Robot controllato da gesti che utilizza Arduino: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

I robot sono utilizzati in molti settori come l'edilizia, militare, manifatturiero, assemblaggio, ecc. I robot possono essere autonomi o semi-autonomi. I robot autonomi non richiedono alcun intervento umano e possono agire da soli in base alla situazione. I robot semi-autonomi funzionano secondo le istruzioni fornite dagli esseri umani. Questi semi-autonomi possono essere controllati da remoto, telefono, gesti, ecc. In precedenza abbiamo costruito alcuni robot basati su IoT, che possono essere controllati dal server web.

Nell'articolo di oggi, costruiremo un robot controllato dai gesti utilizzando Arduino, l'accelerometro MPU6050, la coppia di ricetrasmettitori nRF24L01 e il modulo driver del motore L293D. Progetteremo questo robot in due parti. Uno è il trasmettitore e l'altro è il ricevitore. La sezione del trasmettitore è costituita da un Arduino Uno, un accelerometro e un giroscopio MPU6050 e un nRF24L01 mentre la sezione del ricevitore è costituita da un Arduino Uno, nRF24L01, due motori CC e un driver del motore L293D. Il trasmettitore fungerà da telecomando per controllare il Robot dove il robot si muoverà secondo i gesti.

Passaggio 1: componenti necessari

• Arduino Uno (2)
• NRF24L01 (2)
• Motore MPU6050DC (2)
• Modulo driver motore L293D
• Pastella

Accelerometro e giroscopio MPU6050 Il modulo sensore MPU6050 è un sistema microelettromeccanico completo a 6 assi (accelerometro a 3 assi e giroscopio a 3 assi). Il modulo sensore MPU6050 ha anche un sensore di temperatura su chip. Ha un bus I2C e un'interfaccia bus I2C ausiliaria per comunicare con i microcontrollori e altri dispositivi sensore come magnetometro a 3 assi, sensore di pressione, ecc. Il modulo sensore MPU6050 viene utilizzato per misurare l'accelerazione, la velocità, l'orientamento, lo spostamento e altri movimenti -parametri correlati. Questo modulo sensore ha anche un processore di movimento digitale integrato in grado di eseguire calcoli complessi.

Modulo ricetrasmettitore NRF24L01

nRF24L01 è un ricetrasmettitore radio a chip singolo per la banda ISM mondiale da 2,4 a 2,5 GHz. Il ricetrasmettitore è costituito da un sintetizzatore di frequenza completamente integrato, un amplificatore di potenza, un oscillatore a cristallo, un demodulatore, un modulatore e un motore di protocollo Enhanced ShockBurs. La potenza di uscita, i canali di frequenza e l'impostazione del protocollo sono facilmente programmabili tramite un'interfaccia SPI. L'intervallo di tensione di funzionamento di questo modulo ricetrasmettitore è compreso tra 1,9 V e 3,6 V. Ha le modalità di spegnimento e standby integrate che lo rendono a risparmio energetico e facilmente realizzabile.

Passaggio 2: funzionamento del robot controllato dal gesto della mano utilizzando Arduino

Per comprendere il funzionamento di questa macchina di controllo gestuale Arduino, dividiamo questo progetto in due parti. La prima parte è la parte del trasmettitore (remoto) in cui il sensore dell'accelerometro MPU6050 invia continuamente segnali al ricevitore (Robot) tramite Arduino e trasmettitore nRF.

La seconda parte è la parte Ricevitore (Auto robot) in cui il ricevitore nRF riceve i dati trasmessi e li invia ad Arduino, che li elabora ulteriormente e sposta il robot di conseguenza.

Il sensore dell'accelerometro MPU6050 legge le coordinate X Y Z e invia le coordinate all'Arduino. Per questo progetto, abbiamo bisogno solo delle coordinate X e Y. Arduino quindi controlla i valori delle coordinate e invia i dati al trasmettitore nRF. I dati trasmessi vengono ricevuti dal ricevitore nRF. Il ricevitore invia i dati all'Arduino del lato ricevitore. Arduino passa i dati al Motor Driver IC e il driver del motore fa girare i motori nella direzione richiesta.

Passaggio 3: schema elettrico

Questo robot controllato con gesti della mano che utilizza l'hardware Arduino è diviso in due sezioni

1. Trasmettitore
2. Ricevitore

Passaggio 4: circuito del trasmettitore per auto controllata da gesti Arduino

La sezione del trasmettitore di questo progetto è composta da accelerometro e giroscopio MPU6050, ricetrasmettitore nRF24L01 e Arduino Uno. L'Arduino riceve continuamente dati dall'MPU6050 e invia questi dati al trasmettitore nRF. Il trasmettitore RF trasmette i dati nell'ambiente.

Passaggio 5: circuito ricevitore per auto controllata da gesti Arduino

La sezione del ricevitore di questo robot controllato dai gesti è costituita da Arduino Uno, ricetrasmettitore nRF24L01, 2 motori CC e un modulo driver motore. Il ricevitore NRF24L01 riceve i dati dal trasmettitore e li invia ad Arduino. Quindi, in base ai segnali ricevuti, Arduino muove i motori DC.

Passaggio 6: spiegazione del programma

Per i robot controllati da gesti che utilizzano Arduino, il codice completo è disponibile qui. Di seguito spieghiamo il programma riga per riga.

Programma lato trasmettitore

In questo programma, Arduino legge i dati da MPU6050 e li invia al trasmettitore nRF 24L01.

1. Avviare il programma aggiungendo i file di libreria richiesti. È possibile scaricare i file della libreria dai collegamenti forniti.

SPI.h

nRF24L01.h

Filo.h

MPU6050.h

2. Quindi definire le variabili per i dati del giroscopio e dell'accelerometro MPU6050. Qui verranno utilizzati solo i dati dell'accelerometro.

3. Definire gli indirizzi del tubo radio per i pin CN e CSN dei trasmettitori di comunicazione e nRF.

4. All'interno della funzione void setup(), avviare il monitor seriale. E anche inizializzare la comunicazione via cavo e radio. radio.setDataRate viene utilizzato per impostare la velocità di trasmissione dei dati.

5. Leggere i dati del sensore MPU6050. Qui stiamo usando solo i dati dell'accelerometro di direzione X e Y.

6. Infine, trasmettere i dati del sensore utilizzando la funzione radio.write.

Programma lato ricevitore

1. Come al solito, avviare il programma includendo i file della libreria richiesti.

2. Definire gli indirizzi del tubo radio per i pin CN e CSN dei trasmettitori di comunicazione e nRF.

3. Definire i pin del motore CC sinistro e destro.

4. Ora controlla se la radio è disponibile o meno. Se lo è, leggi i dati.

5. Ora confrontare i dati ricevuti e guidare i motori secondo le condizioni.

Passaggio 7: test del robot controllato con gesti della mano utilizzando Arduino

Una volta che l'hardware è pronto, collega entrambi gli Arduino lato trasmettitore e ricevitore al tuo laptop e carica il codice. Quindi spostare l'accelerometro MPU6050 per controllare il robot Car.

Il funzionamento completo del robot controllato da gesti può essere trovato nel video.