ஆர்டுயினோ நானோவைப் பயன்படுத்தி கை சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோ கை

ரோபோடிக் ஆர்ம்ஸ் என்பது கண்கவர் பொறியியல் படைப்புகளில் ஒன்றாகும், மேலும் இந்த விஷயங்களை சாய்த்துப் பார்ப்பது மற்றும் ஒரு மனிதக் கை போலவே சிக்கலான காரியங்களைச் செய்ய பான் செய்வது எப்போதும் கண்கவர் தான். வெல்டிங், துளையிடுதல், ஓவியம் போன்ற தீவிர இயந்திர வேலைகளைச் செய்யும் சட்டசபை வரிசையில் உள்ள தொழில்களில் இந்த ரோபோ ஆயுதங்கள் பொதுவாகக் காணப்படுகின்றன, சிக்கலான அறுவை சிகிச்சை நடவடிக்கைகளைச் செய்வதற்காக சமீபத்தில் அதிக துல்லியத்துடன் மேம்பட்ட ரோபோ ஆயுதங்களும் உருவாக்கப்படுகின்றன. முன்னதாக நாங்கள் 3D ஒரு ரோபோடிக் கையை அச்சிட்டு, ARM7 மைக்ரோகண்ட்ரோலரைப் பயன்படுத்தி DIY பிக் அண்ட் பிளேஸ் ரோபோடிக் கையை உருவாக்கினோம். Arduino நானோ, MPU6050 கைரோஸ்கோப் மற்றும் நெகிழ்வு சென்சார் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி ஒரு கை சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோ ARM ஐ உருவாக்க அதே 3D அச்சிடப்பட்ட ரோபோடிக் கையை மீண்டும் பயன்படுத்துவோம்.

இந்த 3D அச்சிடப்பட்ட ரோபோ கை நிலை ஒரு கை கையுறை மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது MPU6050 கைரோஸ்கோப் மற்றும் ஒரு நெகிழ்வு சென்சார் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ரோபோடிக் கைகளின் கிரிப்பர் சேவையை கட்டுப்படுத்த ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் எக்ஸ் மற்றும் ஒய்-அச்சில் ரோபோடிக் இயக்கத்திற்கு MPU6050 பயன்படுத்தப்படுகிறது. உங்களிடம் அச்சுப்பொறி இல்லையென்றால், எங்கள் ஆர்டுயினோ ரோபோடிக் கை திட்டத்திற்காக நாங்கள் கட்டியபடி எளிய அட்டை மூலம் உங்கள் கையை உருவாக்கலாம். உத்வேகத்திற்காக, ஆர்டுயினோவைப் பயன்படுத்தி நாங்கள் முன்பு கட்டிய ரெக்கார்ட் மற்றும் ப்ளே ரோபோடிக் கை ஆகியவற்றையும் நீங்கள் குறிப்பிடலாம்.

விரிவாகச் செல்வதற்கு முன், முதலில், MPU6050 சென்சார் மற்றும் நெகிழ்வு சென்சார் பற்றி அறிந்து கொள்வோம்.

MPU6050 கைரோஸ்கோபிக் & முடுக்கமானி சென்சார்

MPU6050 மைக்ரோ மெக்கானிக்கல் சிஸ்டம்ஸ் (MEMS) தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த சென்சார் 3-அச்சு முடுக்கமானி, 3-அச்சு கைரோஸ்கோப் மற்றும் உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பநிலை சென்சார் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. முடுக்கம், வேகம், திசைமாற்றம், இடப்பெயர்ச்சி போன்ற அளவுருக்களை அளவிட இதைப் பயன்படுத்தலாம். நாங்கள் முன்பு MPU6050 ஐ Arduino மற்றும் ராஸ்பெர்ரி pi உடன் இணைத்துள்ளோம், மேலும் இதைப் பயன்படுத்தி ஒரு சில திட்டங்களை உருவாக்கியுள்ளோம்- சுய சமநிலை ரோபோ, Arduino Digital Protractor மற்றும் Arduino Inclinometer.

