مقياس التسارع القائم على لفتة اليد التي تسيطر عليها الروبوت باستخدام اردوينو

تلعب الروبوتات دورًا مهمًا في الأتمتة في جميع القطاعات مثل الإنشاءات ، والعسكرية ، والطبية ، والتصنيع ، وما إلى ذلك. بعد صنع بعض الروبوتات الأساسية مثل روبوت تتبع الخط ، والروبوت الذي يتم التحكم فيه عن طريق الكمبيوتر ، وما إلى ذلك ، قمنا بتطوير هذا الروبوت الذي يتم التحكم فيه بواسطة إيماءات التسارع باستخدام اردوينو أونو. في هذا المشروع ، استخدمنا حركة اليد لقيادة الروبوت. لهذا الغرض استخدمنا مقياس التسارع الذي يعمل على التسارع.

المكونات المطلوبة

1. اردوينو UNO
2. دي سي موتورز
3. مقياس التسارع
4. HT12D
5. HT12E
6. زوج الترددات اللاسلكية
7. سائق موتور L293D
8. بطارية 9 فولت
9. موصل البطارية
10. كابل USB
11. روبوت شاسيس

RF زوج:

يتم التحكم في الروبوت الذي يتم التحكم فيه عن طريق استخدام اليد بدلاً من أي طريقة أخرى مثل الأزرار أو عصا التحكم. هنا يحتاج المرء فقط إلى تحريك اليد للتحكم في الروبوت. يتم استخدام جهاز إرسال في يدك يحتوي على جهاز إرسال الترددات اللاسلكية ومقياس التسارع. سينقل هذا الأمر إلى الروبوت حتى يتمكن من القيام بالمهمة المطلوبة مثل التحرك للأمام والعكس والانعطاف إلى اليسار والانعطاف يمينًا والتوقف. سيتم تنفيذ كل هذه المهام باستخدام إيماءة اليد.

هنا العنصر الأكثر أهمية هو مقياس التسارع. مقياس التسارع هو جهاز قياس تسارع ثلاثي المحاور بنطاق + -3 جرام. تم تصنيع هذا الجهاز باستخدام مستشعر سطح البولي سيليكون ودائرة تكييف الإشارة لقياس التسارع. ناتج هذا الجهاز هو تناظري بطبيعته ويتناسب مع التسارع. يقيس هذا الجهاز التسارع الثابت للجاذبية عندما نميله. ويعطي نتيجة في شكل حركة أو اهتزاز.

وفقًا لورقة البيانات الخاصة ببنية adxl335 ذات السطح المصغر المصنوع من البولي سيليكون الموضوعة فوق رقاقة السيليكون. تقوم نوابض البولي سيليكون بتعليق الهيكل فوق سطح الرقاقة وتوفر مقاومة ضد قوى التسارع. يتم قياس انحراف الهيكل باستخدام مكثف تفاضلي يشتمل على ألواح وألواح ثابتة مستقلة متصلة بالكتلة المتحركة. يتم دفع الألواح الثابتة بواسطة موجات مربعة خارج الطور بمقدار 180 درجة. يؤدي التسارع إلى انحراف الكتلة المتحركة وعدم اتزان المكثف التفاضلي مما يؤدي إلى إخراج مستشعر تتناسب اتساعه مع التسارع. ثم تُستخدم تقنيات إزالة التشكيل الحساسة للطور لتحديد حجم واتجاه التسارع.

دبوس وصف مقياس التسارع

1. يجب توصيل مصدر Vcc 5 فولت بهذا الدبوس.
2. X-OUT يعطي هذا الدبوس إخراجًا تناظريًا في اتجاه x
3. Y-OUT يعطي هذا الدبوس إخراجًا تناظريًا في اتجاه y
4. Z-OUT يعطي هذا الدبوس إخراجًا تناظريًا في اتجاه z
5. أرض GND
6. ST يستخدم هذا الدبوس لتعيين حساسية المستشعر

مخطط الدائرة وشرحها

ينقسم الروبوت المتحكم فيه إلى قسمين:

