Լազերային տվիչի և ձայնային հրամանների միջոցով ավտոմատ բռնում. 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Իրերի, որոնք մեզ թվում են պարզ և բնական, անելը իրականում բարդ խնդիր է: Մարդը օգտագործում է տեսողության զգացումը `որոշելու այն օբյեկտի հեռավորությունը, որը ցանկանում է գրավել: Ձեռքն ինքնաբերաբար բացվում է, երբ այն գտնվում է բռնակվող առարկայի մոտ, այնուհետև այն արագ փակվում է ՝ առարկան լավ բռնելու համար: Այս մինի նախագծում ես օգտագործել եմ այս տեխնիկան պարզեցված ձևով, բայց տեսախցիկի փոխարեն ես լազերային տվիչով գնահատեցի օբյեկտի հեռավորությունը բռնիչից և ձայնային հրամաններից ՝ վերահսկման համար:

Քայլ 1: Մասերի ցանկը

Այս փոքր նախագծում ձեզ հարկավոր կլինեն միայն ստորև թվարկված մասերից մի քանիսը: Որպես վերահսկիչ ես օգտագործել եմ Arduino mega 2560- ը, բայց կարող եք նաև օգտագործել UNO կամ ցանկացած այլ Arduino: Որպես հեռավորության սենսոր ես օգտագործեցի VL53L0X լազերային տվիչ, որն ունի լավ ճշգրտություն (մոտ մի քանի միլիմետր) և մինչև 2 մետր հեռավորություն: Այս նախագծում կարող եք օգտագործել ցանկացած բռնակ և սերվո փորձարկելու համար, բայց այն պետք է սնուցեք առանձին էներգիայի աղբյուրից, օրինակ ՝ 5 Վ էլեկտրամատակարարում կամ LiPo մարտկոց (7.4 Վ կամ 11.1 Վ) լարման նվազեցման փոխարկիչի միջոցով: մինչև 5 Վ

Այս նախագծում անհրաժեշտ մասեր

• VL53L0X լազերային ToF տվիչ x1
• Թվային սերվո x1
• Arduino մեգա 2560 x1
• Մետաղական ռոբոտ բռնող x1
• Հացաթուղթ x1
• Շոշափելի կոճակ x1
• Bluetooth HC-06
• Ռեզիստոր 10k x1
• Սնուցման աղբյուր 5V/2A

Ընդլայնված տարբերակ

1. CJMCU-219 Ընթացիկ մոնիտորի ցուցիչի ցուցիչ x1

2. WS2812 RGB LED վարորդների զարգացման տախտակ x1

Քայլ 2. Էլեկտրոնային մասերի միացում

Առաջին նկարը ցույց է տալիս բոլոր անհրաժեշտ կապերը: Հետևյալ լուսանկարներում կարող եք տեսնել առանձին մոդուլների միացման հաջորդ քայլերը: Սկզբում կոճակը միացված էր Arduino- ի 2 -րդ կապին, այնուհետև servo- ին ՝ 3 -ին և վերջապես VL53L0X լազերային հեռավորության սենսորին I2C ավտոբուսի միջոցով (SDA, SCL):

Էլեկտրոնային մոդուլների միացումները հետևյալն են.

VL53L0X լազերային տվիչ -> Arduino Mega 2560

• SDA - SDA
• SCL - SCL
• VCC - 5V
• GND - GND

Servo -> Arduino Mega 2560

Ազդանշան (նարնջագույն մետաղալար) - 3

Servo -> 5V/2A սնուցման աղբյուր

• GND (շագանակագույն մետաղալար) - GND
• VCC (կարմիր մետաղալար) - 5V

Կոճակ -> Arduino Mega 2560

• Պին 1 - 3.3 կամ 5 Վ
• Պին 2 - 2 (և 10k դիմադրության միջոցով գետնին)

Bluetooth (HC -06) -> Arduino Mega 2560

• TXD - TX1 (19)
• RXD - RX1 (18)
• VCC - 5V
• GND - GND

Քայլ 3. Arduino Mega Code

Ես պատրաստել եմ Arduino- ի հետևյալ օրինակելի ծրագրերը, որոնք հասանելի են իմ GitHub- ում.

