Upravljanje robotskom rukom s TLV493D, joystick i, Arduino: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Alternativni kontroler za vašeg robota sa senzorom TLV493D, magnetskim senzorom sa 3 stupnja slobode (x, y, z) s njima biste mogli kontrolirati svoje nove projekte s I2C komunikacijom na vašim mikrokontrolerima i elektroničkoj ploči koja Bast Pro Mini M0 sa SAMD21 mikrokontroler na Arduino IDE.

Cilj je imati alternativnu upravljačku palicu za upravljanje vašim projektima, u ovom slučaju, robotsku ruku sa 3 stupnja slobode. Koristio sam MeArm Robot Arm, ovo je projekt otvorenog koda i možete ga olakšati i možete ga pronaći ovdje. Možete izraditi vlastitu ručicu za upravljanje ili drugu aplikaciju s ovim znanjem koju rado dijelim s vama.

Sve elektroničke komponente imaju veze za stjecanje u trgovini, datoteke na 3D pisaču i kôd za Arduino IDE.

TLV493D može biti joystick 3D magnetski senzor TLV493D-A1B6 nudi precizno trodimenzionalno otkrivanje s iznimno niskom potrošnjom energije u malom pakiranju sa 6 pinova. Sa svojim otkrivanjem magnetskog polja u smjeru x, y i z, senzor pouzdano mjeri trodimenzionalna, linearna i rotacijska kretanja.

Primjene uključuju upravljačke palice, upravljačke elemente (bijela tehnika, višenamjenski gumbi) ili električna brojila (zaštita od neovlaštenog rada), te bilo koju drugu aplikaciju koja zahtijeva točna kutna mjerenja ili nisku potrošnju energije. Integrirani temperaturni osjetnik može se nadalje koristiti za provjeru vjerodostojnosti. Ključne značajke su 3D magnetsko otkrivanje s vrlo niskom potrošnjom energije tijekom rada.

Senzor ima digitalni izlaz putem 2-žičnog standardnog I2C sučelja do 1 MBit/s i 12-bitne razlučivosti podataka za svaki, smjer mjerenja (Bx, By i Bz linearno mjerenje polja do +-130mT). TLV493D-A1B6 3DMagnetic je samostalni vanbrodski motor.

Možete ga jednostavno spojiti na bilo koji mikrokontroler po vašem izboru koji je kompatibilan s Arduino IDE i ima logičku razinu od 3,3 V. U ovom projektu koristimo proboj Electronic Cats i razvojnu ploču koju ću kasnije objasniti.

electroniccats.com/store/tlv493d-croquette…

Prednost korištenja senzora TLV493D je u tome što se samo dva kabela s I2C koriste za primanje informacija, pa je to vrlo dobra opcija kada imamo vrlo malo dostupnih pinova na kartici, također zahvaljujući prednostima I2C možemo povezati više senzori. Spremište za ovaj projekt možete pronaći ovdje. Za ovaj projekt upotrijebit ćemo joystick koji možete ispisati na 3D pisaču ili ga dati u najbližu trgovinu za 3D ispis.

. STL datoteke dodane su na kraju projekta. Njegova montaža je vrlo jednostavna, možete je vidjeti u videu

Izgradite vlastiti robotU ovom slučaju ja izrađujem robota Mearm v1 koji ovaj projekt možete pronaći na stranici autora ovdje

Ovo je jednostavan robot za izradu i upravljanje jer ima servomotore na 5 volti. Možete izgraditi ili koristiti bilo kojeg robota po svom izboru, ovaj će se projekt usredotočiti na upravljanje pomoću senzora TLV493D.

Pribor:

• x1 Bast Pro Mini M0 Kupi u
• x1 Croquette TLV493D Kupi u
• x1 Kit MeArm v1
• x20 Dupont kabeli
• x1 Protoboard
• x2 Tipkalo
• x1 Magnet promjera 5 mm x debljine 1 mm

Korak 1: Spajanje senzora s Bast Pro Mini M0

Za upravljanje rukom robota koristi se razvojna ploča Electronic Cats, Bast Pro Mini M0 s mikrokontrolerom SAMD21E ARM Cortex-M0.

Ovaj čip radi na 48MHz, sa 256KB programske memorije, 32KB SRAM i radi na naponu od 1,6v do 3,6v. Zahvaljujući njegovim specifikacijama možemo ga koristiti za nisku potrošnju s dobrim performansama te ga programirati i sa CircuitPythonom ili nekim drugim jezikom koji omogućuje mikrokontrolere.

electroniccats.com/store/bast-pro-mini-m0/

Ako vas zanima više o ovoj kartici, ostavit ću vam vezu do njenog spremišta.

github.com/ElectronicCats/Bast-Pro-Mini-M0…

Kako bi se kontroliralo kretanje servomotora, koristi se magnetski senzor TLV493D koji će poslati signal za pozicioniranje servomotora do odgovarajućih stupnjeva.

S jednim senzorom možemo pomicati dva servomotora, u ovom primjeru koristit ćemo samo jedan senzor i gumb za upravljanje hvataljkom.

Drugi prijedlog koji možete napraviti je dodati još jedan senzor TLV493D i pomaknuti treći servo motor i hvataljku. Ako to učinite, ostavite svoje iskustvo u komentarima i pozivam vas da podijelite projekt.

Slika prikazuje oružani krug na protoboru.

• Prvi servomotor služi za hvatač i spaja se na pin 2
• Drugi servomotor služi za bazu robota i spaja se na pin 3
• Treći servomotor je za rame robota i spaja se na pin 4
• Četvrti servomotor je za lakat robota i spaja se na pin 5
• Prvi gumb mora zaustaviti bilo kakvo kretanje robota i spaja se na pin 8 u povlačenju s otporom od 2,2Kohms.
• Drugi gumb za otvaranje i zatvaranje hvataljke je spojen na iglu 9 u povlačenju s otporom od 2,2Kohms.

Na slici kruga, senzor TLV493D se ne pojavljuje jer nije dodan u fritzing već je dodan 4-pinski konektor za simulaciju njegovih VCC, GND, SCL, SDA konektora. Na slici su postavljeni istim redoslijedom.

• Prvi pin se povezuje na 3,3 volta na ploči
• Drugi pin se spaja na GND
• Treći SCL pin se povezuje s pinom A5 na ploči
• Četvrti SDA pin povezuje se s A4 pinom ploče

Zahvaljujući prednosti SAMD21 čipa, možemo koristiti bilo koji od njegovih digitalnih pinova kao PWM izlaze, što će nam poslužiti za slanje ispravne širine impulsa za pomicanje servomotora.

Još jedan važan podatak koji se mora uzeti u obzir je vanjsko napajanje servomotora, u krugu možete vidjeti utični konektor koji se spaja na 5 volti na izvoru od 2Amp, kako bi se izbjeglo preopterećenje ploče i njeno oštećenje.

Također ne zaboravite spojiti zajednički signalni GND kartice i vanjskog izvora, inače biste imali problema s upravljanjem servo motorima jer oni ne bi imali istu referencu.

Korak 2: Kodiranje Arduino IDE -a na Bast Pro Mini M0

Prva stvar bit će instaliranje Bast Pro Mini M0 kartice u Arduino IDE, koraci se mogu pronaći u spremištu Electronic Cats i važni su za njezin rad.

github.com/ElectronicCats/Arduino_Boards_I…

Kada ste spremni za Arduino IDE, potrebno je instalirati službenu biblioteku senzora TLV493D, uđite na https://github.com/Infineon/TLV493D-A1B6-3DMagnet… i idite na Izdanja.

U prvom dijelu koda korištene knjižnice deklarirane su, u ovom slučaju Servo.h za servomotore i TLV493D.h za senzor.

Prilikom korištenja knjižnice Servo.h važno je navesti broj servomotora, iako robot trenutno ima 4, a koriste se samo 3.

Igle su deklarirane za gumbe koji će zaustaviti svako kretanje robota te otvaranje i zatvaranje hvataljke. Deklarirane su neke globalne varijable koje će poslužiti za poznavanje stanja hvataljke i ima li pomaka.

U drugom dijelu koda pokazat ćemo u serijskom monitoru vrijednost stupnja u kojem su motori. Druga važna točka je utvrđivanje granice stupnjeva u vašim servo motorima, za to se koristi funkcija map () koja pretvara vrijednost kretanja senzora TLV493D u raspon od 0 do 180 stupnjeva servomotora.

Za posljednji dio koda uspostavljeni su uvjeti da se aktivira kretanje servomotora pritiskom na gumb i da se zna u kakvom je stanju hvataljka za sljedeće kretanje kada se pritisne drugi gumb. Kao što možete vidjeti na prethodnim slikama, kod nije teško implementirati i razumjeti, na kraju projekta možete pronaći kod.

Učite li koristiti Circuit Python?

Ako ste zainteresirani za učenje korištenja ovog IDE -a, na sljedećoj poveznici možete pronaći Bast Pro Mini M0 karticu za preuzimanje pokretačkog programa i početak programiranja s Pythonom.

Korak 3: 3D komadi

Ako ste zainteresirani za izradu projekta, možete preuzeti komade u.stl -u i ispisati ih. Naći ćete datoteke za bazu i rotacijski štapić.