Роботизированная рука, управляемая жестами, с использованием Arduino nano

Цепное соединение между MPU6050 и Arduino Nano:

Цепное соединение между серводвигателями и Arduino Nano:

Гибкий датчик содержит два штифта. Он не содержит поляризованных клемм. Итак, первый вывод P1 подключен к аналоговому выводу A0 Arduino Nano с подтягивающим резистором 10 кОм, а второй вывод P2 заземлен на Arduino.

Установка MPU6050 и датчика Flex на перчатки

Мы установили MPU6050 и датчик Flex на перчатку. Здесь проводное соединение используется для соединения перчатки и манипулятора, но его можно сделать беспроводным, используя радиочастотное соединение или соединение Bluetooth.

После каждого подключения окончательная настройка роботизированной руки, управляемой жестами, выглядит, как на изображении ниже:

Программирование Arduino Nano для манипулятора-робота

Как обычно, полный код вместе с рабочим видео дается в конце этого руководства. Здесь объясняются несколько важных строк кода.

1. Сначала включите необходимые файлы библиотеки. Библиотека Wire.h используется для связи I2C между Arduino Nano и MPU6050 и servo.h для управления серводвигателем.

#включают #включают

2. Затем объявляются объекты для сервопривода класса. Поскольку мы используем четыре серводвигателя, создаются четыре объекта, такие как servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

Серво серво_1; Серво servo_2; Серво servo_3; Серво servo_4;

3. Затем объявляется I2C-адрес MPU6050 и используемые переменные.

const int MPU_addr = 0x68; // Адрес I2C MPU6050 int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; двойной x; двойной y; дважды г;

4. Затем в настройках void устанавливается скорость передачи 9600 бод для последовательной связи.

Serial.begin (9600);

Между Arduino Nano и MPU6050 установлена ​​связь I2C:

Wire.begin (); // Инициализация связи I2C Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Запускаем связь с MPU6050 Wire.write (0x6B); // Записывает в регистр 6B Wire.write (0); // Записывает 0 в регистр 6B для сброса Wire.endTransmission (true); // Завершает передачу I2C

Кроме того, для подключения серводвигателя определены четыре контакта PWM.

servo_1.attach (2); // Двигатель Вперед / Назад servo_2.attach (3); // Двигатель вверх / вниз servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Левый / Правый_Двигатель

5. Затем в функции void loop снова установите соединение I2C между MPU6050 и Arduino Nano, а затем начните считывать данные осей X, Y, Z из регистра MPU6050 и сохранять их в соответствующих переменных.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Начать с regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, истина); // Считываем 14 регистров axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

После этого сопоставьте минимальное и максимальное значение данных оси с датчика MPU6050 в диапазоне от -90 до 90.

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

Затем используйте следующую формулу для вычисления значений x, y, z от 0 до 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);

Затем считайте данные аналогового выхода гибкого датчика на выводе A0 Arduino Nano и в соответствии с цифровым значением гибкого датчика установите угол сервопривода захвата. Таким образом, если данные датчика изгиба больше 750, угол серводвигателя захвата составляет 0 градусов, а если меньше 750 - 180 градусов.

int gripper; int flex_sensorip = аналоговое чтение (A0); если (flex_sensorip> 750) { gripper = 0; } else { gripper = 180; } servo_3.write (захват);

Затем движение MPU6050 по оси X от 0 до 60 отображается в единицах от 0 до 90 градусов для прямого / обратного движения серводвигателя роботизированной руки.

если (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = map (x, 0,60,0,90); Serial.print («Движение вперед / назад =»); Serial.print (mov1); Serial.println ((char) 176); servo_1.write (mov1); }

А движение MPU6050 по оси X от 250 до 360 отображается в единицах от 0 до 90 градусов для движения робота-манипулятора ВВЕРХ / ВНИЗ серводвигателя.

иначе, если (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Движение вверх / вниз ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Перемещение MPU6050 по оси Y от 0 до 60 отображается в единицах от 90 до 180 градусов для левого движения серводвигателя роботизированной руки.

если (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = map (y, 0,60,90,180); Serial.print («Движение влево =»); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Перемещение MPU6050 по оси Y от 300 до 360 отображается в единицах от 0 до 90 градусов для правого движения серводвигателя роботизированной руки.

иначе, если (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Движение вправо ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Работа роботизированной руки, управляемой жестами, с использованием Arduino

Наконец, загрузите код в Arduino Nano и наденьте ручную перчатку, на которой установлены MPU6050 и датчик Flex.

1. Теперь переместите руку вниз, чтобы переместить роботизированную руку вперед, и поднимитесь, чтобы переместить роботизированную руку вверх.

2. Затем наклоните руку влево или вправо, чтобы повернуть роботизированную руку влево или вправо.

3. Согните гибкий кабель, прикрепленный пальцем перчатки, чтобы открыть захват, а затем отпустите его, чтобы закрыть.

Полная работа демонстрируется на видео ниже.