Roboterarm mit TLV493D, Joystick und Arduino steuern - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Eine alternative Steuerung für Ihren Roboter mit einem TLV493D-Sensor, einem Magnetsensor mit 3 Freiheitsgraden (x, y, z) mit diesen können Sie Ihre neuen Projekte mit I2C-Kommunikation auf Ihren Mikrocontrollern und Elektronikplatine steuern, die Bast Pro Mini M0 mit a SAMD21-Mikrocontroller auf Arduino-IDE.

Das Ziel ist ein alternativer Joystick zur Steuerung Ihrer Projekte, in diesem Fall ein Roboterarm mit 3 Freiheitsgraden. Ich habe einen MeArm-Roboterarm verwendet. Dies ist ein Open-Source-Projekt und Sie können es einfach machen und Sie finden es hier. Kann mit diesem Wissen, das ich gerne mit Ihnen teile, Ihren eigenen Controller-Arm oder eine andere Anwendung erstellen.

Alle elektronischen Komponenten verfügen über Links zum Erwerben im Laden, Dateien zum 3D-Drucker und Code für Arduino IDE.

TLV493D kann ein Joystick sein Der 3D-Magnetsensor TLV493D-A1B6 bietet eine genaue dreidimensionale Abtastung mit extrem geringem Stromverbrauch in einem kleinen 6-Pin-Gehäuse. Mit seiner Magnetfelderkennung in x-, y- und z-Richtung misst der Sensor zuverlässig dreidimensionale, lineare und Rotationsbewegungen.

Zu den Anwendungen gehören Joysticks, Bedienelemente (weiße Ware, Multifunktionsknöpfe) oder Stromzähler (Manipulationsschutz) und jede andere Anwendung, die genaue Winkelmessungen oder einen geringen Stromverbrauch erfordert. Der integrierte Temperatursensor kann darüber hinaus für Plausibilitätsprüfungen verwendet werden. Hauptmerkmale sind die magnetische 3D-Erfassung mit sehr geringem Stromverbrauch während des Betriebs.

Der Sensor verfügt über einen digitalen Ausgang über eine 2-Draht-basierte Standard-I2C-Schnittstelle bis zu 1 MBit/sec und 12-Bit-Datenauflösung für jede Messrichtung (Bx, By und Bz lineare Feldmessung bis +-130mT). TLV493D-A1B6 3DMagnetic ist ein eigenständiger Break-Außenborder.

Sie können es einfach an jeden Mikrocontroller Ihrer Wahl anschließen, der Arduino IDE-kompatibel ist und einen 3,3-V-Logikpegel hat. In diesem Projekt verwenden wir den Breakout von Electronic Cats und ein Entwicklungsboard, das ich später erklären werde.

electroniccats.com/store/tlv493d-croquette…

Der Vorteil der Verwendung eines TLV493D-Sensors besteht darin, dass nur zwei Kabel mit I2C verwendet werden, um die Informationen zu empfangen. Dies ist eine sehr gute Option, wenn wir nur sehr wenige Pins auf der Karte verfügbar haben, auch dank der Vorteile von I2C können wir mehr anschließen Sensoren. Das Repository für dieses Projekt finden Sie hier. Für dieses Projekt verwenden wir einen Joystick, den Sie auf einem 3D-Drucker drucken oder in Ihrem nächsten 3D-Druckgeschäft drucken lassen können.

Die. STL-Dateien werden am Ende des Projekts angehängt. Der Zusammenbau ist sehr einfach, Sie können es im Video sehen

Bauen Sie Ihren eigenen Roboter In diesem Fall baue ich den Roboter Mearm v1, den Sie dieses Projekt auf der Seite des Autors hier https://www.thingiverse.com/thing:993759 finden.

Dies ist ein einfach herzustellender und zu steuernder Roboter, da er Servomotoren mit 5 Volt hat. Sie können jeden Roboter Ihrer Wahl bauen oder verwenden. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Steuerung mit dem TLV493D-Sensor.

Lieferungen:

• x1 Bast Pro Mini M0 Kaufen
• x1 Krokette TLV493D Kaufen
• x1 Kit MeArm v1
• x20 Dupont-Kabel
• x1 Protoboard
• x2 Drucktaste
• x1 Magnet 5mm Durchmesser x 1mm Dicke

Schritt 1: Verbinden des Sensors mit Bast Pro Mini M0

Zur Steuerung des Roboterarms kommt ein Electronic Cats Entwicklungsboard zum Einsatz, ein Bast Pro Mini M0 mit einem SAMD21E ARM Cortex-M0 Mikrocontroller.

Dieser Chip arbeitet mit 48 MHz, mit 256 KB Programmierspeicher, 32 KB SRAM und arbeitet mit einer Spannung von 1,6 V bis 3,6 V. Dank seiner Spezifikationen können wir es für geringen Verbrauch bei guter Leistung verwenden und es auch mit CircuitPython oder einer anderen Sprache programmieren, die Mikrocontroller ermöglicht.

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

Wenn Sie mehr über diese Karte erfahren möchten, hinterlasse ich Ihnen den Link zu ihrem Repository.

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

Um die Bewegung der Servomotoren zu kontrollieren, wird der Magnetsensor TLV493D verwendet, der das Signal sendet, um den Servomotor auf die entsprechenden Grade zu positionieren.

