लेजर सेंसर और वॉयस कमांड का उपयोग करके स्वचालित ग्रिपिंग: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

वस्तुओं को पकड़ना जो हमें सरल और स्वाभाविक लगती हैं, वास्तव में एक जटिल कार्य है। मनुष्य जिस वस्तु को हथियाना चाहता है उससे दूरी निर्धारित करने के लिए दृष्टि की भावना का उपयोग करता है। हाथ अपने आप खुल जाता है जब वह पकड़ी जा रही वस्तु के निकट होता है और फिर वस्तु को अच्छी तरह से पकड़ने के लिए जल्दी से बंद हो जाता है। मैंने इस मिनी प्रोजेक्ट में इस तकनीक का सरल तरीके से उपयोग किया है, लेकिन कैमरे के बजाय मैंने ग्रिपर से वस्तु की दूरी और नियंत्रण के लिए वॉयस कमांड का अनुमान लगाने के लिए एक लेजर सेंसर का उपयोग किया।

चरण 1: भागों की सूची

इस छोटी परियोजना में आपको नीचे सूचीबद्ध कुछ भागों की ही आवश्यकता होगी। एक नियंत्रक के रूप में मैंने Arduino mega 2560 का उपयोग किया लेकिन आप UNO या किसी अन्य Arduino का भी उपयोग कर सकते हैं। दूरी संवेदक के रूप में मैंने एक VL53L0X लेजर सेंसर का उपयोग किया है जिसमें अच्छी सटीकता (लगभग कुछ मिलीमीटर) है और इसकी सीमा 2 मीटर तक है। इस परियोजना में आप किसी भी ग्रिपर और सर्वो के परीक्षण के लिए उपयोग कर सकते हैं, लेकिन आपको इसे एक अलग बिजली स्रोत से बिजली देना चाहिए, जैसे: एक 5V बिजली की आपूर्ति या एक LiPo बैटरी (7.4V या 11.1V) एक स्टेप-डाउन कनवर्टर के माध्यम से जो वोल्टेज को कम करता है 5वी तक।

इस परियोजना में आवश्यक भागों:

• VL53L0X लेजर ToF सेंसर X1
• डिजिटल सर्वो x1
• अरुडिनो मेगा 2560 x1
• रोबोट मेटल ग्रिपर X1
• ब्रेडबोर्ड x1
• स्पर्शनीय पुश बटन x1
• ब्लूटूथ एचसी-06
• प्रतिरोधी 10k x1
• बिजली की आपूर्ति 5 वी / 2 ए

विस्तारित संस्करण:

1. CJMCU-219 वर्तमान मॉनिटर सेंसर मॉड्यूल X1

2. WS2812 RGB LED ड्राइवर डेवलपमेंट बोर्ड X1

चरण 2: इलेक्ट्रॉनिक भागों का कनेक्शन

पहला आंकड़ा सभी आवश्यक कनेक्शन दिखाता है। निम्नलिखित तस्वीरों पर आप अलग-अलग मॉड्यूल को जोड़ने के अगले चरण देख सकते हैं। शुरुआत में, पुश बटन Arduino के पिन 2 से जुड़ा था, फिर सर्वो को 3 पिन करने के लिए और अंत में I2C बस (SDA, SCL) के माध्यम से VL53L0X लेजर डिस्टेंस सेंसर।

इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल के कनेक्शन निम्नलिखित हैं:

VL53L0X लेजर सेंसर -> Arduino मेगा 2560

• एसडीए - एसडीए
• एससीएल - एससीएल
• वीसीसी - 5वी
• जीएनडी - जीएनडी

सर्वो -> अरुडिनो मेगा 2560

सिग्नल (नारंगी तार) - 3

सर्वो -> 5 वी / 2 ए बिजली की आपूर्ति

• GND (भूरा तार) - GND
• वीसीसी (लाल तार) - 5V

पुश बटन -> Arduino मेगा 2560

• पिन 1 - 3.3 या 5V
• पिन 2 - 2 (और 10k रोकनेवाला के माध्यम से जमीन पर)

ब्लूटूथ (HC-06) -> Arduino मेगा 2560

• TXD - TX1 (19)
• RXD - RX1 (18)
• वीसीसी - 5वी
• जीएनडी - जीएनडी

चरण 3: Arduino मेगा कोड

मैंने अपने GitHub पर उपलब्ध निम्न नमूना Arduino प्रोग्राम तैयार किए हैं:

• VL53L0X_gripper_control
• Voice_VL53L0X_griper_control

"VL53L0X_gripper_control" नाम का पहला प्रोग्राम VL53L0X लेजर सेंसर द्वारा पता लगाए गए ऑब्जेक्ट के स्वचालित ग्रिपिंग के कार्य को पूरा करता है। नमूना कार्यक्रम को संकलित और अपलोड करने से पहले, सुनिश्चित करें कि आपने "Arduino Mega 2560" को लक्ष्य प्लेटफॉर्म के रूप में चुना है जैसा कि ऊपर दिखाया गया है (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega या Mega 2560)। Arduino प्रोग्राम मुख्य लूप में जाँच करता है - "void लूप ()" क्या लेज़र सेंसर से नया रीडिंग आया है (फ़ंक्शन readRangeContinuousMillimeters ())। यदि सेंसर "distance_mm" से पढ़ी गई दूरी "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_FAR" मान से अधिक या "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR" से कम है, तो सर्वो बंद होना शुरू हो जाता है। अन्य मामलों में, यह खोलना शुरू होता है। कार्यक्रम के अगले भाग में, "डिजिटल रीड (ग्रिपर ओपनबटनपिन)" फ़ंक्शन में, पुश बटन की स्थिति को लगातार नियंत्रित किया जाता है और यदि इसे दबाया जाता है, तो वस्तु की निकटता के कारण बंद होने के बावजूद ग्रिपर खुल जाएगा (दूरी_मिमी THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR से कम है)।

दूसरा प्रोग्राम "Voice_VL53L0X_gripper_control" आपको वॉयस कमांड का उपयोग करके ग्रिपर को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। वॉयस कमांड को Google Play से Arduino ऐप के लिए BT Voice Control द्वारा संसाधित किया जाता है और आगे ब्लूटूथ के माध्यम से Arduino पर भेजा जाता है। Arduino प्रोग्राम मुख्य लूप में जांचता है - "void लूप ()" क्या ब्लूटूथ के माध्यम से एंड्रॉइड ऐप से नया कमांड (कैरेक्टर) भेजा गया है। यदि ब्लूटूथ सीरियल से कोई आने वाला चरित्र है तो प्रोग्राम सीरियल डेटा को तब तक पढ़ता है जब तक कि वह वॉयस इंस्ट्रक्शन "#" के अंत का सामना नहीं करता। फिर यह "void processInput ()" फ़ंक्शन का निष्पादन शुरू करता है और वॉयस कमांड के आधार पर एक विशिष्ट नियंत्रण फ़ंक्शन को कॉल किया जाता है।

चरण 4: स्वचालित ग्रिपिंग का परीक्षण

"चरण 1" का वीडियो पिछले खंड "अरुडिनो मेगा कोड" के कार्यक्रम के आधार पर रोबोट ग्रिपर के परीक्षण दिखाता है। यह वीडियो दिखा रहा है कि जब वस्तु उसके पास होती है तो वह अपने आप कैसे खुलती है और फिर अगर वह ग्रिपर की पहुंच के भीतर होती है तो इस वस्तु को पकड़ लेती है। यहां इस्तेमाल किए गए लेजर डिस्टेंस सेंसर से फीडबैक वीडियो के आगे के हिस्से में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है जब मैं बोतल को आगे और पीछे ले जाता हूं जो त्वरित प्रतिक्रिया और ग्रिपर नियंत्रण में बदलाव का कारण बनता है।

चरण 5: वॉयस एक्टिवेटेड ऑटोमैटिक ग्रिपिंग

इस परियोजना के विकास के अगले चरण में, मैंने इसमें ध्वनि नियंत्रण जोड़ा। वॉयस कमांड के लिए धन्यवाद, मैं ग्रिपर के समापन, उद्घाटन और गति को नियंत्रित कर सकता हूं। वस्तु को पकड़े हुए ग्रिपर को खोलते समय इस मामले में आवाज नियंत्रण बहुत उपयोगी होता है। यह बटन को बदल देता है और मोबाइल रोबोट पर रखे ग्रिपर के आसान नियंत्रण की अनुमति देता है।

यदि आप इस परियोजना को पसंद करते हैं तो वोट देना न भूलें और टिप्पणी में लिखें कि आप इस परियोजना के और सुधार के रूप में अगली पोस्ट में क्या देखना चाहेंगे:) रोबोटिक्स से संबंधित मेरी अन्य परियोजनाओं की जाँच करें, बस जाएँ:

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