• VL53L0X_gripper_control
• Voice_VL53L0X_gripper_control

«VL53L0X_gripper_control» անունով առաջին ծրագիրը կատարում է օբյեկտի ավտոմատ բռնելու խնդիրը, որը հայտնաբերվել է VL53L0X լազերային տվիչով: Նախքան ծրագրի նմուշը կազմելն ու բեռնելը, համոզվեք, որ ընտրել եք «Arduino Mega 2560» -ը որպես թիրախային հարթակ, ինչպես ցույց է տրված վերևում (Arduino IDE -> Գործիքներ -> Տախտակ -> Arduino Mega կամ Mega 2560): Arduino ծրագիրը ստուգում է հիմնական հանգույցում `« void loop () », արդյոք լազերային սենսորից ստացվել է նոր ընթերցում (գործառույթը readRangeContinuousMillimeters ()): Եթե «distance_mm» սենսորից կարդացած հեռավորությունն ավելի մեծ է, քան «THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_FAR» արժեքը կամ փոքր է «THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR» - ից, ապա սերվոն սկսում է փակվել: Այլ դեպքերում այն սկսում է բացվել: Theրագրի հաջորդ մասում `« digitalRead (gripperOpenButtonPin) »գործառույթում, սեղմիչի վիճակն անընդհատ վերահսկվում է, և եթե այն սեղմված է, բռնիչը կբացվի, չնայած այն փակ է օբյեկտի հարևանության պատճառով: (distance_mm- ը THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR- ից փոքր է):

«Voice_VL53L0X_gripper_control» երկրորդ ծրագիրը թույլ է տալիս վերահսկել բռնակիչը ՝ օգտագործելով ձայնային հրամաններ: Ձայնային հրամանները մշակվում են BT Voice Control for Arduino հավելվածի կողմից Google Play- ից և հետագայում bluetooth- ով ուղարկվում Arduino- ին: Arduino ծրագիրը ստուգում է հիմնական հանգույցում `« void loop () », արդյոք նոր հրամանը (նիշը) ուղարկվել է Android հավելվածից bluetooth- ի միջոցով: Եթե bluetooth սերիալից որևէ մուտքային նիշ կա, ծրագիրը կարդա սերիական տվյալները մինչև չհանդիպի «#» ձայնային հրահանգի ավարտին: Այնուհետև այն սկսում է «void processInput ()» ֆունկցիայի կատարումը և կախված ձայնային հրամանից, կանչվում է որոշակի կառավարման գործառույթ:

Քայլ 4: Ավտոմատ բռնելու փորձարկում

«Քայլ 1» -ի տեսանյութը ցույց է տալիս ռոբոտների բռնիչի թեստերը ՝ հիմնված «Arduino Mega Code» նախորդ բաժնի ծրագրի վրա: Այս տեսանյութը ցույց է տալիս, թե ինչպես է այն ինքնաբերաբար բացվում, երբ օբյեկտը մոտ է իրեն, և այնուհետև բռնում է այն, եթե այն գտնվում է բռնակալի հասանելիության սահմաններում: Այստեղ օգտագործվող հեռավորության լազերային սենսորից ստացված արձագանքը հստակ տեսանելի է տեսանյութի հետագա հատվածում, երբ շիշը առաջ և հետ եմ շարժում, ինչը առաջացնում է արագ արձագանք և բռնակալի կառավարման փոփոխություն:

Քայլ 5: Ձայնի ակտիվացված ավտոմատ բռնում

Այս նախագծի մշակման հաջորդ քայլին ես դրան ավելացրի ձայնային հսկողություն: Ձայնային հրամանի շնորհիվ ես կարող եմ վերահսկել բռնակիչի փակումը, բացումը և արագությունը: Այս դեպքում ձայնային հսկողությունը շատ օգտակար է, երբ բացում եք առարկան բռնող բռնակիչը: Այն փոխարինում է կոճակը և թույլ է տալիս հեշտությամբ կառավարել շարժական ռոբոտի վրա տեղադրված բռնակիչը:

Եթե ձեզ դուր է գալիս այս նախագիծը, մի մոռացեք քվեարկել և մեկնաբանությունում գրել, թե ինչ կցանկանայիք տեսնել հաջորդ գրառման մեջ ՝ որպես այս նախագծի հետագա կատարելագործում.

• ֆեյսբուք
• youtube
• իմ կայքը