Mit einem einzigen Sensor können wir zwei Servomotoren bewegen, in diesem Beispiel verwenden wir nur einen einzigen Sensor und einen Taster zur Steuerung des Greifers.

Ein weiterer Vorschlag, den Sie machen können, ist, einen weiteren TLV493D-Sensor hinzuzufügen und den dritten Servomotor und den Greifer zu bewegen. Wenn Sie dies tun, hinterlassen Sie Ihre Erfahrungen in den Kommentaren und ich lade Sie ein, das Projekt zu teilen.

Das Bild zeigt die scharfgeschaltete Schaltung auf einem Protoboard.

• Der erste Servomotor ist für den Greifer und verbindet sich mit Pin 2
• Der zweite Servomotor ist für die Roboterbasis und wird an Pin 3. angeschlossen
• Der dritte Servomotor ist für die Roboterschulter und wird an Pin 4. angeschlossen
• Der vierte Servomotor ist für den Roboterwinkel und wird an Pin 5. angeschlossen
• Der erste Druckknopf dient dazu, jede Bewegung des Roboters zu stoppen und wird mit einem Widerstand von 2,2 kOhm an Pin 8 im Pulldown-Modus angeschlossen.
• Der zweite Taster dient der Öffnungs- und Schließbewegung des Greifers und ist im Pull-down mit einem Widerstand von 2,2 kOhm an Pin 9 angeschlossen.

Im Schaltungsbild wird der TLV493D-Sensor nicht angezeigt, da er nicht zu Fritzing hinzugefügt wurde, sondern ein 4-poliger Anschluss hinzugefügt wurde, um seine VCC-, GND-, SCL- und SDA-Anschlüsse zu simulieren. Im Bild sind sie in der gleichen Reihenfolge angeordnet.

• Der erste Pin verbindet sich mit 3,3 Volt auf der Platine
• Der zweite Pin verbindet sich mit GND
• Der dritte SCL-Pin ist mit Pin A5 auf der Platine verbunden
• Der vierte SDA-Pin ist mit dem A4-Pin der Platine verbunden

Dank des Vorteils des SAMD21-Chips können wir jeden seiner digitalen Pins als PWM-Ausgänge verwenden, die uns dazu dienen, die richtige Impulsbreite zum Bewegen des Servomotors zu senden.

Eine weitere wichtige Information, die beachtet werden muss, ist die externe Stromversorgung für die Servomotoren, in der Schaltung sehen Sie einen Steckverbinder, der an eine 5 Volt bei 2 Ampere Quelle angeschlossen wird, um eine Überlastung und Beschädigung der Platine zu vermeiden.

Vergessen Sie auch nicht, das gemeinsame Signal GND der Karte und der externen Quelle zu verbinden, da Sie sonst Probleme bei der Steuerung der Servomotoren haben, da sie nicht die gleiche Referenz haben.

Schritt 2: Codieren der Arduino IDE zu Bast Pro Mini M0

Als erstes wird die Bast Pro Mini M0-Karte in der Arduino IDE installiert, die Schritte sind im Electronic Cats-Repository zu finden und für den Betrieb wichtig.

github.com/ElectronicCats/Arduino_Boards_I…

Wenn Sie die Arduino IDE fertig haben, müssen Sie die offizielle Bibliothek des TLV493D-Sensors installieren, gehen Sie zu https://github.com/Infineon/TLV493D-A1B6-3DMagnet… und gehen Sie zu Releases.

Im ersten Teil des Codes werden die verwendeten Bibliotheken deklariert, in diesem Fall Servo.h für die Servomotoren und TLV493D.h für den Sensor.

Bei Verwendung der Servo.h-Bibliothek ist es wichtig, die Anzahl der Servomotoren anzugeben, obwohl der Roboter derzeit 4 hat, werden nur 3 verwendet.

Die Pins sind für die Druckknöpfe deklariert, die jede Bewegung des Roboters und das Öffnen und Schließen des Greifers stoppen. Es werden einige globale Variablen deklariert, die dazu dienen, den Zustand des Greifers zu erkennen und ob es eine Bewegung gibt.

Im zweiten Teil des Codes zeigen wir im seriellen Monitor den Wert des Grades an, in dem sich die Motoren befinden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, die Gradgrenze in Ihren Servomotoren festzulegen. Dazu wird die map()-Funktion verwendet, die den Wert der Bewegungen des TLV493D-Sensors in den Bereich von 0 bis 180 Grad des Servomotors umwandelt.

Für den letzten Teil des Codes werden die Bedingungen geschaffen, um die Bewegung der Servomotoren mit dem Taster zu aktivieren und zu wissen, in welchem Zustand sich der Greifer für seine nächste Bewegung beim Drücken des zweiten Tasters befindet. Wie Sie in den vorherigen Bildern sehen können, ist der Code nicht schwer zu implementieren und zu verstehen, am Ende des Projekts finden Sie den Code.

Lernen Sie Circuit Python zu verwenden?

Wenn Sie daran interessiert sind, die Verwendung dieser IDE zu erlernen, finden Sie die Bast Pro Mini M0-Karte im folgenden Link, um den Bootloader herunterzuladen und mit der Programmierung mit Python zu beginnen.

Schritt 3: 3D-Stücke

Wenn Sie daran interessiert sind, das Projekt zu erstellen, können Sie die Stücke in.stl herunterladen und ausdrucken. Sie finden die Dateien für die Basis und den Drehstab.