetre. L’acceleròmetre és un dispositiu de mesura d’acceleració de 3 eixos amb un abast de + -3g. Aquest dispositiu es fabrica mitjançant un sensor de superfície de polisilici i un circuit de condicionament del senyal per mesurar l’acceleració. La sortida d’aquest dispositiu és de naturalesa analògica i proporcional a l’acceleració. Aquest dispositiu mesura l’acceleració estàtica de la gravetat quan la inclinem. I dóna un resultat en forma de moviment o vibració.
Segons la fitxa tècnica de l' estructura micromecanitzada de polisilici adxl335 situada a la part superior de l'hòstia de silici. Les molles de polisilici suspèn l'estructura sobre la superfície de l'hòstia i proporcionen una resistència contra les forces d'acceleració. La desviació de l'estructura es mesura mitjançant un condensador diferencial que incorpora plaques fixes independents i plaques unides a la massa en moviment. Les plaques fixes són accionades per ones quadrades fora de fase de 180 °. L’acceleració desvia la massa en moviment i desequilibra el condensador diferencial, donant lloc a una sortida del sensor l’amplitud del qual és proporcional a l’acceleració. A continuació, s’utilitzen tècniques de demodulació sensibles a la fase per determinar la magnitud i la direcció de l’acceleració.
Pin Descripció de l’acceleròmetre
- L’alimentació de 5 volts Vcc s’hauria de connectar en aquest pin.
- X-OUT Aquest pin proporciona una sortida analògica en direcció x
- Y-OUT Aquest pin proporciona una sortida analògica en direcció y
- Z-OUT Aquest pin proporciona una sortida analògica en direcció z
- Terra GND
- ST Aquest pin s'utilitza per configurar la sensibilitat del sensor
Diagrama del circuit i explicació
El robot controlat per gestos es divideix en dues seccions:
- Part del transmissor
- Part del receptor
A la part del transmissor s’utilitza un acceleròmetre i una unitat de transmissió de RF. Com ja hem comentat, l’acceleròmetre proporciona una sortida analògica, de manera que aquí hem de convertir aquestes dades analògiques a digitals. Amb aquest propòsit, hem utilitzat un circuit comparador de 4 canals en lloc de qualsevol ADC. En configurar el voltatge de referència obtindrem un senyal digital i, a continuació, aplicarem aquest senyal al codificador HT12E per codificar dades o convertir-les en forma sèrie i, a continuació, enviarem aquestes dades mitjançant un transmissor de RF a l’entorn.
Al final del receptor, hem utilitzat el receptor de RF per rebre dades i després hem aplicat al descodificador HT12D. Aquest descodificador IC converteix les dades de sèrie rebudes en paral·lel i després es llegeix mitjançant arduino. Segons les dades rebudes, conduïm el robot utilitzant dos motors de corrent continu en direcció endavant, inversa, esquerra, dreta i parada.
Treball
El robot controlat per gestos es mou segons el moviment de la mà mentre col·loquem el transmissor a la mà. Quan inclinem la mà per davant, el robot comença a avançar i continua avançant fins que es dóna la següent ordre.
Quan inclinem la mà cap enrere, el robot canvia l’estat i comença a moure’s cap enrere fins que es dóna una altra ordre.
Quan l'inclinem cap al costat esquerre del robot, gireu a l'esquerra fins a la següent ordre.
Quan inclinem la mà al costat dret, el robot va girar cap a la dreta.
I per aturar el robot, mantenim la mà estable.
Diagrama de circuits per a la secció del transmissor
Diagrama de circuits per a la secció del receptor
El circuit per a aquest robot controlat per gestos manuals és bastant senzill. Com es mostra als diagrames esquemàtics anteriors, s’utilitza un parell de RF per a la comunicació i es connecta amb arduino. El controlador del motor està connectat a arduino per executar el robot. El pin d’entrada 2, 7, 10 i 15 del controlador del motor està connectat al pin digital arduino número 6, 5, 4 i 3 respectivament. Aquí hem utilitzat dos motors de corrent continu per accionar un robot en el qual es connecta un motor al pin de sortida del controlador de motor 3 i 6 i un altre motor està connectat a 11 i 14. També s’utilitza una bateria de 9 volts per alimentar el controlador del motor per accionar motors.
Explicació del programa
En primer lloc, hem definit els pins de sortida per a motors.
I després, a la configuració, hem donat les instruccions per fixar.
Després d'això, llegim l'entrada utilitzant "sentència if" i realitzem una operació relativa.
Hi ha cinc condicions en total per a aquest robot controlat per gestos que es donen a continuació:
|
Moviment de la mà |
Entrada per Arduino des del gest |
||||
|
Costat |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Direcció |
|
Estable |
0 |
0 |
0 |
0 |
Atura |
|
Inclini cap a la dreta |
0 |
0 |
0 |
1 |
Giri a la dreta |
|
Inclinació cap a l'esquerra |
0 |
0 |
1 |
0 |
Giri a l'esquerra |
|
Inclina cap enrere |
1 |
0 |
0 |
0 |
Cap enrere |
|
Inclinació frontal |
0 |
1 |
0 |
0 |
Endavant |
Hem redactat el programa complet segons les condicions de la taula anterior. A continuació es mostra el codi complet.