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)開源項(xiàng)目，你可以讓它變得簡單，你可以在這里找到它。

可以使用我很高興與您分享的知識來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 感測和極低的功耗。通過在 x、y 和 z 方向上的磁場檢測，該傳感器可以可靠地測量三維、線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。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)測量方向的數(shù)據(jù)分辨率為 12 位（Bx、By 和 Bz 線性場測量高達(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)目的存儲庫。

對于這個(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言對其進(jìn)行編程。

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

為了控制伺服電機(jī)的運(yùn)動，使用了磁傳感器TLV493D，它將發(fā)送信號以將伺服電機(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 傳感器并移動第三個(gè)伺服電機(jī)和夾具。如果你這樣做，請?jiān)谠u論中留下你的經(jīng)驗(yàn)，我邀請你分享這個(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，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和關(guān)閉運(yùn)動，并連接到下拉引腳 9，電阻為 2.2Kohms。

在電路圖中，沒有出現(xiàn) TLV493D 傳感器，因?yàn)樗鼪]有添加到 Fritzing 中，而是添加了一個(gè) 4 針連接器來模擬其 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，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移動伺服電機(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，以避免電路板過載并損壞它。

也不要忘記連接卡的公共信號 GND 和外部源，否則，您將無法控制伺服電機(jī)，因?yàn)樗鼈儧]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存儲庫中找到，它們對其操作很重要。

準(zhǔn)備好 Arduino IDE 后，需要安裝 TLV493D 傳感器的官方庫，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，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)動以及夾具的打開和關(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。

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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)動值轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的 0 到 180 度范圍。

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對于代碼的最后一部分，建立了通過按鈕激活伺服電機(jī)運(yùn)動的條件，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。

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)加載程序并開始使用 Python 對其進(jìn)行編程。

在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，將代碼添加到.py中