Braccio robotico controllato con gesti della mano utilizzando arduino nano

Collegamento del circuito tra MPU6050 e Arduino Nano:

Collegamento del circuito tra servomotori e Arduino Nano:

Un sensore di flessione contiene due perni. Non contiene terminali polarizzati. Quindi il pin uno P1 è collegato al pin analogico A0 di Arduino Nano con una resistenza pull-up di 10k e il pin due P2 è collegato a terra ad Arduino.

Montaggio di MPU6050 e sensore di flessione sui guanti

Abbiamo montato l'MPU6050 e il sensore Flex su un guanto. Qui viene utilizzata una connessione cablata per collegare il guanto e il braccio robotico, ma può essere resa wireless utilizzando una connessione RF o una connessione Bluetooth.

Dopo ogni connessione, la configurazione finale per il braccio robotico controllato tramite gesti è simile all'immagine seguente:

Programmazione di Arduino Nano per braccio robotico

Come al solito, alla fine di questo tutorial viene fornito il codice completo e un video funzionante. Qui vengono spiegate alcune importanti righe di codice.

1. Innanzitutto, includi i file di libreria necessari. La libreria Wire.h viene utilizzata per la comunicazione I2C tra Arduino Nano e MPU6050 e servo.h per il controllo del servomotore.

#includere #includere

2. Successivamente, vengono dichiarati gli oggetti per la classe servo. Poiché utilizziamo quattro servomotori, vengono creati quattro oggetti come servo_1, servo_2, servo_3, servo_4.

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

3. Successivamente, viene dichiarato l'indirizzo I2C di MPU6050 e le variabili da utilizzare.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C Address int16_t axis_X, axis_Y, axis_Z; int minVal = 265; int maxVal = 402; doppia x; doppio y; doppio z;

4. Successivamente, nell'impostazione void , viene impostata una velocità di trasmissione di 9600 per la comunicazione seriale.

Serial.begin (9600);

E viene stabilita la comunicazione I2C tra Arduino Nano e MPU6050:

Wire.begin (); // Inizializza la comunicazione I2C Wire.beginTransmission (MPU_addr); // Inizia la comunicazione con MPU6050 Wire.write (0x6B); // Scrive nel registro 6B Wire.write (0); // Scrive 0 nel registro 6B per reimpostare Wire.endTransmission (true); // Termina la trasmissione I2C

Inoltre, quattro pin PWM sono definiti per i collegamenti del servomotore.

servo_1.attach (2); // Avanti / Indietro_Motor servo_2.attach (3); // Up / Down_Motor servo_3.attach (4); // Gripper_Motor servo_4.attach (5); // Left / Right_Motor

5. Successivamente, nella funzione void loop , stabilire nuovamente la connessione I2C tra MPU6050 e Arduino Nano e quindi iniziare a leggere i dati degli assi X, Y, Z dal registro di MPU6050 e memorizzarli nelle variabili corrispondenti.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); Wire.write (0x3B); // Inizia con regsiter 0x3B Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, true); // Leggi 14 registri axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Successivamente, mappare il valore minimo e massimo dei dati dell'asse dal sensore MPU6050 nell'intervallo da -90 a 90.

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

Quindi utilizzare la seguente formula per calcolare i valori x, y, z in termini da 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);

Quindi leggi i dati dell'uscita analogica del sensore di flessione sul pin A0 di Arduino Nano e in base al valore digitale del sensore di flessione imposta l'angolo del servo della pinza. Quindi, se i dati del sensore di flessione sono maggiori di 750, l'angolo del servomotore della pinza è di 0 gradi e se inferiore a 750 è di 180 gradi.

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

Quindi il movimento di MPU6050 sull'asse X da 0 a 60 viene mappato in termini da 0 a 90 gradi per il movimento avanti / indietro del servomotore del braccio robotico.

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

E il movimento di MPU6050 sull'asse X da 250 a 360 è mappato in termini da 0 a 90 gradi per il braccio robotico di movimento SU / GIÙ del servomotore.

altrimenti se (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = map (x, 360,250,0,90); Serial.print ("Movimento in su / giù ="); Serial.print (mov2); Serial.println ((char) 176); servo_2.write (mov2); }

Il movimento di MPU6050 sull'asse Y da 0 a 60 è mappato in termini di 90-180 gradi per il movimento sinistro del servomotore del braccio robotico.

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

Il movimento di MPU6050 nell'asse Y da 300 a 360 è mappato in termini di 0 a 90 gradi per il movimento destro del servomotore del braccio robotico.

altrimenti se (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); Serial.print ("Movimento a destra ="); Serial.print (mov3); Serial.println ((char) 176); servo_4.write (mov3); }

Funzionamento del braccio robotico controllato tramite gesti utilizzando Arduino

Infine, carica il codice su Arduino Nano e indossa il guanto montato con MPU6050 e Flex Sensor.

1. Ora sposta la mano verso il basso per spostare il braccio robotico in avanti e spostala verso l'alto per spostare il braccio robotico verso l'alto.

2. Quindi inclinare la mano a sinistra oa destra per ruotare il braccio robotico a sinistra oa destra.

3. Piegare il cavo flessibile attaccato con il dito del guanto per aprire la pinza, quindi rilasciarlo per chiuderlo.

Il funzionamento completo è mostrato nel video sotto riportato.