描述

帶有 TLV493D 傳感器的機(jī)器人替代控制器，具有 3 個(gè)自由度（x、y、z）的磁性傳感器，您可以通過(guò)微控制器和電子板上的 I2C 通信控制新項(xiàng)目，Bast Pro Mini M0 帶有Arduino IDE 上的 SAMD21 微控制器。

目標(biāo)是有一個(gè)替代的操縱桿來(lái)控制您的項(xiàng)目，在這種情況下，一個(gè)具有 3 自由度的機(jī)械臂。我使用了 MeArm 機(jī)器人手臂，這是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，你可以讓它變得簡(jiǎn)單，你可以在這里找到它。

可以使用我很高興與您分享的知識(shí)來(lái)制作您自己的控制器臂或其他應(yīng)用程序。

所有電子元件都有在商店中獲取的鏈接、3d 打印機(jī)的文件和 Arduino IDE 的代碼。

TLV493D 可以是操縱桿

3D 磁傳感器 TLV493D-A1B6 在小型 6 引腳封裝中提供精確的 3D 感測(cè)和極低的功耗。通過(guò)在 x、y 和 z 方向上的磁場(chǎng)檢測(cè)，該傳感器可以可靠地測(cè)量三維、線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用包括操縱桿、控制元件（白色家電、多功能旋鈕）或電表（防篡改），以及任何其他需要精確角度測(cè)量或低功耗的應(yīng)用。此外，集成的溫度傳感器還可用于合理性檢查。

主要特點(diǎn)是 3D 磁感應(yīng)，在運(yùn)行期間具有極低的功耗。該傳感器通過(guò)基于 2 線的標(biāo)準(zhǔn) I2C 接口提供高達(dá) 1 MBit/sec 的數(shù)字輸出，每個(gè)測(cè)量方向的數(shù)據(jù)分辨率為 12 位（Bx、By 和 Bz 線性場(chǎng)測(cè)量高達(dá) +-130mT）。

TLV493D-A1B6 3DMagnetic 是一款獨(dú)立的外接舷外機(jī)。您可以輕松地將其連接到您選擇的任何與 Arduino IDE 兼容且具有 3.3V 邏輯電平的微控制器。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用了電子貓分線器和一個(gè)開(kāi)發(fā)板，我將在后面解釋。

使用 TLV493D 傳感器的優(yōu)點(diǎn)是只使用兩條帶 I2C 的電纜來(lái)接收信息，因此當(dāng)卡上可用的引腳很少時(shí)，這是一個(gè)非常好的選擇，而且由于 I2C 的好處，我們可以連接更多傳感器。

您可以在此處找到該項(xiàng)目的存儲(chǔ)庫(kù)。

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我們將使用一個(gè)操縱桿，您可以在 3D 打印機(jī)上打印或在離您最近的 3D 打印店打印。

.STL 文件附加在項(xiàng)目的末尾。

它的組裝非常簡(jiǎn)單，您可以在以下視頻中看到它：

打造自己的機(jī)器人

這是一個(gè)易于制造和控制的機(jī)器人，因?yàn)樗哂?5 伏的伺服電機(jī)。

您可以構(gòu)建或使用您選擇的任何機(jī)器人，該項(xiàng)目將專注于使用 TLV493D 傳感器進(jìn)行控制。

將傳感器與 Bast Pro Mini M0 連接

為了控制機(jī)械臂，使用了一個(gè) Electronic Cats 開(kāi)發(fā)板，一個(gè)帶有 SAMD21E ARM Cortex-M0 微控制器的 Bast Pro Mini M0。

該芯片工作頻率為 48MHz，具有 256KB 編程存儲(chǔ)器、32KB SRAM，工作電壓為 1.6v 至 3.6v。由于它的規(guī)格，我們可以將它用于低功耗和良好的性能，還可以使用 CircuitPython 或其他一些允許微控制器的語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行編程。

如果您有興趣了解有關(guān)此卡的更多信息，我會(huì)給您留下其存儲(chǔ)庫(kù)的鏈接。

為了控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使用了磁傳感器TLV493D，它將發(fā)送信號(hào)以將伺服電機(jī)定位到相應(yīng)的度數(shù)。

使用單個(gè)傳感器，我們可以移動(dòng)兩個(gè)伺服電機(jī)，在此示例中，我們將僅使用單個(gè)傳感器和一個(gè)按鈕來(lái)控制夾具。

您可以提出的另一個(gè)建議是添加另一個(gè) TLV493D 傳感器并移動(dòng)第三個(gè)伺服電機(jī)和夾具。如果你這樣做，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中留下你的經(jīng)驗(yàn)，我邀請(qǐng)你分享這個(gè)項(xiàng)目。