MPU6050 சென்சாரில் அம்சங்கள்:

• தொடர்பு: கட்டமைக்கக்கூடிய I2C முகவரியுடன் I2C நெறிமுறை
• உள்ளீட்டு மின்சாரம்: 3-5 வி
• உள்ளமைக்கப்பட்ட 16-பிட் ஏடிசி அதிக துல்லியத்தை வழங்குகிறது
• உள்ளமைக்கப்பட்ட டி.எம்.பி உயர் கணக்கீட்டு சக்தியை வழங்குகிறது
• காந்தமாமீட்டர் போன்ற பிற I2C சாதனங்களுடன் இடைமுகப்படுத்த பயன்படுத்தலாம்
• உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பநிலை சென்சார்

MPU6050 இன் பின்-அவுட் விவரங்கள்:

முள்	பயன்பாடு
வி.சி.சி.	தொகுதிக்கு சக்தியை வழங்குகிறது, + 3 வி முதல் + 5 வி வரை இருக்கலாம். பொதுவாக + 5 வி பயன்படுத்தப்படுகிறது
தரையில்	கிரவுண்ட் ஆஃப் சிஸ்டத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது
சீரியல் கடிகாரம் (எஸ்சிஎல்)	I2C தொடர்புக்கு கடிகார துடிப்பு வழங்க பயன்படுகிறது
வரிசை தரவு (எஸ்.டி.ஏ)	I2C தொடர்பு மூலம் தரவை மாற்ற பயன்படுகிறது
துணை வரிசை தரவு (எக்ஸ்.டி.ஏ)	MPU6050 உடன் பிற I2C தொகுதிகளை இடைமுகப்படுத்த பயன்படுத்தலாம்
துணை சீரியல் கடிகாரம் (எக்ஸ்சிஎல்)	MPU6050 உடன் பிற I2C தொகுதிகளை இடைமுகப்படுத்த பயன்படுத்தலாம்
AD0	ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட MPU6050 ஐ ஒரு MCU பயன்படுத்தினால், முகவரியை மாற்ற இந்த முள் பயன்படுத்தப்படலாம்
குறுக்கீடு (INT)	MCU படிக்க தரவு கிடைக்கிறது என்பதைக் குறிக்க குறுக்கீடு முள்

ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார்

ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார்கள் ஒரு மாறி மின்தடையத்தைத் தவிர வேறில்லை. சென்சார் வளைந்திருக்கும் போது நெகிழ்வு சென்சார் எதிர்ப்பு மாறுகிறது. அவை பொதுவாக 2.2 அங்குலங்கள் மற்றும் 4.5 அங்குலங்கள் என இரண்டு அளவுகளில் கிடைக்கின்றன .

எங்கள் திட்டத்தில் நெகிழ்வு சென்சார்களை ஏன் பயன்படுத்துகிறோம்?

இந்த சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோடிக் கைகளில், ரோபோ கையின் பிடிப்பைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு நெகிழ்வு சென்சார் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கை கையுறையில் உள்ள நெகிழ்வு சென்சார் வளைந்திருக்கும் போது, ​​கிரிப்பருடன் இணைக்கப்பட்ட சர்வோ மோட்டார் சுழலும் மற்றும் கிரிப்பர் திறக்கும்.

ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார்கள் பல பயன்பாடுகளில் பயனுள்ளதாக இருக்கும், மேலும் விளையாட்டு கட்டுப்படுத்தி, டோன் ஜெனரேட்டர் போன்ற ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார் பயன்படுத்தி சில திட்டங்களை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம்.

3D அச்சிடப்பட்ட ரோபோடிக் ARM ஐ தயார் செய்தல்:

இந்த டுடோரியலில் பயன்படுத்தப்படும் 3 டி அச்சிடப்பட்ட ரோபோடிக் ஆர்ம், திங்கிவர்ஸில் கிடைக்கும் EEZYbotARM வழங்கிய வடிவமைப்பைப் பின்பற்றி செய்யப்பட்டது. 3 டி அச்சிடப்பட்ட ரோபோ கை மற்றும் வீடியோவுடன் கூடிய விவரங்களை உருவாக்குவதற்கான முழுமையான செயல்முறை திங்கிவர்ஸ் இணைப்பில் உள்ளது, இது மேலே பகிரப்பட்டுள்ளது.

4 சர்வோ மோட்டார்ஸுடன் கூடிய பிறகு எனது 3 டி அச்சிடப்பட்ட ரோபோடிக் கைகளின் படம் மேலே உள்ளது.

