کنترل بازوی ربات با TLV493D ، Joystick And ، Arduino: 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

یک کنترلر جایگزین برای ربات شما با یک سنسور TLV493D ، یک سنسور مغناطیسی با 3 درجه آزادی (x ، y ، z) با این موارد می توانید پروژه های جدید خود را با ارتباط I2C روی میکروکنترلرها و برد الکترونیکی خود که Bast Pro Mini M0 با یک کنترل کننده کنترل می کند ، کنترل کنید. میکروکنترلر SAMD21 در Arduino IDE.

هدف این است که یک جوی استیک جایگزین برای کنترل پروژه های خود داشته باشید ، در این مورد ، یک بازوی ربات با آزادی 3 درجه. من از بازوی ربات MeArm استفاده کردم ، این یک پروژه منبع باز است و می توانید آن را آسان کرده و در اینجا پیدا کنید. می توانید بازوی کنترلر یا برنامه دیگر خود را با این دانش بسازید که خوشحال می شوم با شما در میان بگذارم.

همه اجزای الکترونیکی دارای پیوندهایی برای خرید در فایل ، فایلهای چاپگر سه بعدی و کد Arduino IDE هستند.

TLV493D می تواند یک جوی استیک باشد سنسور مغناطیسی سه بعدی TLV493D-A1B6 حسگر سه بعدی دقیق را با مصرف انرژی بسیار کم در یک بسته کوچک 6 پین ارائه می دهد. با تشخیص میدان مغناطیسی در جهت x ، y و z ، سنسور به طور قابل اعتماد حرکتهای سه بعدی ، خطی و چرخشی را اندازه گیری می کند.

برنامه های کاربردی شامل جوی استیک ، عناصر کنترل (کالاهای سفید ، دستگیره های چند منظوره) یا کنتورهای برقی (ضد دستکاری) و هر برنامه دیگری است که نیاز به اندازه گیری دقیق زاویه ای یا مصرف برق کم دارد. از سنسور دما یکپارچه می توان برای بررسی های قابل قبول استفاده کرد. ویژگی های کلیدی سنجش مغناطیسی سه بعدی با مصرف برق بسیار کم در حین عملیات است.

این سنسور دارای خروجی دیجیتالی از طریق رابط استاندارد I2C دو سیم تا 1 مگابیت بر ثانیه و وضوح داده 12 بیتی برای هر کدام ، جهت اندازه گیری (اندازه گیری میدان خطی Bx ، By و Bz تا +130mT) است. TLV493D-A1B6 3DMagnetic یک خروجی جداگانه مستقل است.

شما می توانید آن را به راحتی به هر میکروکنترلری که انتخاب کرده اید و سازگار با Arduino IDE است و دارای سطح منطقی 3.3V است متصل کنید. در این پروژه ، ما از بریکت Electronic Cats و یک تخته توسعه استفاده می کنیم که بعداً توضیح خواهم داد.

electroniccats.com/store/tlv493d-croquette…

مزیت استفاده از سنسور TLV493D این است که فقط دو کابل با I2C برای دریافت اطلاعات استفاده می شود ، بنابراین وقتی پین های بسیار کمی روی کارت داریم ، گزینه بسیار خوبی است ، همچنین به لطف مزایای I2C می توانیم بیشتر متصل کنیم حسگرها شما می توانید مخزن این پروژه را در اینجا پیدا کنید. برای این پروژه ، ما از جوی استیکی استفاده می کنیم که می توانید روی چاپگر سه بعدی چاپ کنید یا آن را در نزدیکترین فروشگاه چاپ سه بعدی خود چاپ کنید.

فایل های. STL در پایان پروژه ضمیمه می شوند. مونتاژ آن بسیار ساده است ، می توانید آن را در ویدیو مشاهده کنید

در این مورد ، من ربات Mearm v1 را می سازم که می توانید این پروژه را در صفحه نویسنده در اینجا https://www.thingiverse.com/thing:993759 پیدا کنید.

این ربات به راحتی ساخته و کنترل می شود زیرا دارای موتورهای 5 ولت است. شما می توانید هر ربات دلخواه خود را بسازید یا استفاده کنید ، این پروژه روی کنترل با سنسور TLV493D تمرکز می کند.

تدارکات:

• x1 Bast Pro Mini M0 خرید در
• x1 Croquette TLV493D خرید کنید
• x1 Kit MeArm v1
• x20 کابل Dupont
• x1 Protoboard
• x2 دکمه فشاری
• x1 آهن ربا 5 میلی متر قطر x 1 میلی متر ضخامت

مرحله 1: اتصال سنسور با Bast Pro Mini M0

برای کنترل بازوی ربات ، از تخته توسعه Electronic Cats ، Bast Pro Mini M0 با میکروکنترلر SAMD21E ARM Cortex-M0 استفاده می شود.

این تراشه با فرکانس 48 مگاهرتز ، با حافظه برنامه نویسی 256 کیلوبایت ، 32 کیلوبایت SRAM کار می کند و با ولتاژ 1.6 ولت تا 3.6 ولت کار می کند. به لطف مشخصات آن ، می توانیم از آن برای مصرف کم با عملکرد خوب استفاده کنیم و همچنین آن را با CircuitPython یا برخی دیگر از زبانها که اجازه میکروکنترلرها را می دهد ، برنامه ریزی کنیم.

electroniccats.com/store/bast-pro-mini-m0/

اگر علاقه دارید اطلاعات بیشتری در مورد این کارت داشته باشید ، من لینک مخزن آن را برای شما می گذارم.

github.com/ElectronicCats/Bast-Pro-Mini-M0…

به منظور کنترل حرکت سرو موتورها ، از سنسور مغناطیسی TLV493D استفاده می شود که سیگنال را برای قرار دادن سرو موتور در درجه های مربوطه ارسال می کند.

