Handgebaar gecontroleerde robotarm met behulp van arduino nano

Circuitverbinding tussen MPU6050 en Arduino Nano:

Circuitverbinding tussen servomotoren en Arduino Nano:

Een flex-sensor bevat twee pinnen. Het bevat geen gepolariseerde terminals. Dus pin één P1 is verbonden met de analoge pin A0 van de Arduino Nano met een pull-up weerstand van 10k en de pin twee P2 is geaard naar Arduino.

MPU6050 & Flex-sensor op handschoenen monteren

We hebben de MPU6050 en Flex Sensor op een handschoen gemonteerd. Hier wordt een bekabelde verbinding gebruikt om handschoen en robotarm te verbinden, maar deze kan draadloos worden gemaakt door een RF-verbinding of een Bluetooth-verbinding te gebruiken.

Na elke verbinding ziet de uiteindelijke configuratie voor de robotarm met gebaren eruit als de onderstaande afbeelding:

Programmering Arduino Nano voor robotarm

Zoals gewoonlijk wordt aan het einde van deze tutorial de volledige code samen met een werkende video gegeven. Hier worden een paar belangrijke regels code uitgelegd.

1. Voeg eerst de benodigde bibliotheekbestanden toe. Wire.h- bibliotheek wordt gebruikt voor I2C-communicatie tussen Arduino Nano & MPU6050 en servo.h voor het besturen van servomotor.

# omvatten # omvatten

2. Vervolgens worden de objecten voor de klassenservo gedeclareerd. Omdat we vier servomotoren gebruiken, worden vier objecten zoals servo_1, servo_2, servo_3, servo_4 gemaakt.

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

3. Vervolgens wordt het I2C-adres van MPU6050 en de te gebruiken variabelen gedeclareerd.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C Adres int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; dubbele X; dubbele y; double z;

4. Vervolgens wordt in de lege setup een baudrate van 9600 ingesteld voor seriële communicatie.

Serial.begin (9600);

En I2C-communicatie tussen de Arduino Nano en MPU6050 is tot stand gebracht:

Wire.begin (); // Initilize I2C Communication Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Start de communicatie met MPU6050 Wire.write (0x6B); // Schrijft naar Register 6B Wire.write (0); // Schrijft 0 in 6B Register om Wire.endTransmission te resetten (true); // Beëindigt de I2C-verzending

Er zijn ook vier PWM-pinnen gedefinieerd voor servomotoraansluitingen.

servo_1.attach (2); // Vooruit / achteruit_Motor servo_2.attach (3); // Up / Down_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Links / Rechts_Motor

5. Breng vervolgens in de void loop- functie opnieuw een I2C-verbinding tot stand tussen de MPU6050 en Arduino Nano en begin dan met het lezen van de X-, Y-, Z-as-gegevens uit het register van MPU6050 en sla ze op in overeenkomstige variabelen.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Begin met regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Lezen 14 registers axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Breng daarna de min en max waarde van de asgegevens van de MPU6050-sensor in het bereik van -90 tot 90 in kaart.

int xAng = kaart (axis_X, minVal, maxVal, -90,90); int yAng = kaart (axis_Y, minVal, maxVal, -90,90); int zAng = kaart (axis_Z, minVal, maxVal, -90,90);

Gebruik vervolgens de volgende formule om de x, y, z-waarden te berekenen in termen van 0 tot 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);

Lees vervolgens de analoge uitgangsgegevens van de flex-sensor af op de A0-pin van de Arduino Nano en stel volgens de digitale waarde van de flex-sensor de servohoek van de grijper in. Dus als de flex-sensorgegevens groter zijn dan 750, is de servomotorhoek van de grijper 0 graden en als deze kleiner is dan 750 is deze 180 graden.

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

Vervolgens wordt de beweging van MPU6050 op de X-as van 0 tot 60 in kaart gebracht in termen van 0 tot 90 graden voor de voorwaartse / achterwaartse beweging van de servomotor de robotarm.

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

En de beweging van MPU6050 op de X-as van 250 tot 360 wordt in kaart gebracht in termen van 0 tot 90 graden voor de OMHOOG / OMLAAG-beweging van de servomotor Robotarm.

anders if (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Beweging omhoog / omlaag ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

De beweging van de MPU6050 op de Y-as van 0 tot 60 wordt in kaart gebracht in termen van 90 tot 180 graden voor de linkerbeweging van de servomotor van de robotarm.

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

Beweging van MPU6050 in de Y-as van 300 tot 360 wordt in kaart gebracht in termen van 0 tot 90 graden voor de rechterbeweging van de robotarm van de servomotor.

anders if (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Movement in Right ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Werken met gebarengestuurde robotarm met behulp van Arduino

Upload ten slotte de code naar Arduino Nano en draag de handschoen die is gemonteerd met de MPU6050 & Flex-sensor.

1. Beweeg nu de hand naar beneden om de robotarm naar voren te bewegen en naar boven om de robotarm omhoog te bewegen.

2. Kantel vervolgens de hand naar links of rechts om de robotarm naar links of rechts te draaien.

3. Buig de flexibele kabel die is bevestigd met de vinger van de handschoen om de grijper te openen en laat deze vervolgens los om deze te sluiten.

De volledige werking wordt gedemonstreerd in de onderstaande video.