தேவையான கூறுகள்:

• அர்டுடினோ நானோ
• ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார்
• 10 கே மின்தடை
• MPU6050
• கை கையுறைகள்
• கம்பிகளை இணைக்கிறது
• ப்ரெட்போர்டு

சுற்று வரைபடம்:

பின்வரும் படம் Arduino அடிப்படையிலான சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோடிக் கைக்கான சுற்று இணைப்புகளைக் காட்டுகிறது .

MPU6050 & Arduino நானோ இடையே சுற்று இணைப்பு:

MPU6050	அர்டுடினோ நானோ
வி.சி.சி.	+ 5 வி
ஜி.என்.டி.	ஜி.என்.டி.
எஸ்.டி.ஏ.	அ 4
எஸ்.சி.எல்	அ 5

சர்வோ மோட்டார்ஸ் மற்றும் அர்டுயினோ நானோ இடையே சுற்று இணைப்பு:

அர்டுடினோ நானோ	செர்வோ மோட்டார்	பவர் அடாப்டர்
டி 2	சர்வோ 1 ஆரஞ்சு (பிடபிள்யூஎம் முள்)	-
டி 3	சர்வோ 2 ஆரஞ்சு (பி.டபிள்யூ.எம் முள்)	-
டி 4	சர்வோ 3 ஆரஞ்சு (பி.டபிள்யூ.எம் முள்)	-
டி 5	சர்வோ 4 ஆரஞ்சு (பி.டபிள்யூ.எம் முள்)	-
ஜி.என்.டி.	சர்வோ 1,2,3,4 பிரவுன் (ஜி.என்.டி பின்)	ஜி.என்.டி.
-	சர்வோ 1,2,3,4 சிவப்பு (+ 5 வி முள்)	+ 5 வி

ஒரு நெகிழ்வு சென்சார் இரண்டு ஊசிகளைக் கொண்டுள்ளது. இதில் துருவப்படுத்தப்பட்ட முனையங்கள் இல்லை. எனவே முள் ஒன் பி 1 அர்டுயினோ நானோவின் அனலாக் பின் ஏ 0 உடன் 10 கே இழுக்கும் மின்தடையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் முள் இரண்டு பி 2 அர்டுயினோவுடன் தரையிறக்கப்பட்டுள்ளது.

கையுறைகளுக்கு MPU6050 & ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார் பெருகும்

MPU6050 மற்றும் ஃப்ளெக்ஸ் சென்சார் ஆகியவற்றை ஒரு கையுறைக்கு ஏற்றியுள்ளோம். இங்கே கையுறை மற்றும் ரோபோ கையை இணைக்க ஒரு கம்பி இணைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் இது RF இணைப்பு அல்லது புளூடூத் இணைப்பைப் பயன்படுத்தி வயர்லெஸ் செய்ய முடியும்.

ஒவ்வொரு இணைப்பிற்கும் பிறகு, சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோடிக் கைக்கான இறுதி அமைப்பு கீழே உள்ள படத்தைப் போல் தெரிகிறது:

ரோபோடிக் கைக்கு புரோகிராமிங் அர்டுயினோ நானோ

வழக்கம் போல், இந்த டுடோரியலின் முடிவில் வேலை செய்யும் வீடியோவுடன் முழுமையான குறியீடு வழங்கப்படுகிறது. குறியீட்டின் சில முக்கியமான வரிகள் இங்கே விளக்கப்பட்டுள்ளன.

1. முதலில், தேவையான நூலகக் கோப்புகளைச் சேர்க்கவும். Arduino நானோ & MPU6050 மற்றும் servo.h ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான I2C தகவல்தொடர்புக்கு Wire.h நூலகம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

#சேர்க்கிறது #சேர்க்கிறது

2. அடுத்து, வகுப்பு சேவையகத்திற்கான பொருள்கள் அறிவிக்கப்படுகின்றன. நாங்கள் நான்கு சர்வோ மோட்டார்கள் பயன்படுத்தும்போது, ​​servo_1, servo_2, servo_3, servo_4 போன்ற நான்கு பொருள்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

சர்வோ சர்வோ_1; சர்வோ சர்வோ_2; சர்வோ சர்வோ_3; சர்வோ சர்வோ_4;