1. جزء الارسال
2. جزء المتلقي

في جزء المرسل ، يتم استخدام مقياس تسارع ووحدة إرسال RF. كما ناقشنا بالفعل أن مقياس التسارع يعطي ناتجًا تناظريًا ، لذا نحتاج هنا إلى تحويل هذه البيانات التناظرية إلى رقمية. لهذا الغرض ، استخدمنا دارة مقارنة بأربع قنوات بدلاً من أي ADC. من خلال ضبط الجهد المرجعي ، نحصل على إشارة رقمية ثم نطبق هذه الإشارة على مشفر HT12E لتشفير البيانات أو تحويلها إلى شكل تسلسلي ثم إرسال هذه البيانات باستخدام جهاز إرسال الترددات اللاسلكية في البيئة.

في نهاية جهاز الاستقبال ، استخدمنا جهاز استقبال RF لتلقي البيانات ثم طبقنا على وحدة فك التشفير HT12D. يقوم IC الخاص بفك التشفير بتحويل البيانات التسلسلية المستلمة إلى موازية ثم قراءتها باستخدام اردوينو وفقًا للبيانات المستلمة ، نقود الروبوت باستخدام محركي DC في الاتجاه الأمامي والخلفي واليسار واليمين والتوقف.

العمل

يتحرك الروبوت الذي يتم التحكم فيه بالإيماءات وفقًا لحركة اليد حيث نضع جهاز الإرسال في يدنا. عندما نميل إلى الأمام ، يبدأ الروبوت في التحرك للأمام ويستمر في التحرك للأمام حتى يتم إعطاء الأمر التالي.

عندما نميل اليد إلى الخلف ، يغير الروبوت حالته ويبدأ في التحرك في الاتجاه المعاكس حتى يتم إعطاء أمر آخر.

عندما نميله إلى الجانب الأيسر ، استدر الروبوت يسارًا حتى الأمر التالي.

عندما نميل اليد في الجانب الأيمن ، استدار الروبوت إلى اليمين.

ومن أجل إيقاف الروبوت ، نحافظ على ثبات أيدينا.

مخطط الدائرة لقسم جهاز الإرسال

مخطط الدائرة لقسم المستقبل

حلبة هذا الروبوت الذي يتم التحكم فيه عن طريق لفتة اليد بسيطة للغاية. كما هو موضح في الرسوم التخطيطية أعلاه ، يتم استخدام زوج RF للاتصال ومتصل بـ arduino. سائق المحرك متصل بـ arduino لتشغيل الروبوت. يتم توصيل دبوس إدخال سائق المحرك 2 و 7 و 10 و 15 برقم دبوس اردوينو الرقمي 6 و 5 و 4 و 3 على التوالي. استخدمنا هنا محركي تيار مستمر لقيادة الروبوت حيث يتم توصيل محرك واحد عند طرف خرج محرك المحرك 3 و 6 ويتم توصيل محرك آخر عند 11 و 14. كما يتم استخدام بطارية 9 فولت لتشغيل محرك المحرك لمحركات القيادة.

شرح البرنامج

في البرنامج ، قمنا أولاً بتعريف دبابيس الإخراج للمحركات.

ثم في الإعداد قدمنا ​​التوجيهات للتثبيت.

بعد ذلك نقرأ الإدخال باستخدام "عبارة if" وننفذ عملية نسبية.

هناك خمسة شروط إجمالية لهذا الروبوت الذي يتم التحكم فيه عن طريق الإيماءات والتي تقدم أدناه:

حركة اليد	إدخال لاردوينو من لفتة
جانب	د 3	د 2	D1	د 0	اتجاه
مستقر	0	0	0	0	قف
امالة لليمين	0	0	0	1	انعطف يمينا
الميل اليسار	0	0	1	0	انعطف لليسار
إمالة للخلف	1	0	0	0	الى الوراء
إمالة الجبهة	0	1	0	0	إلى الأمام

لقد كتبنا البرنامج كاملاً وفقًا لشروط الجدول أعلاه. أدناه هو الرمز الكامل.