Робот, управляемый жестами на основе IOT: 10 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Этот робот управляется жестами, которым можно управлять из любого места с помощью Интернета. В этом проекте акселерометр MPU 6050 используется для сбора данных о движениях наших рук. Он измеряет ускорение нашей руки по трем осям. Эти данные отправляются в Arduino, который обрабатывает эти данные и решает, куда должен двигаться робот. Эти данные отправляются в модуль Bluetooth, который, в свою очередь, отправляет эти данные на наш мобильный телефон Android, на котором есть приложение, созданное нами. Приложение было создано на веб-сайте изобретателя приложений Массачусетского технологического института. Это приложение получает эти данные и отправляет их на веб-сайт. Thingspeak.com - это бесплатный веб-сайт IOT, на котором хранятся эти данные. На стороне приемника модуль WI-FI узла mcu получает эти данные и затем управляет двигателями через подключенную к нему плату управления двигателями.

Шаг 1: требуемый материал

Часть передатчика

1. Arduino Uno (1 шт.)

2. Макетная плата (2 шт.)

3. Акселерометр -MPU6050 (1 шт.)

4. Модуль Bluetooth - HC-05 (1 шт.)

5. Проволочные перемычки.

6. резисторы (1 по 1000 Ом и 1 по 2000 Ом)

Приемная часть

1. Nodemcu esp8266 WI-FI модуль (1 шт.)

2. Плата управления двигателем (1 шт.)

3. Шасси с моторами

4. Аккумулятор

Шаг 2: Часть передатчика-

Для передатчика выполните следующие подключения:

1. Возьмите перемычку и подключите ее на одном из концов макета, а другой конец перемычки к выводу 5V платы Arduino, как показано на рисунке.

2. Возьмите еще одну перемычку и подключите ее на другом конце макета, а другой конец перемычки к контакту Gnd платы Arduino, как показано на рисунке.

3. Возьмите еще одну перемычку и подключите ее один конец к 5-вольтовому отверстию на макетной плате, а другой конец - к выводу VCC MPU6050.

4. Точно так же с другой перемычкой на Gnd макетной платы и другим концом на Gnd MPU6050.

5. Затем соедините вывод SDA MPU6050 с выводом A4 Arduino и вывод SCI MPU6050 с выводом A5 Arduino с помощью перемычек.

6. Затем возьмите Bluetooth-модуль HC-05 и подключите его следующим образом:

7. Возьмите перемычку и подключите ее один конец к VCC макетной платы, а другой конец к VCC модуля Bluetooth.

8. Аналогичным образом возьмите перемычку и подключите ее один конец к Gnd макетной платы, а другой конец к Gnd модуля Bluetooth.

9. Теперь подключите контакт TX модуля Bluetooth непосредственно к контакту D10 Arduino.

10. Не подключайте контакт RX модуля Bluetooth напрямую к любому контакту Arduino, поскольку модуль Bluetooth работает на уровне 3,3 В, а arduino работает на уровне 5 В, и, следовательно, 5 В от Arduino может сжечь модуль Bluetooth. Поэтому для решения этой проблемы сделаем делитель напряжения с помощью резисторов. Подключите один конец резистора 1000 Ом к контакту D11 Arduino, а другой конец - к контакту RX модуля Bluetooth. Подключите один конец резистора 2000 Ом к контакту RX модуля Bluetooth, а другой конец - к заземлению макета.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы не можете найти сопротивление 2000 Ом, вы можете использовать два сопротивления 1000 Ом последовательно.

Шаг 3. Создание учетной записи на сайте Thingspeak.com

Перейдите на веб-сайт Thing Speak и создайте учетную запись на этом веб-сайте.

Затем выполните следующие действия….

1. Зайдите в мои каналы и создайте новый канал с любым именем и дайте любое подходящее имя поля, как хотите….

2. Нажмите «Отправить» и сохраните канал.

3. Перейдите на этот канал и в поле API Keys вы увидите ключи поля для записи и чтения. Скопируйте URL-адрес канала обновления в правой части экрана.

4. Теперь нажмите на опцию «Приложения» в верхней части экрана, прокрутите вниз и выберите вторую последнюю опцию, то есть опцию «Ответить». Это приложение, которое мы собираемся использовать для передачи данных на этот веб-сайт.

5. Перейдите в это приложение и нажмите New Talk Back, чтобы создать собственное приложение.

6. Измените название разговора и в журнале для канала выберите свой канал, сделанный на предыдущих шагах.

7. Сохраните созданное приложение для обратной связи.

Шаг 4. Создание приложения на веб-сайте MIT App Inventor

Зарегистрируйтесь на сайте изобретателя приложения Mit - ссылка на сайт

Следуй этим шагам-

1. Создайте новый проект и назовите его.

2. На экране 1 вы увидите изображение телефона Android.

3. Сначала щелкните ярлык в левой части экрана и перетащите его на экран Android.

4. Затем нажмите «Выбор списка» с левой стороны и перетащите его на экран, а с правой стороны перейдите к текстовому параметру и напишите связанный там. В этом списке будут показаны все устройства, ожидающие подключения к телефону Android.

5. Нажмите кнопку с левой стороны, а затем перетащите экран в текстовое поле, напишите отключено, так как, когда мы нажмем на эту кнопку, устройство будет отключено от мобильного телефона.

6. Щелкните ярлык слева и перетащите его по экрану. Затем в текстовом поле справа напишите Данные.

7. Щелкните метку слева и перетащите ее на экран. Это используется для отображения данных, полученных приложением.

8. Затем в параметре подключения с левой стороны щелкните дополнительный параметр «Клиент Bluetooth» и перетащите его по экрану.