3. அடுத்து, MPU6050 இன் I2C முகவரி & பயன்படுத்த வேண்டிய மாறிகள் அறிவிக்கப்படுகின்றன.

const int MPU_addr = 0x68; // MPU6050 I2C முகவரி int16_t அச்சு_எக்ஸ், அச்சு_ஒய், அச்சு_இசட்; int minVal = 265; int maxVal = 402; இரட்டை x; இரட்டை y; இரட்டை z,;

4. வெற்றிட அமைப்பில் அடுத்து, தொடர் தகவல்தொடர்புக்கு 9600 என்ற பாட் வீதம் அமைக்கப்படுகிறது.

சீரியல்.பெஜின் (9600);

Arduino நானோ & MPU6050 க்கு இடையில் I2C தொடர்பு நிறுவப்பட்டுள்ளது:

வயர்.பெஜின் (); // I2C கம்யூனிகேஷன் வயரைத் தொடங்கவும். BeginTransmission (MPU_addr); // MPU6050 Wire.write (0x6B) உடன் தொடர்பு கொள்ளத் தொடங்குங்கள் ; // பதிவு செய்ய 6 பி வயர்.ரைட் (0); // வயரை மீட்டமைக்க 6B பதிவேட்டில் 0 ஐ எழுதுகிறது. எண்ட் டிரான்ஸ்மிஷன் (உண்மை); // I2C டிரான்ஸ்மிஷனை முடிக்கிறது

மேலும், சர்வோ மோட்டார் இணைப்புகளுக்கு நான்கு பிடபிள்யூஎம் ஊசிகளும் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன.

servo_1.attach (2); // முன்னோக்கி / தலைகீழ்_மோட்டர் சர்வோ_2.அட்டாச் (3); // அப் / டவுன்_மோட்டர் சர்வோ_3.அட்டாச் (4); // கிரிப்பர்_மோட்டர் சர்வோ_4.அட்டாச் (5); // இடது / வலது_மோட்டர்

5. வெற்றிட லூப் செயல்பாட்டில் அடுத்து, மீண்டும் MPU6050 மற்றும் Arduino நானோ இடையே I2C இணைப்பை நிறுவி, பின்னர் MPU6050 இன் பதிவேட்டில் இருந்து X, Y, Z-Axis தரவைப் படிக்கத் தொடங்கி அவற்றை தொடர்புடைய மாறிகளில் சேமிக்கவும்.

Wire.beginTransmission (MPU_addr); வயர்.ரைட் (0x3B); // ரெஜிட்டர் 0x3B வயர்.என்ட் டிரான்ஸ்மிஷன் (பொய்) உடன் தொடங்குங்கள் ; Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, உண்மை); // படிக்க 14 பதிவேடுகள் அச்சு_எக்ஸ் = வயர்.ரெட் () << 8- வயர்.ரெட் (); axis_Y = வயர்.ரெட் () << 8- வயர்.ரெட் (); axis_Z = வயர்.ரெட் () << 8- வயர்.ரெட் ();

அதன் பிறகு, MPU6050 சென்சாரிலிருந்து -90 முதல் 90 வரம்பில் அச்சு தரவின் நிமிடம் மற்றும் அதிகபட்ச மதிப்பை வரைபடம் செய்யவும்.

int xAng = வரைபடம் (அச்சு_எக்ஸ், மினிவால், மேக்ஸ்வால், -90,90); int yAng = வரைபடம் (அச்சு_ஒய், மினிவால், மேக்ஸ்வால், -90,90); int zAng = வரைபடம் (அச்சு_இசட், மினிவால், மேக்ஸ்வால், -90,90);

X, y, z மதிப்புகளை 0 முதல் 360 வரை கணக்கிட பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்.

x = RAD_TO_DEG * (atan2 (-yAng, -zAng) + PI); y = RAD_TO_DEG * (atan2 (-xAng, -zAng) + PI); z = RAD_TO_DEG * (atan2 (-yAng, -xAng) + PI);

