IOT-BASIERTER GESTEGESTEUERTER ROBOTER - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Dieser Roboter ist ein gestengesteuerter Roboter, der mithilfe des Internets von überall aus gesteuert werden kann. In diesem Projekt wird der Beschleunigungsmesser MPU 6050 verwendet, um Daten über unsere Handbewegungen zu sammeln. Es misst die Beschleunigung unserer Hand in drei Achsen. Diese Daten werden an Arduino gesendet, das diese Daten verarbeitet und entscheidet, wohin sich der Roboter bewegen soll. Diese Daten werden an ein Bluetooth-Modul gesendet, das diese Daten wiederum an unser Android-Handy sendet, das über eine von uns erstellte App verfügt. Die App wurde über die MIT-App-Erfinder-Website erstellt. Diese App empfängt diese Daten und sendet diese Daten an die Ding-Speak-Website. Thingspeak.com ist eine kostenlose IOT-Website, die diese Daten speichert. Auf der Empfängerseite empfängt das mcu WI-FI-Modul des Knotens diese Daten und treibt dann die Motoren über die daran angeschlossene Motorantriebsplatine an.

Schritt 1: Benötigtes Material

Senderteil-

1. Arduino Uno (1 Stk.)

2. Steckbrett (2 Stk.)

3. Beschleunigungsmesser -MPU6050 (1 Stk.)

4. Bluetooth-Modul - HC-05 (1 Stk.)

5. Überbrückungsdrähte

6. Widerstände (1 von 1000 Ohm und 1 von 2000 Ohm)

Empfängerteil-

1. Nodemcu esp8266 WI-FI-Modul (1 Stk.)

2. Motorantriebsplatine (1 Stk.)

3. Fahrwerk mit Motoren

4. Batterie

Schritt 2: Senderteil-

Stellen Sie für den Sender die Anschlüsse wie folgt her:

1. Nehmen Sie ein Überbrückungskabel und verbinden Sie es an einem Ende des Steckbretts und dem anderen Ende des Überbrückungskabels mit dem 5V-Pin der Arduino-Platine, wie in der Abbildung gezeigt.

2. Nehmen Sie ein weiteres Überbrückungskabel und verbinden Sie es am anderen Ende des Steckbretts und das andere Ende des Überbrückungskabels mit dem Gnd-Pin der Arduino-Platine, wie in der Abbildung gezeigt.

3. Nehmen Sie ein weiteres Überbrückungskabel und verbinden Sie es mit einem Ende mit dem 5V-Loch des Steckbretts und dem anderen Ende mit dem VCC-Pin des MPU6050.

4. Ebenso mit einem anderen Überbrückungsdraht zu Gnd des Steckbretts und dem anderen Ende zu Gnd von MPU6050.

5. Verbinden Sie dann den SDA-Pin des MPU6050 mit dem A4-Pin des Arduino und den SCI-Pin des MPU6050 mit dem A5-Pin des Arduino mit Hilfe von Überbrückungsdrähten.

6. Nehmen Sie dann das Bluetooth-Modul HC-05 und verbinden Sie es wie folgt:

7. Nehmen Sie ein Überbrückungskabel und verbinden Sie es mit einem Ende mit VCC des Steckbretts und einem anderen Ende mit VCC des Bluetooth-Moduls.

8. Nehmen Sie auf ähnliche Weise ein Überbrückungskabel und verbinden Sie ein Ende mit der Masse des Breadboards und das andere Ende mit der Masse des Bluetooth-Moduls.

9. Verbinden Sie nun den TX-Pin des Bluetooth-Moduls direkt mit dem Pin D10 von Arduino.

10. Verbinden Sie den RX-Pin des Bluetooth-Moduls nicht direkt mit einem Pin von Arduino, da das Bluetooth-Modul auf 3,3 V-Ebene und Arduino auf 5 V-Ebene arbeitet und daher 5 V von Arduino das Bluetooth-Modul brennen können. Um dieses Problem zu lösen, werden wir daher einen Spannungsteiler mit Hilfe von Widerständen herstellen. Verbinden Sie ein Ende des 1000-Ohm-Widerstands mit dem D11-Pin von Arduino und das andere Ende mit dem RX-Pin des Bluetooth-Moduls. Verbinden Sie ein Ende des 2000-Ohm-Widerstands mit dem RX-Pin des Bluetooth-Moduls und das andere Ende mit der Masse des Steckbretts.

HINWEIS: Wenn Sie keinen 2000-Ohm-Widerstand finden, können Sie zwei 1000-Ohm-Widerstände in Reihe verwenden.

Schritt 3: Konto erstellen auf Thingspeak.com

Gehen Sie zur Thing-Speak-Website und erstellen Sie ein Konto auf dieser Website.

Dann folgen Sie diesen Schritten….

1. Gehen Sie zu Meine Kanäle und erstellen Sie einen neuen Kanal mit einem beliebigen Namen und geben Sie einen geeigneten Feldnamen ein, wie Sie möchten….

