Mencengkeram Otomatis Menggunakan Sensor Laser dan Perintah Suara: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Memegang objek yang bagi kita tampak sederhana dan alami untuk dilakukan sebenarnya adalah tugas yang kompleks. Manusia menggunakan indra penglihatan untuk menentukan jarak dari objek yang ingin digenggamnya. Tangan secara otomatis terbuka ketika berada di dekat objek yang digenggam dan kemudian menutup dengan cepat untuk menggenggam objek dengan baik. Saya telah menggunakan teknik ini dengan cara yang disederhanakan dalam proyek mini ini, tetapi alih-alih kamera, saya menggunakan sensor laser untuk memperkirakan jarak objek dari gripper dan perintah suara untuk kontrol.

Langkah 1: Daftar Bagian

Dalam proyek kecil ini Anda hanya memerlukan beberapa bagian yang tercantum di bawah ini. Sebagai pengontrol saya menggunakan Arduino mega 2560 tetapi Anda juga dapat menggunakan UNO atau Arduino lainnya. Sebagai sensor jarak saya menggunakan sensor laser VL53L0X yang memiliki akurasi yang baik (sekitar beberapa milimeter) dan jangkauan hingga 2 meter. Dalam proyek ini Anda dapat menggunakan untuk menguji setiap gripper dan servo tetapi Anda harus menyalakannya dari sumber daya yang terpisah, misalnya: catu daya 5V atau baterai LiPo (7.4V atau 11.1V) melalui konverter step-down yang mengurangi tegangan ke 5V.

Bagian yang dibutuhkan dalam proyek ini:

• Sensor ToF Laser VL53L0X x1
• Servo Digital x1
• Arduino mega 2560x1
• Gripper logam robot x1
• Papan tempat memotong roti x1
• Tombol Tekan Taktil x1
• Bluetooth HC-06
• Resistor 10k x1
• Catu daya 5V/2A

Versi diperpanjang:

1. Modul Sensor Monitor Arus CJMCU-219 x1

2. Papan Pengembangan Driver LED WS2812 RGB x1

Langkah 2: Koneksi Bagian Elektronik

Gambar pertama menunjukkan semua koneksi yang diperlukan. Pada foto-foto berikut Anda dapat melihat langkah-langkah selanjutnya untuk menghubungkan modul individual. Pada awalnya push button dihubungkan ke pin 2 Arduino, kemudian servo ke pin 3 dan terakhir sensor jarak laser VL53L0X melalui bus I2C (SDA, SCL).

Koneksi modul elektronik adalah sebagai berikut:

Sensor Laser VL53L0X -> Arduino Mega 2560

• SDA - SDA
• SCL - SCL
• VCC - 5V
• GND - GND

Servo -> Arduino Mega 2560

Sinyal (kabel oranye) - 3

Servo -> Catu Daya 5V/2A

• GND (kawat coklat) - GND
• VCC (kabel merah) - 5V

Tombol Tekan -> Arduino Mega 2560

• Pin 1 - 3.3 atau 5V
• Pin 2 - 2 (dan melalui resistor 10k ke ground)

Bluetooth (HC-06) -> Arduino Mega 2560

• TXD - TX1 (19)
• RXD - RX1 (18)
• VCC - 5V
• GND - GND

Langkah 3: Kode Mega Arduino

Saya telah menyiapkan contoh program Arduino berikut yang tersedia di GitHub saya:

• VL53L0X_gripper_control
• Suara_VL53L0X_gripper_control

Program pertama bernama "VL53L0X_gripper_control" menyelesaikan tugas mencengkeram objek secara otomatis yang telah dideteksi oleh sensor laser VL53L0X. Sebelum mengkompilasi dan mengunggah contoh program, pastikan Anda telah memilih "Arduino Mega 2560" sebagai platform target seperti yang ditunjukkan di atas (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega atau Mega 2560). Program Arduino memeriksa di loop utama - "void loop()" apakah pembacaan baru dari sensor laser telah datang (fungsi readRangeContinuousMillimeters()). Jika jarak yang terbaca dari sensor “distance_mm” lebih besar dari nilai “THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_FAR” atau kurang dari “THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR” maka servo mulai menutup. Dalam kasus lain, itu mulai terbuka. Di bagian program selanjutnya, dalam fungsi "digitalRead(gripperOpenButtonPin)", keadaan tombol terus dikontrol dan jika ditekan, gripper akan terbuka meskipun tertutup karena kedekatan objek (jarak_mm kurang dari THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR).

Program kedua "Voice_VL53L0X_gripper_control" memungkinkan Anda untuk mengontrol gripper menggunakan perintah suara. Perintah suara diproses oleh BT Voice Control untuk aplikasi Arduino dari Google Play dan selanjutnya dikirim melalui bluetooth ke Arduino. Program Arduino memeriksa di loop utama - "void loop()" apakah perintah (karakter) baru telah dikirim dari aplikasi Android melalui bluetooth. Jika ada karakter yang masuk dari serial bluetooth, program membaca data serial tersebut sampai menemukan akhir instruksi suara "#". Kemudian ia memulai eksekusi fungsi "void processInput() " dan bergantung pada perintah suara, fungsi kontrol tertentu dipanggil.

Langkah 4: Menguji Gripping Otomatis

Video dari "Langkah 1" menunjukkan pengujian robot gripper berdasarkan program dari bagian sebelumnya "Arduino Mega Code". Video ini menunjukkan bagaimana ia terbuka secara otomatis ketika objek berada di dekatnya dan kemudian menggenggam objek ini jika berada dalam jangkauan gripper. Umpan balik dari sensor jarak laser yang digunakan di sini terlihat jelas di bagian selanjutnya dari video ketika saya menggerakkan botol ke depan dan ke belakang yang menyebabkan reaksi cepat dan perubahan kontrol gripper.

Langkah 5: Mencengkeram Otomatis Suara Diaktifkan

Pada langkah selanjutnya dalam pengembangan proyek ini, saya menambahkan kontrol suara ke dalamnya. Berkat perintah suara, saya dapat mengontrol penutupan, pembukaan, dan kecepatan gripper. Kontrol suara dalam hal ini sangat berguna saat membuka gripper yang memegang objek. Ini menggantikan tombol dan memungkinkan kontrol yang mudah dari gripper yang ditempatkan pada mobile robot.

Jika Anda menyukai proyek ini jangan lupa untuk memilih dan menulis di komentar apa yang ingin Anda lihat di posting berikutnya sebagai peningkatan lebih lanjut dari proyek ini:) Lihat proyek saya yang lain yang terkait dengan robotika, kunjungi saja:

• facebook
• Youtube
• situs web saya