با یک سنسور واحد ، می توانیم دو سرو موتور را جابجا کنیم ، در این مثال ، ما فقط از یک سنسور واحد و یک دکمه فشاری برای کنترل گریپر استفاده می کنیم.

پیشنهاد دیگری که می توانید انجام دهید این است که یک سنسور TLV493D دیگر اضافه کنید و سومین سرو موتور و گریپر را حرکت دهید. اگر چنین کردید ، تجربه خود را در نظرات بنویسید و من از شما دعوت می کنم تا پروژه را به اشتراک بگذارید.

تصویر مدار مسلح را روی یک صفحه اصلی نشان می دهد.

• اولین سرو موتور برای گریپر است و به پین 2 متصل می شود
• سرووموتور دوم مخصوص پایه ربات است و به پین 3 متصل می شود
• سومین سرو موتور برای شانه ربات است و به پین 4 متصل می شود
• چهارمین سرو موتور برای آرنج روبات است و به پین 5 متصل می شود
• اولین دکمه این است که هرگونه حرکت روبات را متوقف کرده و به پین 8 در حالت کشش با مقاومت 2.2 کیلو اهم متصل می شود.
• دومین دکمه مخصوص حرکت باز و بسته شدن گریپر است و به پین 9 در حالت کشش با مقاومت 2.2 کیلو اهم متصل است.

در تصویر مدار ، سنسور TLV493D ظاهر نمی شود زیرا به فریتزینگ اضافه نشده است اما یک کانکتور 4 پین برای شبیه سازی اتصالات VCC ، GND ، SCL ، SDA آن اضافه شده است. در تصویر ، آنها به همان ترتیب قرار گرفته اند.

• پین اول به 3.3 ولت روی برد متصل می شود
• پین دوم به GND متصل می شود
• سومین پین SCL به پین A5 روی برد متصل می شود
• چهارمین پین SDA به پین A4 برد متصل می شود

با تشکر از مزیت تراشه SAMD21 ما می توانیم از هر یک از پین های دیجیتالی آن به عنوان خروجی PWM استفاده کنیم ، که به ما کمک می کند عرض پالس مناسب را برای جابجایی سرو موتور حرکت دهیم.

یکی دیگر از اطلاعات مهم که باید مورد توجه قرار گیرد منبع تغذیه خارجی سرو موتورها است ، در مدار می توانید یک کانکتور دوشاخه که به منبع تغذیه 5 ولت در منبع 2 آمپر متصل می شود را مشاهده کنید تا از بارگذاری بیش از حد برد و آسیب دیدن آن جلوگیری شود.

همچنین فراموش نکنید که GND سیگنال مشترک کارت و منبع خارجی را بپیوندید ، در غیر این صورت ، در کنترل سروو موتورها با مشکل روبرو خواهید شد زیرا مرجع یکسانی ندارند.

مرحله 2: کدگذاری Arduino IDE به Bast Pro Mini M0

اولین مورد نصب کارت Bast Pro Mini M0 در Arduino IDE است ، مراحل را می توانید در مخزن Electronic Cats پیدا کنید و برای عملکرد آن مهم هستند.

github.com/ElectronicCats/Arduino_Boards_I…

پس از آماده سازی Arduino IDE ، لازم است کتابخانه رسمی سنسور TLV493D را نصب کنید ، به آدرس https://github.com/Infineon/TLV493D-A1B6-3DMagnet… وارد شده و به قسمت Releases بروید.

در قسمت اول کد ، کتابخانه های مورد استفاده در این مورد Servo.h برای سرو موتورها و TLV493D.h برای سنسور اعلام شده است.

هنگام استفاده از کتابخانه Servo.h ، مهم است که تعداد سرو موتورها را اعلام کنید ، اگرچه در حال حاضر از 4 ربات فقط 3 مورد استفاده می شود.

پین ها برای دکمه های فشاری اعلام شده اند که هرگونه حرکت روبات و باز و بسته شدن گریپ را متوقف می کند. برخی از متغیرهای جهانی اعلام می شوند که برای آگاهی از وضعیت گیربکس و در صورت وجود حرکت مفید هستند.

در قسمت دوم کد ، ما در مانیتور سریال مقدار درجه ای از موتورها را نشان می دهیم. نکته مهم دیگر این است که حد درجه در سرو موتورهای خود را تعیین کنید ، برای این منظور از تابع map () استفاده می شود که مقدار حرکات سنسور TLV493D را به محدوده 0 تا 180 درجه سرو موتور تبدیل می کند.

برای قسمت آخر کد ، شرایطی فراهم شده است که حرکت سرو موتورها را با دکمه فعال کنید و بدانید که گریپر برای حرکت بعدی خود هنگام فشار دادن دومین دکمه در چه وضعیتی است. همانطور که در تصاویر قبلی مشاهده می کنید پیاده سازی و درک کد دشوار نیست ، در پایان پروژه می توانید کد را پیدا کنید.

آیا استفاده از Circuit Python را یاد می گیرید؟

اگر علاقه مند به یادگیری نحوه استفاده از این IDE هستید ، می توانید کارت Bast Pro Mini M0 را در لینک زیر پیدا کنید تا بوت لودر را بارگیری کرده و برنامه نویسی آن را با پایتون شروع کنید.

مرحله 3: قطعات 3D

اگر به ساخت پروژه علاقه دارید ، می توانید قطعات را در.stl بارگیری کرده و چاپ کنید. فایلهای پایه و چوب روتاری را پیدا خواهید کرد.