2. Klicken Sie auf Senden und speichern Sie den Kanal.

3. Gehen Sie zu diesem Kanal und im API-Schlüsselfeld können Sie Feldschlüssel zum Schreiben und Lesen sehen. Kopieren Sie die URL des Update-Channel-Feeds auf der rechten Seite des Bildschirms.

4. Klicken Sie nun oben auf dem Bildschirm auf die Option Apps, scrollen Sie nach unten und klicken Sie auf die vorletzte Option, d. Dies ist die App, die wir verwenden werden, um dieser Website Daten zuzuführen.

5. Gehen Sie zu dieser App und klicken Sie auf New Talk Back, um eine eigene App zu erstellen.

6. Bearbeiten Sie den Namen des Rückgesprächs und wählen Sie im Protokoll zum Kanal Ihren in den vorherigen Schritten erstellten Kanal aus.

7. Speichern Sie Ihre erstellte Talkback-App.

Schritt 4: App über die MIT App Inventor-Website erstellen-

Melden Sie sich auf der Mit-App-Erfinder-Website an - Der Link zur Website lautet

Folge diesen Schritten-

1. Erstellen Sie ein neues Projekt und benennen Sie es.

2. Auf Bildschirm 1 sehen Sie ein Bild eines Android-Telefons.

3. Klicken Sie zuerst auf Label auf der linken Seite des Bildschirms und ziehen Sie es auf den Android-Bildschirm.

4. Klicken Sie dann auf der linken Seite auf List Picker und ziehen Sie es auf den Bildschirm und gehen Sie auf der rechten Seite auf die Textoption und schreiben Sie dort verbunden. In dieser Liste werden alle Geräte angezeigt, die darauf warten, mit dem Android-Telefon verbunden zu werden.

5. Klicken Sie auf die Schaltfläche auf der linken Seite und ziehen Sie dann auf dem Bildschirm in das Textfeld schreiben Sie die Verbindung getrennt. Wenn wir auf diese Schaltfläche klicken, wird das Gerät vom Handy getrennt.

6. Klicken Sie auf das Label auf der linken Seite und ziehen Sie es auf den Bildschirm. Schreiben Sie dann in das Textfeld auf der rechten Seite Daten.

7. Klicken Sie auf das Label auf der linken Seite und ziehen Sie es auf den Bildschirm. Dies wird verwendet, um die von der App empfangenen Daten anzuzeigen.

8. Klicken Sie dann in der Verbindungsoption auf der linken Seite auf die Unteroption Bluetooth-Client und ziehen Sie sie auf den Bildschirm.

9. Klicken Sie dann von derselben Konnektivitätsoption auf das Unteroptionsweb und ziehen Sie es auf den Bildschirm.

10. Klicken Sie auf die Sensoroption auf der linken Seite des Bildschirms und ziehen Sie die Unteroption Uhr auf den Bildschirm.

11. Klicken Sie erneut auf die Unteroption Uhr und ziehen Sie sie auf den Bildschirm.

Schritt 5: Blockstruktur der App

Klicken Sie als nächstes auf den Block in der rechten oberen Ecke des Bildschirms-

Erstellen Sie dann, wie in der Abbildung oben gezeigt, die Struktur, indem Sie die entsprechenden Blöcke von der linken Seite des Bildschirms ziehen.

Im letzten Block gibt es einen Join-Unterblock, in dem eine URL vorhanden ist. Sie müssen die kopierte URL hier in den Block einfügen und dann das letzte Zeichen dieser URL löschen.

Klicken Sie dann oben auf dem Bildschirm auf Erstellen, klicken Sie auf APK auf Computer speichern. Dann installieren Sie diese App auf Ihrem Android-Handy.

Schritt 6: Empfängerteil-

Schaltung für den Empfängerteil wie in der Abbildung gezeigt ist wie folgt-

Bauen Sie zuerst Ihr Chassis zusammen und schließen Sie Ihre Motoren in geeigneter Weise an.

1. Verbinden Sie zuerst die Batterie mit dem Batterie-Scharfschützen und verbinden Sie das rote Kabel, dh das VCC-Kabel, mit einem Ende des Steckbretts.

2. Verbinden Sie auf ähnliche Weise das andere Ende des Drahtes mit dem anderen Ende des Steckbretts.

3. Nehmen Sie nun einen Jumper und verbinden Sie ihn mit dem VCC-Pin der NodeMCU und das andere Ende mit dem VCC-Pin des Steckbretts.

4. Nehmen Sie nun einen Jumper und verbinden Sie ihn mit dem Gnd-Pin der NodeMCU und das andere Ende mit dem Gnd-Pin des Steckbretts.

5. Nehmen Sie Ihre Motorsteuerplatine und verbinden Sie sie mit Ihrem Chassis.

6. Nehmen Sie zwei Überbrückungsdrähte und verbinden Sie deren ein Ende mit dem VCC des Steckbretts und das andere mit den 9V-Pins der Motorantriebsplatine.

7. Nehmen Sie zwei weitere Überbrückungsdrähte und verbinden Sie deren ein Ende mit Gnd des Steckbretts und ein anderes mit Gnd der Motorantriebsplatine.

