Braç robòtic controlat per gest amb la mà mitjançant arduino nano

Connexió del circuit entre MPU6050 i Arduino Nano:

Connexió de circuits entre servomotors i Arduino Nano:

Un sensor de flexió conté dos pins. No conté terminals polaritzats. Així, el pin 1 P1 està connectat al pin analògic A0 d’Arduino Nano amb una resistència de tracció de 10 k i el pin 2 P2 està connectat a terra a Arduino.

Muntatge del sensor MPU6050 i Flex als guants

Hem muntat el MPU6050 i el sensor Flex en un guant de mà. Aquí s’utilitza una connexió per cable per connectar el guant i el braç robòtic, però es pot fer sense fils mitjançant una connexió RF o una connexió Bluetooth.

Després de cada connexió, la configuració final del braç robòtic controlat per gestos és la següent:

Programació Arduino Nano per a Robotic Arm

Com és habitual, al final d’aquest tutorial es dóna un codi complet juntament amb un vídeo de treball. Aquí s'expliquen algunes línies de codi importants.

1. Primer, incloeu els fitxers de biblioteca necessaris. La biblioteca Wire.h s’utilitza per a la comunicació I2C entre Arduino Nano i MPU6050 i servo.h per controlar el servomotor.

#incloure #incloure

2. A continuació, es declaren els objectes de la classe servo. En utilitzar quatre servomotors, es creen quatre objectes com servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

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

3. A continuació, es declara l'adreça I2C de MPU6050 i les variables que s'han d'utilitzar.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 Adreça I2C int16_t eix_X, eix_Y, eix_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; doble x; doble y; doble z;

4. A continuació, a la configuració del buit , s'estableix una velocitat de transmissió de 9600 per a la comunicació sèrie.

Serial.begin (9600);

I s'estableix la comunicació I2C entre Arduino Nano i MPU6050:

Wire.begin (); // Inicieu la comunicació I2C Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Inicieu la comunicació amb MPU6050 Wire.write (0x6B); // Escriu al registre 6B Wire.write (0); // Escriu 0 a 6B Registre per restablir Wire.endTransmission (true); // Finalitza la transmissió I2C

A més, es defineixen quatre pins PWM per a les connexions del servomotor.

servo_1.attach (2); // Forward / Reverse_Motor servo_2.attach (3); // Up / Down_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Motor esquerra / dreta

5. A continuació, a la funció de bucle buit , torneu a establir la connexió I2C entre el MPU6050 i Arduino Nano i, a continuació, comenceu a llegir les dades de l'eix X, Y, Z del registre del MPU6050 i emmagatzemeu-les a les variables corresponents.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Comenceu amb regsiter 0x3B Wire.endTransmission (fals); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, cert); // Llegiu 14 registres axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Després, mapeu el valor mínim i màxim de les dades de l'eix del sensor MPU6050 en un interval d'entre -90 i 90.

int xAng = mapa (eix_X, minVal, maxVal, -90,90); int yAng = mapa (eix_Y, minVal, maxVal, -90,90); int zAng = mapa (eix_Z, minVal, maxVal, -90,90);

A continuació, utilitzeu la fórmula següent per calcular els valors x, y, z en termes de 0 a 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);

A continuació, llegiu les dades de sortida analògica del sensor de flexió al pin A0 de l’Arduino Nano i, segons el valor digital del sensor de flexió, configureu l’angle de servo de la pinça. Per tant, si les dades del sensor de flexió són superiors a 750, l’angle del servomotor de la pinça és de 0 graus i, si és inferior a 750, és de 180 graus.

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

A continuació, el moviment de MPU6050 a l'eix X de 0 a 60 es mapeja en termes de 0 a 90 graus per al moviment endavant / invers del servomotor al braç robot.

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

I el moviment del MPU6050 a l'eix X de 250 a 360 es mapeja en termes de 0 a 90 graus per al braç robotitzat del moviment del servomotor AMUNT / BAIX.

else if (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360.250,0,90); Serial.print ("Moviment cap amunt / cap avall ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

El moviment del MPU6050 a l'eix Y de 0 a 60 es mapeja en termes de 90 a 180 graus per al moviment esquerre del braç robot del servomotor.

if (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = map (y, 0,60,90,180); Serial.print ("Moviment a l'esquerra ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

El moviment del MPU6050 a l'eix Y de 300 a 360 es mapeja en termes de 0 a 90 graus per al moviment dret del braç robot del servomotor.

else if (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Moviment cap a la dreta ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Funcionament del braç robòtic controlat per gestos mitjançant Arduino

Finalment, pengeu el codi a Arduino Nano i utilitzeu el guant de mà muntat amb el MPU6050 i el sensor Flex.

1. Ara moveu la mà cap avall per moure el braç robòtic cap endavant i pugeu cap amunt per moure el braç robotitzat cap amunt.

2. A continuació, inclineu la mà cap a l'esquerra o la dreta per girar el braç robotitzat cap a l'esquerra o cap a la dreta.

3. Doblegueu el cable flexible connectat amb el dit del guant manual per obrir la pinça i deixeu-lo anar per tancar-lo.

El funcionament complet es mostra al vídeo que es mostra a continuació.