메카트로닉스 마지막 해 프로젝트

<메인 클래스="사이트 메인" id="메인">

이것은 제 메카트로닉스 마지막 해 프로젝트였습니다. 스코페에 있는 기계공학부에서. 실제 팔 움직임과 3D 컴퓨터 모델의 상호작용을 가능하게 하는 기기를 개발하는 것이 목표였습니다. 나는 하나의 장치에 세 가지 다른 분야를 통합했습니다. 기계, 전기 및 컴퓨터 공학:

• Solidworks는 팔의 움직임을 나타내는 3D 모델을 디자인합니다.
• 현실 세계와 컴퓨터를 연결하기 위한 Arduino Mega 2560 카드입니다.
• 3D 모델 제어를 프로그래밍하기 위한 MATLAB / Simulink

다음 비디오에서 프로젝트의 프레젠테이션을 볼 수 있습니다. 내용은 다음과 같습니다.

• 소개. 여기에서는 이런 종류의 장치를 개발할 수 있었던 연구 분야인 메카트로닉스에 대해 간략하게 설명합니다.
• Arduino Mega 2560. 이 프로젝트에서 사용한 이 Arduino Board의 몇 가지 기본 기능입니다.
• Simulink 환경의 3D 모델. SimMechanics Link를 사용하여 Solidworks에서 Matlab / Simulink로 3D 모델을 전송하는 방법
• 기기 개발. 여기에서는 내가 장치를 만드는 데 사용한 구성 요소와 작동 방식, 그리고 Arduino 보드에서 실행되고 현실 세계와 컴퓨터 간의 상호 작용을 가능하게 하는 프로그램인 Simulink Model에 대해 이야기하겠습니다.
• 다음 동영상을 보거나 아래에 작성된 튜토리얼을 읽을 수 있습니다.

기기 만들기

---

이 프로젝트에 사용된 부품

• 아두이노 메가 2560
• 3축 가속도계
• 선형 전위차계 x5

<그림 클래스="aligncenter"> <그림 클래스="aligncenter">

가속도계는 팔의 방향을 추적하는 데 사용됩니다. 암이 움직이면 가속도계의 X, Y, Z축 값이 변경되고 Arduino 보드의 아날로그 입력에서 읽힙니다. 그들에 따르면 3D 모델도 움직입니다.

전위차계는 손가락의 위치를 ​​추적하는 데 사용됩니다. 각 전위차계에 스프링(펜 스프링)을 부착했습니다. 스프링은 전위차계 슬라이더를 특정 위치에 고정하고 손가락이 움직이면 슬라이더가 당겨지고 전위차계의 저항이 변경됩니다. 아두이노 보드의 아날로그 입력에서 그 값을 읽고, 그에 따라 3D 모델의 손가락도 움직입니다.

나는 5개의 전위차계를 부착한 기초로 계산기의 플라스틱 덮개를 사용했습니다. 그 위에 아두이노 보드를 고정한 브레드보드와 가속도계를 테이프로 붙였습니다. 아래 사진에서 장치의 최종 모습을 볼 수 있습니다.

장치의 회로도

---

 

3D 모델

---

3D 모델은 사람의 팔을 표현한 것입니다. 먼저 Solidworks를 사용하여 모델링한 다음 Matworks의 SimMechanicsLink를 사용하여 Matlab/Simulink로 전송했습니다.

<그림 클래스="wp-block-image"> <그림 클래스="wp-block-image">

MATLAB / Simulink 모델

---

Simulink 모델을 빌드하기 전에 먼저 Arduino 보드와 통신하기 위한 Simulink 라이브러리로 구성된 Arduino IO 패키지를 설치해야 했습니다. 또한 Arduino IDE를 사용하여 Simulink 라이브러리를 활성화하기 위해 패키지와 함께 제공되는 Arduino 보드에 코드를 업로드해야 했습니다. 여기에서는 작동 원리를 이해하고 코드를 볼 수 있도록 Matlab 및 Arduino IO 패키지에 대한 자습서를 적극 권장합니다.

저는 Simulink 모델을 6개의 하위 시스템으로 구성했습니다.

• 가속도계 및 전위차계의 값을 위한 Arduino 아날로그 입력 블록
• 나의 필요에 따라 아날로그 읽기 수정
• 부드러운 움직임을 위한 PID 제어
• 3D 모델의 조인트를 구동하기 위한 조인트 액츄에이터 블록
• SimMechanicsLink를 사용하여 자동으로 생성된 3D 모델
• 3D 모델의 위치 추적을 위한 조인트 센서 블록

<그림 클래스="aligncenter"> <그림 클래스="aligncenter"> <그림 클래스="aligncenter">

여기에서 Simulink 모델을 다운로드할 수 있습니다.

---

이 프로젝트의 내 확장을 확인하십시오.

Arduino Glove를 게임 컨트롤러로 다시 프로그래밍했습니다.