ربات کنترل شده با اشاره با استفاده از آردوینو: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

روبات ها در بسیاری از بخش ها مانند ساختمان ، نظامی ، تولید ، مونتاژ و غیره استفاده می شوند. روبات ها می توانند مستقل یا نیمه خودمختار باشند. روبات های خودران نیازی به دخالت انسان ندارند و می توانند به تنهایی با توجه به شرایط عمل کنند. روبات های نیمه خودمختار طبق دستورالعمل های داده شده توسط انسان کار می کنند. این نیمه مستقل را می توان با ریموت ، تلفن ، حرکات و غیره کنترل کرد. ما قبلاً چند روبات مبتنی بر اینترنت اشیا ساخته ایم که می توان آنها را از سرور وب کنترل کرد.

در مقاله امروز ، ما قصد داریم با استفاده از Arduino ، MPU6050 Accelerometer ، nRF24L01 Transceiver و ماژول درایور موتور L293 یک ربات کنترل شده با حرکت را بسازیم. ما این ربات را به دو قسمت طراحی می کنیم. یکی فرستنده و دیگری گیرنده است. بخش فرستنده شامل Arduino Uno ، شتاب سنج و ژیروسکوپ MPU6050 و nRF24L01 و بخش گیرنده شامل Arduino Uno ، nRF24L01 ، دو موتور DC و یک درایور موتور L293D است. فرستنده به عنوان کنترل از راه دور برای کنترل ربات عمل می کند که در آن روبات طبق حرکات حرکت می کند.

مرحله 1: اجزای مورد نیاز

• آردوینو اونو (2)
• NRF24L01 (2)
• MPU6050DC موتور (2)
• ماژول درایور موتور L293D
• خمیر

شتاب سنج و ژیروسکوپ MPU6050 ماژول سنسور MPU6050 یک سیستم میکرو الکترو مکانیکی کامل 6 محوره (شتاب سنج 3 محوره و ژیروسکوپ 3 محوره) است. ماژول سنسور MPU6050 دارای سنسور دما روی تراشه است. دارای یک گذرگاه I2C و یک رابط گذرگاه I2C کمکی برای ارتباط با میکروکنترلرها و سایر دستگاه های حسگر مانند مغناطیس سنج 3 محوره ، سنسور فشار و غیره. ماژول سنسور MPU6050 برای اندازه گیری شتاب ، سرعت ، جهت ، جابجایی و برخی حرکتهای دیگر استفاده می شود. پارامترهای مرتبط این ماژول حسگر همچنین دارای یک پردازشگر حرکت دیجیتال داخلی است که می تواند محاسبات پیچیده ای را انجام دهد.

ماژول فرستنده گیرنده NRF24L01

nRF24L01 یک فرستنده رادیویی تک تراشه برای باند ISM 2.4 تا 2.5 گیگاهرتز در سراسر جهان است. فرستنده گیرنده شامل یک سینت سایزر فرکانس کاملاً یکپارچه ، یک تقویت کننده قدرت ، یک نوسانگر کریستالی ، یک دستگاه تعدیل کننده ، یک تعدیل کننده و یک موتور پروتکل پیشرفته ShockBurs است. توان خروجی ، کانال های فرکانسی و تنظیم پروتکل به راحتی از طریق رابط SPI قابل برنامه ریزی است. محدوده ولتاژ کاری این ماژول فرستنده 1.9 تا 3.6 ولت است. دارای دو حالت Power Down و Standby می باشد که باعث صرفه جویی در مصرف برق و به راحتی قابل اجرا می شود.

مرحله 2: کار با ربات کنترل شده با اشاره با استفاده از آردوینو

برای درک عملکرد این ماشین کنترل حرکت آردوینو ، اجازه دهید این پروژه را به دو قسمت تقسیم کنیم. قسمت اول قسمت فرستنده (از راه دور) است که در آن سنسور شتاب سنج MPU6050 از طریق آردوینو و فرستنده nRF به طور مداوم سیگنال هایی را به گیرنده (ربات) ارسال می کند.

قسمت دوم قسمت گیرنده (ماشین روبات) است که در آن گیرنده nRF داده های منتقل شده را دریافت و به آردوینو ارسال می کند ، که آنها را بیشتر پردازش کرده و روبات را بر این اساس حرکت می دهد.