9. Затем из того же параметра подключения щелкните веб-вариант подпараметра и перетащите его на экран.

10. Нажмите на опцию датчика в левой части экрана и перетащите вспомогательные часы на экране.

11. Щелкните еще раз на дополнительных часах и перетащите их на экран.

Шаг 5: блочная структура приложения

Затем нажмите на блок в правом верхнем углу экрана -

Затем, как показано на изображении выше, создайте структуру, перетаскивая соответствующие блоки с левой стороны экрана.

В последнем блоке есть подблок соединения, в котором присутствует URL. Вы должны вставить скопированный URL сюда, в блок, а затем удалить последний символ этого URL.

Затем нажмите «Сборка» в верхней части экрана и нажмите «Сохранить apk на компьютер». Затем установите это приложение на свой телефон Android.

Шаг 6: Приемная часть-

Схема для приемной части, как показано на рисунке, выглядит следующим образом:

Сначала соберите шасси и подключите двигатели соответствующим образом.

1. Сначала подключите батарею к батарее снайпера и подключите красный провод, то есть провод VCC, к одному концу макета.

2. Аналогичным образом подключите другой конец провода к другому концу макета.

3. Теперь возьмите перемычку и подключите ее к контакту VCC NodeMCU, а другой конец - к контакту VCC макета.

4. Теперь возьмите перемычку и подключите ее к контакту Gnd NodeMCU, а другой конец к контакту Gnd макета.

5. Возьмите плату управления двигателем и подключите ее к шасси.

6. Возьмите две перемычки и подключите их один конец к VCC макетной платы, а другой к контактам 9V платы управления двигателем.

7. Возьмите еще две перемычки и подключите их один конец к Gnd макетной платы, а другой - к Gnd платы управления двигателем.

8. Подключите два провода левого двигателя к выходным контактам платы управления двигателем.

9. Аналогичным образом подключите два провода правого двигателя к выходным контактам платы управления двигателем.

10. Подключите четыре входных контакта на плате привода двигателя к четырем цифровым контактам NodeMCU, как показано на рисунке.

11. Подсоедините контакты 5V на плате привода двигателя к контакту Vout NodeMCU.

Шаг 7. Загрузка кода

Для части передатчика код находится в файле final_wire.h-

Для приемной части код находится в файле second_part_of_final_project-

Для загрузки кода на NodeMCU через Arduino IDE вам необходимо выполнить следующие действия:

1. Сначала откройте IDE Arduino.

2. Перейдите к файлам в верхнем левом углу экрана и щелкните предпочтение в раскрывающемся списке в Arduino IDE.

3. Скопируйте приведенный ниже код в диспетчер дополнительных плат

4. Щелкните OK, чтобы закрыть вкладку предпочтений.

5. После выполнения вышеуказанных шагов перейдите в Инструменты и доска, а затем выберите Диспетчер досок.

6. Перейдите к esp8266 от сообщества esp8266 и установите программное обеспечение для Arduino. Как только весь вышеуказанный процесс будет завершен, мы готовы программировать наш esp8266 с помощью Arduino IDE.

Шаг 8: Робот готов-

Теперь, чтобы запустить вашего робота, выполните следующие действия:

1. Сначала подключите ваш Arduino к ноутбуку или источнику питания и загрузите код в Arduino.

2. Затем откройте приложение, созданное на предыдущих шагах, и подключите свой мобильный телефон к модулю Bluetooth, нажав кнопку «Подключено» в своем приложении. Вы увидите список устройств, готовых к подключению.

3. Затем переместите акселерометр, и вы сможете увидеть полученные данные на экране мобильного телефона. Это может занять некоторое время, поэтому попробуйте снова и снова подключить свой мобильный телефон к устройству. Вы можете использовать последовательный монитор в Arduino IDE для отладки вашей схемы.

4. Затем откройте веб-сайт Thing Speak, и переданные данные должны быть загружены на график.

5. Затем создайте точку доступа и подключите свой NodeMCU к Интернету, и вы увидите, как движутся двигатели роботов. Если робот движется не в правильном направлении, поменяйте контакты на NodeMCU, к которым подключены провода двигателя.

Если у вас есть сомнения по поводу этого проекта, укажите его в комментариях.

Выражение признательности thingspeak.com и веб-сайту изобретателя приложений Массачусетского технологического института…..

Шаг 9: Учебное пособие по отладке-

Поскольку этому роботу требуется большая синхронизация данных, вы должны отладить любую ошибку в роботе, выполнив следующие действия:

1. Сначала посмотрите, отправляются ли правильные данные после вращения вашей руки или MPU6050… Чтобы увидеть это, добавьте оператор Serial.print, а затем откройте монитор последовательного порта.

2. Если MPU6050 отправляет правильные данные, то посмотрите, отправляет ли ваш модуль «синий зуб» данные, отправляет ли данные. Это делается с помощью резистора и светодиода и подключения их к TX модуля Blue-Tooth.

3. Если светодиод светится, проверьте, отображаются ли данные в приложении. Если данные не отображаются в приложении - затем выключите питание Arduino, затем откройте его, а затем попробуйте подключить модуль синего зуба к приложению для мобильного телефона.

4. Если данные правильно отображаются на экране приложения, проверьте, правильно ли загружаются данные на веб-сайт.

Если данные загружаются на экран правильно через равные промежутки времени, это означает, что передатчик работает правильно …

Теперь обратите внимание на приемную сторону проекта -

1. Включите питание приемника и передатчика, подключите MCU узла к компьютеру и, добавив оператор Serial.print, посмотрите, распечатываются ли данные на Serial Monitor.

2. Если NodeMCU получает правильные данные, ваши двигатели должны двигаться в нужном направлении.

Шаг 10: