Robot à commande gestuelle utilisant Arduino : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Les robots sont utilisés dans de nombreux secteurs comme la construction, l'armée, la fabrication, l'assemblage, etc. Les robots peuvent être autonomes ou semi-autonomes. Les robots autonomes ne nécessitent aucune intervention humaine et peuvent agir seuls en fonction de la situation. Les robots semi-autonomes fonctionnent selon des instructions données par des humains. Ces semi-autonomes peuvent être contrôlés à distance, par téléphone, par gestes, etc. Nous avons précédemment construit quelques robots basés sur l'IoT, qui peuvent être contrôlés à partir du serveur Web.

Dans l'article d'aujourd'hui, nous allons construire un robot à commande gestuelle à l'aide d'Arduino, d'un accéléromètre MPU6050, d'une paire d'émetteurs-récepteurs nRF24L01 et d'un module de pilote de moteur L293D. Nous allons concevoir ce robot en deux parties. L'un est l'émetteur et l'autre est le récepteur. La section émetteur se compose d'un Arduino Uno, d'un accéléromètre et d'un gyroscope MPU6050 et d'un nRF24L01, tandis que la section récepteur se compose d'un Arduino Uno, d'un nRF24L01, de deux moteurs à courant continu et d'un pilote de moteur L293D. L'émetteur agira comme télécommande pour contrôler le Robot où le robot se déplacera en fonction des gestes.

Étape 1: Composants requis

• Arduino Uno (2)
• NRF24L01 (2)
• Moteur MPU6050DC (2)
• Module de commande de moteur L293D
• Battre

Accéléromètre et gyroscope MPU6050 Le module capteur MPU6050 est un système micro-électromécanique complet à 6 axes (accéléromètre à 3 axes et gyroscope à 3 axes). Le module de capteur MPU6050 dispose également d'un capteur de température sur puce. Il dispose d'un bus I2C et d'une interface de bus I2C auxiliaire pour communiquer avec les microcontrôleurs et d'autres capteurs tels que le magnétomètre à 3 axes, le capteur de pression, etc. Le module de capteur MPU6050 est utilisé pour mesurer l'accélération, la vitesse, l'orientation, le déplacement et d'autres mouvements. -paramètres liés. Ce module de capteur dispose également d'un processeur de mouvement numérique intégré qui peut effectuer des calculs complexes.

Module émetteur-récepteur NRF24L01

nRF24L01 est un émetteur-récepteur radio monopuce pour la bande ISM mondiale 2,4 - 2,5 GHz. L'émetteur-récepteur se compose d'un synthétiseur de fréquence entièrement intégré, d'un amplificateur de puissance, d'un oscillateur à cristal, d'un démodulateur, d'un modulateur et d'un moteur de protocole ShockBurs amélioré. La puissance de sortie, les canaux de fréquence et la configuration du protocole sont facilement programmables via une interface SPI. La plage de tension de fonctionnement de ce module émetteur-récepteur est de 1,9 V à 3,6 V. Il dispose de modes de mise hors tension et de veille intégrés qui le rendent économe en énergie et facilement réalisable.

Étape 2: Fonctionnement du robot contrôlé par les gestes de la main à l'aide d'Arduino

Pour comprendre le fonctionnement de cette voiture à commande gestuelle Arduino, divisons ce projet en deux parties. La première partie est la partie émetteur (à distance) dans laquelle le capteur accéléromètre MPU6050 envoie en continu des signaux au récepteur (robot) via Arduino et l'émetteur nRF.

La deuxième partie est la partie récepteur (voiture robot) dans laquelle le récepteur nRF reçoit les données transmises et les envoie à Arduino, qui les traite ensuite et déplace le robot en conséquence.

Le capteur accéléromètre MPU6050 lit les coordonnées X Y Z et envoie les coordonnées à l'Arduino. Pour ce projet, nous n'avons besoin que des coordonnées X et Y. Arduino vérifie ensuite les valeurs des coordonnées et envoie les données à l'émetteur nRF. Les données transmises sont reçues par le récepteur nRF. Le récepteur envoie les données à l'Arduino du côté récepteur. Arduino transmet les données au circuit intégré du pilote de moteur et le pilote de moteur fait tourner les moteurs dans la direction requise.

Étape 3: schéma de circuit

Ce robot contrôlé par les gestes de la main utilisant du matériel Arduino est divisé en deux sections

1. Émetteur
2. Destinataire

Étape 4: Circuit émetteur pour voiture à commande gestuelle Arduino

La section émetteur de ce projet comprend l'accéléromètre et le gyroscope MPU6050, l'émetteur-récepteur nRF24L01 et l'Arduino Uno. L'Arduino obtient en permanence des données du MPU6050 et envoie ces données à l'émetteur nRF. L'émetteur RF transmet les données dans l'environnement.

Étape 5: Circuit récepteur pour voiture contrôlée par geste Arduino

La section récepteur de ce robot à commande gestuelle se compose d'Arduino Uno, d'un émetteur-récepteur nRF24L01, de 2 moteurs à courant continu et d'un module de commande de moteur. Le récepteur NRF24L01 reçoit les données de l'émetteur et les envoie à Arduino. Ensuite, en fonction des signaux reçus, Arduino déplace les moteurs à courant continu.

Étape 6: Explication du programme

Pour le robot à commande gestuelle utilisant Arduino, le code complet est disponible ici. Ci-dessous, nous expliquons le programme ligne par ligne.

Programme côté émetteur

Dans ce programme, Arduino lit les données du MPU6050 et les envoie à l'émetteur nRF 24L01.

1. Lancez le programme en ajoutant les fichiers de bibliothèque requis. Vous pouvez télécharger les fichiers de la bibliothèque à partir des liens indiqués.

SPI.h

nRF24L01.h

Fil.h

MPU6050.h

2. Définissez ensuite les variables pour les données du gyroscope et de l'accéléromètre MPU6050. Ici, seules les données de l'accéléromètre seront utilisées.

3. Définissez les adresses de canal radio pour les broches CN et CSN des émetteurs de communication et nRF.

4. Dans la fonction void setup(), lancez le moniteur série. Et aussi initialiser la communication filaire et radio. radio.setDataRate est utilisé pour définir le taux de transmission des données.

5. Lisez les données du capteur MPU6050. Ici, nous n'utilisons que les données d'accéléromètre des directions X et Y.

6. Enfin, transmettez les données du capteur à l'aide de la fonction radio.write.

Programme côté récepteur

1. Comme d'habitude, démarrez le programme en incluant les fichiers de bibliothèque requis.

2. Définissez les adresses de canal radio pour les broches CN et CSN des émetteurs de communication et nRF.

3. Définissez les broches gauche et droite du moteur CC.

4. Vérifiez maintenant si la radio est disponible ou non. Si c'est le cas, lisez les données.

5. Comparez maintenant les données reçues et pilotez les moteurs en fonction des conditions.

Étape 7: Test du robot contrôlé par les gestes de la main à l'aide d'Arduino

Une fois le matériel prêt, connectez les Arduinos côté émetteur et récepteur à votre ordinateur portable et téléchargez le code. Déplacez ensuite l'accéléromètre MPU6050 pour contrôler le robot Car.

Le fonctionnement complet du robot contrôlé par Gesture peut être trouvé dans la vidéo.