下圖顯示了原型板上的武裝電路。

原型板上的電子電路

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• 第一個(gè)伺服電機(jī)用于夾持器并連接到引腳 2
• 第二個(gè)伺服電機(jī)用于機(jī)器人底座并連接到引腳 3
• 第三個(gè)伺服電機(jī)用于機(jī)器人肩部并連接到引腳 4
• 第四個(gè)伺服電機(jī)用于機(jī)器人肘部并連接到引腳 5
• 第一個(gè)按鈕是停止機(jī)器人的任何運(yùn)動(dòng)，并連接到具有 2.2Kohms 電阻的下拉引腳 8。
• 第二個(gè)按鈕用于夾持器的打開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)，并連接到下拉引腳 9，電阻為 2.2Kohms。

在電路圖中，沒(méi)有出現(xiàn) TLV493D 傳感器，因?yàn)樗鼪](méi)有添加到 Fritzing 中，而是添加了一個(gè) 4 針連接器來(lái)模擬其 VCC、GND、SCL、SDA 連接器。在圖像中，它們以相同的順序放置。

• 第一個(gè)引腳連接到板上的 3.3 伏電壓
• 第二個(gè)引腳連接到 GND
• 第三個(gè) SCL 引腳連接到板上的引腳 A5
• 第四個(gè) SDA 引腳連接到板子的 A4 引腳

由于 SAMD21 芯片的優(yōu)勢(shì)，我們可以使用它的任何數(shù)字引腳作為 PWM 輸出，這將有助于我們發(fā)送正確的脈沖寬度來(lái)移動(dòng)伺服電機(jī)。

另一個(gè)必須考慮的重要信息是伺服電機(jī)的外部電源，在電路中，您可以看到一個(gè)插頭連接器連接到 2Amp 的 5V 電源，以避免電路板過(guò)載并損壞它。

也不要忘記連接卡的公共信號(hào) GND 和外部源，否則，您將無(wú)法控制伺服電機(jī)，因?yàn)樗鼈儧](méi)有相同的參考。

將 Arduino IDE 編碼為 Bast Pro Mini M0

首先是在 Arduino IDE 中安裝 Bast Pro Mini M0 卡，這些步驟可以在Electronic Cats存儲(chǔ)庫(kù)中找到，它們對(duì)其操作很重要。

準(zhǔn)備好 Arduino IDE 后，需要安裝 TLV493D 傳感器的官方庫(kù)，進(jìn)入 https://github.com/Infineon/TLV493D-A1B6-3DMagnetic-Sensor并轉(zhuǎn)到Releases。

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在代碼的第一部分，聲明了使用的庫(kù)，在本例中，Servo.h用于伺服電機(jī)，TLV493D.h用于傳感器。

使用Servo.h庫(kù)時(shí)，聲明伺服電機(jī)的數(shù)量很重要，盡管此時(shí)機(jī)器人有 4 個(gè)，但只使用了 3 個(gè)。

為按鈕聲明引腳，這些按鈕將停止機(jī)器人的任何運(yùn)動(dòng)以及夾具的打開(kāi)和關(guān)閉。

聲明了一些全局變量，用于了解夾具的狀態(tài)以及是否有運(yùn)動(dòng)。

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在這部分代碼中，我們將在串行監(jiān)視器中顯示電機(jī)的程度值。

另一個(gè)重要的一點(diǎn)是確定伺服電機(jī)的度數(shù)限制，為此，使用map ()函數(shù)將 TLV493D 傳感器的運(yùn)動(dòng)值轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的 0 到 180 度范圍。

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對(duì)于代碼的最后一部分，建立了通過(guò)按鈕激活伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)的條件，并在按下第二個(gè)按鈕時(shí)知道夾具處于什么狀態(tài)以進(jìn)行下一次運(yùn)動(dòng)。

正如您在前面的圖片中看到的那樣，代碼并不難實(shí)現(xiàn)和理解，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)您可以找到代碼。

你在學(xué)習(xí)使用 Circuit Python 嗎？

如果您有興趣學(xué)習(xí)如何使用此 IDE，您可以在以下鏈接中找到 Bast Pro Mini M0 卡以下載引導(dǎo)加載程序并開(kāi)始使用 Python 對(duì)其進(jìn)行編程。

在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，將代碼添加到.py中