Robot Controlado por Gestos: Proyecto Arduino UNO Manos Libres

Componentes y Suministros

Arduino UNO	×	1
Acelerómetro Triple Eje ADXL335 (SparkFun)	×	1
Módulo RF 434 MHz	×	1
HT12D (Decodificador)	×	1
HT12E (Codificador)	×	1
Driver Dual H-Bridge L298 (SparkFun)	×	1
PCB de Prototipado (genérica)	×	1
Regulador Lineal 7805	×	2
Motor DC (genérico)	×	1

Aplicaciones y Servicios en Línea

• Arduino IDE

Sobre el Proyecto

ACTUALIZACIÓN: VERSIÓN ACTUALIZADA DISPONIBLE AQUÍ

Introducción

¡Me encantaría controlar todo con mis manos! Sentado en mi silla controlando cosas como un JEFE. Así que finalmente creé este robot DIY de reconocimiento de gestos manuales que sigue comandos hechos con gestos de la mano. Suena loco, pero prometo que es muy simple. Hacer un robot de control por gestos es realmente sencillo. Este robot es una mejora de mi otro proyecto DIY: coche RC usando módulo RF.

Aquí también el robot se divide en dos partes: transmisor y receptor. El circuito receptor es el mismo que en el proyecto anterior y solo hay un ligero cambio en el transmisor: aquí necesitamos programar el circuito transmisor. Usaré Arduino como plataforma de programación. Para reconocer los gestos usaré un sensor acelerómetro. ¡Manos a la obra!

Ver el Robot en Acción

¿Qué es un Acelerómetro (ADXL335)?

En resumen, un acelerómetro es un dispositivo que mide la aceleración en tres ejes. El ADXL335 usado aquí tiene 3 ejes (X, Y, Z).

Casi todos los smartphones actuales tienen acelerómetros (aunque no vamos a sacarlo de un móvil). Seguro has jugado juegos de movimiento en el móvil (ej. Temple Run) donde el personaje se mueve izquierda/derecha al inclinar el teléfono; eso lo hace el acelerómetro. También existe el giroscopio en smartphones, que no necesitamos ahora.

¿Cómo Funciona y Reconoce los Gestos?

El cerebro del robot es el Arduino Uno (ATmega32) programado con un conjunto de código. Los gestos/movimientos de la mano son detectados por el acelerómetro (ADXL335).

El acelerómetro lee las coordenadas X, Y, Z al hacer gestos y envía los valores al Arduino (solo usamos X e Y, ignoramos Z). El Arduino verifica los valores y envía un código de 4 bits al Codificador (HT12E). El codificador pasa los datos al transmisor RF. El receptor RF recibe los datos y los envía al Decodificador (HT12D), que los pasa al Driver de Motor (L298). Este decide girar los dos motores en la dirección requerida.

Construir la Fuente de Alimentación

Primero, el circuito de alimentación. Necesitamos dos: uno para el transmisor y otro para el receptor. El receptor necesita 12 V (uso motor de 12 V) y el transmisor puede usar una batería de 9 V.

Use este diagrama para cablear el circuito de alimentación del receptor. Puede añadir un LED con resistencia de 1 kΩ para indicar el estado.

• IC 7805 regula 12 V a 5 V (si no tiene 12 V, puede usar 9 V).
• Condensadores 0.1 µF y 470 µF.
• Resistencia 1 kΩ para LED de estado.

NOTA: Use disipador para el 7805 porque disipamos 7 V (12–5), generando mucho calor que puede quemar el regulador.

Construir el Transmisor (Mando a Distancia)

El transmisor consta del acelerómetro que detecta el gesto y envía datos al Arduino. Este envía datos al Codificador según lo recibido y se transmite al receptor. Cablee según el esquema:

NOTA: Algunos acelerómetros usan 3.3 V y pueden dañarse con 5 V. Verifique la documentación del proveedor para saber el voltaje correcto.

Ilustración del transmisor:

Subir Código al Arduino

Código actualizado disponible en el repositorio.

Construir el Receptor

El receptor usa 2 IC (HT12D decodificador, L293D driver de motor) y módulo receptor RF.

Cablee según el esquema. Hay 2 LEDs en la placa receptora: uno indica alimentación del receptor y otro del transmisor. El LED cerca del HT12D debe encenderse (VT - transmisión válida) cuando se alimenta el transmisor; si no, revise conexiones o módulos RF.

Para más detalles sobre el receptor, lea este artículo.

¿Qué Gestos Reconoce el Robot?

El robot reconoce cinco gestos: adelante, atrás, izquierda, derecha y stop. Las fotos siguientes muestran cada gesto:

¡Disfrute conduciendo su robot!

Reducir y Hacerlo Permanente

El Arduino Uno es grande y voluminoso en la mano. Si quiere hacer otro proyecto, debe desmontar todo y pierde el trabajo anterior. No me gusta eso, así que ideé una solución para hacerlo permanente. Consulte este artículo para aprender a reducir su proyecto Arduino.

Descargue el diseño PCB para la versión standalone:
standalone_etch_copper_top_mirror1.pdf (espejo)
standalone_etch_copper_top1.pdf

Video donde transfiero el código a un MCU ATmega8 (solo muestra salidas con LEDs).

Visite mi blog para nuevos proyectos. Si tiene dudas, deje comentario allí; lo reviso regularmente.