سنسور شتاب سنج MPU6050 مختصات X Y Z را می خواند و مختصات را به آردوینو ارسال می کند. برای این پروژه ، ما فقط به مختصات X و Y نیاز داریم. سپس آردوینو مقادیر مختصات را بررسی کرده و داده ها را به فرستنده nRF ارسال می کند. داده های منتقل شده توسط گیرنده nRF دریافت می شود. گیرنده داده ها را به آردوینو سمت گیرنده ارسال می کند. آردوینو داده ها را به IC Motor Driver منتقل می کند و راننده موتور موتورها را در جهت مورد نیاز می چرخاند.

مرحله 3: نمودار مدار

این ربات کنترل دست با استفاده از سخت افزار آردوینو به دو بخش تقسیم می شود

1. فرستنده
2. گیرنده

مرحله 4: مدار فرستنده برای خودرو کنترل شده با حرکت آردوینو

بخش فرستنده این پروژه شامل شتاب سنج و ژیروسکوپ MPU6050 ، nRF24L01Transceiver و Arduino Uno است. آردوینو به طور مداوم از MPU6050 اطلاعات دریافت می کند و این داده ها را به فرستنده nRF ارسال می کند. فرستنده RF داده ها را به محیط منتقل می کند.

مرحله 5: مدار گیرنده برای خودرو کنترل شده با حرکت آردوینو

بخش گیرنده این ربات کنترل شده از حرکت شامل Arduino Uno ، nRF24L01 فرستنده ، 2 موتور DC و یک ماژول درایور موتور است. گیرنده NRF24L01 داده ها را از فرستنده دریافت کرده و به آردوینو ارسال می کند. سپس طبق سیگنال های دریافتی ، آردوینو موتورهای DC را حرکت می دهد.

مرحله 6: توضیح برنامه

برای ربات کنترل شده با اشاره با استفاده از آردوینو ، کد کامل در اینجا موجود است. در زیر ما خط به خط برنامه را توضیح می دهیم.

برنامه جانبی فرستنده

در این برنامه ، آردوینو داده های MPU6050 را می خواند و به فرستنده nRF 24L01 ارسال می کند.

1. برنامه را با افزودن فایلهای کتابخانه مورد نیاز شروع کنید. می توانید فایل های کتابخانه را از لینک های داده شده بارگیری کنید.

SPI.h

nRF24L01.h

سیم. ساعت

MPU6050.h

2. سپس متغیرهای داده ژیروسکوپ MPU6050 و شتاب سنج را تعریف کنید. در اینجا فقط از داده های شتاب سنج استفاده می شود.

3. آدرس لوله های رادیویی را برای پین های CN و CSN فرستنده های ارتباطی و nRF تعریف کنید.

4. در داخل تابع void setup () ، مانیتور سریال را شروع کنید. و همچنین برقراری ارتباط سیم و رادیو. radio.setDataRate برای تنظیم سرعت انتقال داده استفاده می شود.

5. اطلاعات سنسور MPU6050 را بخوانید. در اینجا ما فقط از داده های شتاب سنج جهت X و Y استفاده می کنیم.

6. در نهایت ، داده های حسگر را با استفاده از عملکرد radio.write منتقل کنید.

برنامه سمت گیرنده

1. طبق معمول ، برنامه را با قرار دادن فایلهای کتابخانه مورد نیاز شروع کنید.

2. آدرس لوله های رادیویی را برای پین های CN و CSN فرستنده های ارتباطی و nRF تعریف کنید.

3. پین های موتور DC چپ و راست را تعریف کنید.

4. اکنون بررسی کنید که آیا رادیو در دسترس است یا خیر. اگر چنین است ، داده ها را بخوانید.

5. حال داده های دریافتی را مقایسه کرده و موتورها را با توجه به شرایط هدایت کنید.

مرحله 7: آزمایش ربات کنترل شده با اشاره با استفاده از آردوینو

پس از آماده شدن سخت افزار ، Arduinos فرستنده و گیرنده را به لپ تاپ خود متصل کرده و کد را بارگذاری کنید. سپس شتاب سنج MPU6050 را برای کنترل ربات خودرو حرکت دهید.

کار کامل ربات کنترل شده Gesture را می توانید در ویدیو مشاهده کنید.