பின்னர் Arduino நானோவின் A0 முனையில் நெகிழ்வு சென்சார் அனலாக் வெளியீட்டுத் தரவைப் படியுங்கள் மற்றும் நெகிழ்வு சென்சாரின் டிஜிட்டல் மதிப்புக்கு ஏற்ப கிரிப்பரின் சர்வோ கோணத்தை அமைக்கவும். எனவே நெகிழ்வு சென்சார் தரவு 750 ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், கிரிப்பரின் சர்வோ மோட்டார் கோணம் 0 டிகிரி மற்றும் 750 க்கும் குறைவாக இருந்தால் 180 டிகிரி ஆகும்.

int கிரிப்பர்; int flex_sensorip = அனலாக் ரீட் (A0); if (flex_sensorip> 750) { கிரிப்பர் = 0; } else { கிரிப்பர் = 180; } servo_3.write (கிரிப்பர்);

பின்னர் 0 முதல் 60 வரை எக்ஸ்-அச்சில் MPU6050 இயக்கத்தை 0 முதல் 90 செர்வோ மோட்டார் முன்கூட்டிய / தலைகீழ் இயக்கம் ரோபோ கை க்கான டிகிரி அடிப்படையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது எனில்.

if (x> = 0 && x <= 60) { int mov1 = வரைபடம் (x, 0,60,0,90); சீரியல்.பிரண்ட் ("எஃப் / ஆர் = இல் இயக்கம்"); சீரியல்.பிரண்ட் (mov1); சீரியல்.பிரிண்ட்ல்ன் ((கரி) 176); servo_1.write (mov1); }

மற்றும் 250 இருந்து 360 X அச்சுக்கு மீது MPU6050 இயக்கத்தை 0 முதல் 90 செர்வோ மோட்டார் ன் மேல் / கீழ் இயக்கம் ரோபோ கை க்கான டிகிரி அடிப்படையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது எனில்.

இல்லையெனில் (x> = 300 && x <= 360) { int mov2 = வரைபடம் (x, 360,250,0,90); சீரியல்.பிரண்ட் ("மேல் / கீழ் இயக்கம் ="); சீரியல்.பிரண்ட் (mov2); சீரியல்.பிரிண்ட்ல்ன் ((கரி) 176); servo_2.write (mov2); }

Y- அச்சில் 0 முதல் 60 வரை MPU6050 இன் இயக்கம் ரோபோடிக் கையின் சர்வோ மோட்டரின் இடது இயக்கத்திற்கு 90 முதல் 180 டிகிரி வரை பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

if (y> = 0 && y <= 60) { int mov3 = map (y, 0,60,90,180); சீரியல்.பிரண்ட் ("இடதுபுறத்தில் இயக்கம் ="); சீரியல்.பிரண்ட் (mov3); சீரியல்.பிரிண்ட்ல்ன் ((கரி) 176); servo_4.write (mov3); }

Y- அச்சில் MPU6050 இன் இயக்கம் 300 முதல் 360 வரை 0 முதல் 90 டிகிரி வரை சேவையக மோட்டரின் வலது இயக்கமான ரோபோடிக் கைக்கு மாற்றப்படுகிறது.

else if (y> = 300 && y <= 360) { int mov3 = map (y, 360,300,90,0); சீரியல்.பிரண்ட் ("வலதுபுறத்தில் இயக்கம் ="); சீரியல்.பிரண்ட் (mov3); சீரியல்.பிரிண்ட்ல்ன் ((கரி) 176); servo_4.write (mov3); }

Arduino ஐப் பயன்படுத்தி சைகை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோடிக் கை வேலை

இறுதியாக, குறியீட்டை Arduino நானோவில் பதிவேற்றி, MPU6050 & Flex Sensor உடன் பொருத்தப்பட்ட கை கையுறை அணியுங்கள்.

1. இப்போது ரோபோ கையை முன்னோக்கி நகர்த்துவதற்கு கையை கீழே நகர்த்தி, ரோபோ கையை மேலே நகர்த்த மேலே செல்லுங்கள்.

2. பின்னர் ரோபோ கையை இடது அல்லது வலது பக்கம் திருப்ப கையை இடது அல்லது வலது பக்கம் சாய்க்கவும்.

3. கிரிப்பரைத் திறக்க கை கையுறை விரலால் இணைக்கப்பட்ட நெகிழ்வு கேபிளை வளைத்து, அதை மூடுவதற்கு விடுவிக்கவும்.

முழுமையான வேலை கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள வீடியோவில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.