Genggaman Automatik Menggunakan Sensor Laser dan Perintah Suara: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Menggenggam objek yang nampaknya mudah dan wajar dilakukan sebenarnya adalah tugas yang kompleks. Manusia menggunakan deria penglihatan untuk menentukan jarak dari objek yang ingin diambilnya. Tangan terbuka secara automatik ketika berada berdekatan dengan objek yang dicengkam dan kemudian ditutup dengan cepat untuk mencengkam objek dengan baik. Saya telah menggunakan teknik ini dengan cara yang dipermudahkan dalam projek mini ini, tetapi bukannya kamera, saya menggunakan sensor laser untuk menganggarkan jarak objek dari pegangan dan arahan suara untuk dikawal.

Langkah 1: Senarai Bahagian

Dalam projek kecil ini, anda hanya memerlukan beberapa bahagian yang disenaraikan di bawah. Sebagai pengawal saya menggunakan Arduino mega 2560 tetapi anda juga boleh menggunakan UNO atau Arduino yang lain. Sebagai sensor jarak, saya menggunakan sensor laser VL53L0X yang mempunyai ketepatan yang baik (sekitar beberapa milimeter) dan jaraknya hingga 2 meter. Dalam projek ini, anda boleh menggunakannya untuk menguji sebarang gripper dan servo tetapi anda harus menghidupkannya dari sumber kuasa yang berasingan, contohnya: bekalan kuasa 5V atau bateri LiPo (7.4V atau 11.1V) melalui step-down converter yang mengurangkan voltan hingga 5V.

Bahagian yang diperlukan dalam projek ini:

• Sensor ToF Laser VL53L0X x1
• Servo Digital x1
• Arduino mega 2560 x1
• Pencengkam logam robot x1
• Papan roti x1
• Butang Tekan Taktil x1
• Bluetooth HC-06
• Perintang 10k x1
• Bekalan kuasa 5V / 2A

Versi tambahan:

1. Modul Sensor Monitor Semasa CJMCU-219 x1

2. Papan Pembangunan Pemandu LED WS2812 RGB x1

Langkah 2: Sambungan Bahagian Elektronik

Angka pertama menunjukkan semua sambungan yang diperlukan. Pada foto berikut, anda dapat melihat langkah-langkah penyambungan modul individu seterusnya. Pada awalnya, butang tekan disambungkan ke pin 2 Arduino, kemudian servo ke pin 3 dan akhirnya sensor jarak laser VL53L0X melalui bas I2C (SDA, SCL).

Sambungan modul elektronik adalah seperti berikut:

Sensor Laser VL53L0X -> Arduino Mega 2560

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

Servo -> Arduino Mega 2560

Isyarat (wayar oren) - 3

Servo -> Bekalan Kuasa 5V / 2A

• GND (dawai coklat) - GND
• VCC (wayar merah) - 5V

Tombol Tekan -> Arduino Mega 2560

• Pin 1 - 3.3 atau 5V
• Pin 2 - 2 (dan melalui perintang 10k ke tanah)

Bluetooth (HC-06) -> Arduino Mega 2560

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

Langkah 3: Arduino Mega Code

Saya telah menyediakan contoh program Arduino berikut yang terdapat di GitHub saya:

• VL53L0X_gripper_control
• Suara_VL53L0X_gripper_control

Program pertama bernama "VL53L0X_gripper_control" menyelesaikan tugas mencengkam objek secara automatik yang telah dikesan oleh sensor laser VL53L0X. Sebelum menyusun dan memuat naik contoh program, pastikan anda telah memilih "Arduino Mega 2560" sebagai platform sasaran seperti yang ditunjukkan di atas (Arduino IDE -> Alat -> Papan -> Arduino Mega atau Mega 2560). Program Arduino memeriksa gelung utama - "gelung void ()" sama ada bacaan baru dari sensor laser telah datang (fungsi readRangeContinuousMillimeters ()). Sekiranya jarak yang dibaca dari sensor "jarak_mm" lebih besar daripada nilai "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_FAR" atau kurang dari "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR" maka servo mula ditutup. Dalam kes lain, ia mula dibuka. Pada bahagian seterusnya program, dalam fungsi "digitalRead (gripperOpenButtonPin)", keadaan butang tekan sentiasa dikendalikan dan jika ditekan, gripper akan terbuka walaupun ditutup kerana kedekatan objek (jarak_mm kurang daripada THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR).

Program kedua "Voice_VL53L0X_gripper_control" membolehkan anda mengawal gripper menggunakan perintah suara. Perintah suara diproses oleh BT Voice Control untuk aplikasi Arduino dari Google Play dan selanjutnya dihantar melalui bluetooth ke Arduino. Program Arduino memeriksa gelung utama - "gelung void ()" sama ada arahan (watak) baru telah dihantar dari aplikasi Android melalui bluetooth. Sekiranya ada watak masuk dari siri bluetooth, program membaca data bersiri sehingga menemui akhir arahan suara "#". Kemudian ia memulakan pelaksanaan fungsi "void processInput ()" dan bergantung pada perintah suara fungsi kawalan tertentu disebut.

Langkah 4: Menguji Cengkaman Automatik

Video dari "Langkah 1" menunjukkan ujian robot gripper berdasarkan program dari bahagian sebelumnya "Arduino Mega Code". Video ini menunjukkan bagaimana ia terbuka secara automatik ketika objek berada di dekatnya dan kemudian menggenggam objek ini jika berada dalam jangkauan genggaman. Maklum balas dari sensor jarak laser yang digunakan di sini dapat dilihat dengan jelas di bahagian seterusnya video ketika saya menggerakkan botol ke depan dan ke belakang apa yang menyebabkan reaksi cepat dan perubahan kawalan gripper.

Langkah 5: Mencengkam Automatik Diaktifkan Suara

Pada langkah seterusnya dalam pengembangan projek ini, saya menambahkan kawalan suara kepadanya. Berkat arahan suara, saya dapat mengawal penutupan, pembukaan dan kelajuan gripper. Kawalan suara dalam kes ini sangat berguna ketika membuka genggaman yang memegang objek. Ia menggantikan butang dan membolehkan kawalan mudah pegangan yang diletakkan pada robot bergerak.

Sekiranya anda menyukai projek ini, jangan lupa untuk memberi suara dan menulis di komen apa yang anda ingin lihat dalam siaran seterusnya sebagai penambahbaikan projek ini:) Lihat projek saya yang lain yang berkaitan dengan robotik, hanya lawati:

• facebook
• Youtube
• laman web saya