Eleohjattu robotti Arduinon avulla: 7 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

Robotteja käytetään monilla aloilla, kuten rakentamisessa, armeijassa, valmistuksessa, kokoonpanossa jne. Robotit voivat olla itsenäisiä tai puoliautomaattisia. Autonomiset robotit eivät vaadi ihmisen väliintuloa ja voivat toimia itsenäisesti tilanteen mukaan. Puoliautomaattiset robotit toimivat ihmisten antamien ohjeiden mukaisesti. Näitä puoliautomaattisia voidaan ohjata kauko-ohjaimella, puhelimella, eleillä jne. Rakensimme aiemmin muutamia IoT-pohjaisia robotteja, joita voidaan ohjata verkkopalvelimelta.

Tämän päivän artikkelissa aiomme rakentaa eleohjatun robotin käyttämällä Arduinoa, MPU6050-kiihtyvyysmittaria, nRF24L01-lähetin-vastaanotinparia ja L293D-moottorinohjainmoduulia. Suunnittelemme tämän robotin kahteen osaan. Toinen on lähetin ja toinen vastaanotin. Lähetinosa koostuu Arduino Unosta, MPU6050 -kiihtyvyysmittarista ja gyroskoopista sekä nRF24L01, kun taas vastaanotinosa koostuu Arduino Unosta, nRF24L01, kahdesta tasavirtamoottorista ja L293D -moottoriajurista. Lähetin toimii kauko -ohjaimena robotissa, jossa robotti liikkuu eleiden mukaan.

Vaihe 1: Tarvittavat komponentit

• Arduino Uno (2)
• NRF24L01 (2)
• MPU6050DC -moottori (2)
• L293D -moottorin ohjainmoduuli
• Taikina

MPU6050-kiihtyvyysmittari ja gyroskooppi MPU6050-anturimoduuli on täydellinen 6-akselinen (3-akselinen kiihtyvyysmittari ja 3-akselinen gyroskooppi) mikro-sähkömekaaninen järjestelmä. MPU6050-anturimoduulissa on myös sirulla oleva lämpötila-anturi. Siinä on I2C-väylä ja I2C-lisäväyläliitäntä kommunikoimaan mikro-ohjaimien ja muiden anturilaitteiden, kuten 3-akselisen magnetometrin, paineanturin jne. Kanssa. MPU6050-anturimoduulia käytetään mittaamaan kiihtyvyyttä, nopeutta, suuntaa, siirtymää ja joitakin muita liikkeitä -liittyvät parametrit. Tässä anturimoduulissa on myös sisäänrakennettu digitaalinen liikeprosessori, joka voi suorittaa monimutkaisia laskelmia.

NRF24L01 lähetinvastaanotinmoduuli

nRF24L01 on yksisiruinen radiolähetin -vastaanotin maailmanlaajuiselle 2,4 - 2,5 GHz: n ISM -kaistalle. Lähetin -vastaanotin koostuu täysin integroidusta taajuussyntetisaattorista, tehovahvistimesta, kideoskillaattorista, demodulaattorista, modulaattorista ja parannetusta ShockBurs -protokollamoottorista. Lähtöteho, taajuuskanavat ja protokolla -asetukset on helppo ohjelmoida SPI -liitännän kautta. Tämän lähetinvastaanotinmoduulin käyttöjännitealue on 1,9 V - 3,6 V. Siinä on sisäänrakennettu virrankatkaisu- ja valmiustila, jotka tekevät siitä virransäästöisen ja helposti toteutettavissa.

Vaihe 2: Käsi -eleohjatun robotin käyttö Arduinolla

Ymmärtääksemme tämän Arduinon eleohjaimen toiminnan, jakakaamme tämä projekti kahteen osaan. Ensimmäinen osa on lähetinosa (kauko -ohjain), jossa MPU6050 -kiihtyvyysanturianturi lähettää jatkuvasti signaaleja vastaanottimelle (robotille) Arduinon ja nRF -lähettimen kautta.

Toinen osa on vastaanotinosa (robottiauto), jossa nRF -vastaanotin vastaanottaa lähetetyt tiedot ja lähettää ne Arduinolle, joka käsittelee niitä edelleen ja siirtää robottia sen mukaisesti.

MPU6050 -kiihtyvyysanturianturi lukee X Y Z -koordinaatit ja lähettää koordinaatit Arduinolle. Tätä projektia varten tarvitsemme vain X- ja Y -koordinaatit. Arduino tarkistaa sitten koordinaattien arvot ja lähettää tiedot nRF -lähettimelle. NRF -vastaanotin vastaanottaa lähetetyt tiedot. Vastaanotin lähettää tiedot vastaanotinpuolen Arduinolle. Arduino välittää tiedot moottorin kuljettajan IC: lle ja moottorin kuljettaja kääntää moottorit haluttuun suuntaan.

Vaihe 3: Piirikaavio

Tämä käsieleohjattu robotti, joka käyttää Arduinon laitteistoa, on jaettu kahteen osaan

1. Lähetin
2. Vastaanotin

Vaihe 4: Lähetinpiiri Arduinon eleohjatulle autolle

Tämän projektin lähetinosa koostuu MPU6050 -kiihtyvyysmittarista ja gyroskoopista, nRF24L01 -lähetin -vastaanottimesta ja Arduino Unosta. Arduino saa jatkuvasti tietoja MPU6050 -laitteesta ja lähettää nämä tiedot nRF -lähettimelle. RF -lähetin lähettää tiedot ympäristöön.

Vaihe 5: Vastaanotinpiiri Arduino -eleohjatulle autolle

Tämän eleohjatun robotin vastaanotinosa koostuu Arduino Unosta, nRF24L01 -lähetinvastaanottimesta, 2 tasavirtamoottorista ja moottorin ohjainmoduulista. NRF24L01 -vastaanotin vastaanottaa tiedot lähettimestä ja lähettää sen Arduinolle. Sitten Arduino siirtää vastaanotettujen signaalien mukaan tasavirtamoottoreita.

Vaihe 6: Ohjelman selitykset

Arduinoa käyttävällä eleohjatulla robotilla täydellinen koodi on saatavilla täältä. Alla selitämme ohjelman rivi riviltä.

Lähettimen sivuohjelma

Tässä ohjelmassa Arduino lukee tiedot MPU6050: sta ja lähettää ne nRF 24L01 -lähettimeen.

1. Aloita ohjelma lisäämällä tarvittavat kirjastotiedostot. Voit ladata kirjastotiedostot annetuista linkeistä.

SPI.h

nRF24L01.h

Johto. H

MPU6050.h

2. Määritä sitten muuttujat MPU6050 Gyroscope- ja Accelerometer -tiedoille. Tässä käytetään vain kiihtyvyysmittarin tietoja.

3. Määritä radioputkiosoitteet tietoliikenne- ja nRF -lähettimien CN- ja CSN -nastoille.

4. Käynnistä sarjamonitori void setup () -toiminnon sisällä. Alusta myös lanka- ja radioviestintä. radio.setDataRate käytetään tiedonsiirtonopeuden asettamiseen.

5. Lue MPU6050 -anturin tiedot. Tässä käytetään vain X- ja Y -suunnan kiihtyvyysmittarin tietoja.

6. Lähetä lopuksi anturitiedot radio.write -toiminnolla.

Vastaanottimen sivuohjelma

1. Käynnistä ohjelma tavalliseen tapaan sisällyttämällä tarvittavat kirjastotiedostot.

2. Määritä viestintä- ja nRF -lähettimien CN- ja CSN -nastojen radioputkiosoitteet.

3. Määritä vasen ja oikea tasavirtamoottorin nasta.

4. Tarkista nyt, onko radio käytettävissä vai ei. Jos on, lue tiedot.

5. Vertaa nyt vastaanotettuja tietoja ja käytä moottoreita olosuhteiden mukaan.

Vaihe 7: Kädellä ohjattavan robotin testaaminen Arduinolla

Kun laitteisto on valmis, liitä sekä lähettimen että vastaanottimen Arduinos kannettavaan tietokoneeseen ja lähetä koodi. Siirrä sitten MPU6050 -kiihtyvyysmittaria ohjataksesi robottiautoa.

Gesture -ohjattavan robotin täydellinen toiminta löytyy videolta.