8. Verbinden Sie zwei Drähte des linken Motors mit den Ausgangspins der Motorantriebsplatine.

9. Verbinden Sie auf ähnliche Weise zwei Drähte des rechten Motors mit den Ausgangsstiften der Motorantriebsplatine.

10. Verbinden Sie die vier Eingangspins der Motorantriebsplatine mit den vier digitalen Pins der NodeMCU, wie in der Abbildung gezeigt.

11. Verbinden Sie die 5V-Pins der Motorantriebsplatine mit dem Vout-Pin der NodeMCU.

Schritt 7: Code hochladen-

Für den Senderteil befindet sich der Code in der Datei final_wire.h-

Für den Empfängerteil befindet sich der Code in der Datei second_part_of_final_project-

Um Code auf NodeMCU über die Arduino IDE hochzuladen, müssen Sie diese Schritte ausführen:

1. Öffnen Sie zunächst die Arduino-IDE.

2. Gehen Sie zu Dateien in der oberen linken Ecke des Bildschirms und klicken Sie auf die Einstellung in der Dropdown-Liste in Arduino IDE.

3. Kopieren Sie den folgenden Code in den Additional Boards Manager

4. Klicken Sie auf OK, um die Einstellungsregisterkarte zu schließen.

5. Nachdem Sie die obigen Schritte ausgeführt haben, gehen Sie zu Tools und Board und wählen Sie dann Board Manager.

6. Navigieren Sie zu esp8266 by esp8266 community und installieren Sie die Software für Arduino. Sobald der obige Vorgang abgeschlossen ist, können wir unseren esp8266 mit Arduino IDE programmieren.

Schritt 8: Roboter ist bereit-

Um Ihren Roboter zu starten, folgen Sie diesen Schritten:

1. Verbinden Sie zuerst Ihr Arduino mit dem Laptop oder der Stromversorgung und laden Sie den Code auf Arduino hoch.

2. Öffnen Sie dann die in den vorherigen Schritten erstellte App und verbinden Sie Ihr Mobiltelefon mit dem Bluetooth-Modul, indem Sie in Ihrer App auf Verbunden klicken. Sie können die Liste der Geräte sehen, die zur Verbindung bereit sind.

3. Bewegen Sie dann Ihren Beschleunigungsmesser und Sie können die empfangenen Daten auf dem Bildschirm des Mobiltelefons sehen. Es kann einige Zeit dauern, also versuchen Sie immer wieder, Ihr Mobiltelefon mit dem Gerät zu verbinden. Sie können den seriellen Monitor in der Arduino-IDE verwenden, um Ihre Schaltung zu debuggen.

4. Öffnen Sie dann die Thing-Speak-Website und die übertragenen Daten sollten in die Grafik hochgeladen werden.

5. Erstellen Sie dann einen Hotspot und verbinden Sie Ihre NodeMCU mit dem Internet und Sie werden sehen, wie sich die Robotermotoren bewegen. Wenn sich der Roboter nicht in die richtige Richtung bewegt, ändern Sie die Pins auf der NodeMCU, an denen die Motorkabel angeschlossen sind.

Wenn Sie Zweifel an diesem Projekt haben, erwähnen Sie es bitte in den Kommentaren.

Danksagung an thingspeak.com und die MIT-App-Erfinder-Website…..

Schritt 9: Debug-Tutorial-

Da dieser Roboter viel Datensynchronisation benötigt, sollten Sie jeden Fehler im Roboter beheben, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:

1. Überprüfen Sie zuerst, ob nach dem Drehen Ihrer Hand oder MPU6050 korrekte Daten gesendet werden. Um dies zu sehen, fügen Sie eine Serial.print-Anweisung hinzu und öffnen Sie dann den seriellen Monitor.

2. Wenn MPU6050 korrekte Daten sendet, prüfen Sie, ob Ihr Bluetooth-Modul Daten sendet. Dies geschieht, indem ein Widerstand und eine LED verwendet und mit dem TX des Bluetooth-Moduls verbunden werden.

3. Wenn die LED leuchtet, prüfen Sie, ob Daten in der App angezeigt werden. Wenn in der App keine Daten angezeigt werden, schalten Sie das Arduino aus und öffnen Sie es dann und versuchen Sie dann, Ihr Bluetooth-Modul mit der Mobiltelefon-App zu verbinden.

4. Wenn die Daten auf dem Bildschirm der App korrekt angezeigt werden, prüfen Sie, ob die Daten korrekt auf die Website hochgeladen werden.

Wenn die Daten in regelmäßigen Abständen korrekt auf den Bildschirm hochgeladen werden, bedeutet dies, dass der Senderteil ordnungsgemäß funktioniert…

Richten Sie Ihre Aufmerksamkeit nun auf die Empfängerseite des Projekts-

1. Schalten Sie die Empfänger- und Senderseite ein und schließen Sie die Knoten-MCU an den Computer an und indem Sie die Serial.print-Anweisung hinzufügen, prüfen Sie, ob Daten auf dem Serial Monitor gedruckt werden.

2. Wenn die NodeMCU korrekte Daten empfängt, sollten sich Ihre Motoren in die erforderliche Richtung bewegen.

Schritt 10: