Řídicí jednotka pro ovládání robotické ruky

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací řídicí jednotky pro ovládání 3D tištěné robotické ruky vycházející z open-source projektu InMoov. Navržená jednotka umožňuje řízení servopohonů, snímání polohy prstů a detekci dotyku prostřednictvím Hallových senzorů. Součástí systému je také měření provozního proudu servopohonů a ochrana proti jejich přetížení. Zařízení je napájeno dvoučlánkovým lithium-iontovým akumulátorem s integrovaným nabíjením přes USB-C konektor, přičemž napájecí profil je vyjednáván pomocí standartu Power Delivery. Řídicí jednotka komunikuje s počítačem prostřednictvím rozhraní UART a podporuje také alternativní ovládání pomocí EMG senzoru snímajícího svalovou aktivitu. Práce zahrnuje teoretický rozbor potřebných technologií, návrh schématu a desky plošných spojů, vývoj řídícího kódu pro mikrokontroler STM32 a oživení všech funkcí včetně testování.

This bachelor thesis deals with the design and implementation of a controller for controlling a 3D printed robotic arm based on the open-source project InMoov. The proposed unit enables control of actuators, finger position sensing via analog sensors and touch detection via Hall sensors. The system also includes measuring the operating current of the actuators and overload protection. The device is powered by a dual-cell lithium-ion battery with integrated charging via a USB-C connector, and the power profile is negotiated using the Power Delivery protocol. The controller communicates with the computer via a UART interface and also supports alternative control via an EMG sensor sensing muscle activity. The work includes the theoretical analysis of the required technologies, schematic and circuit board design, development of the control code for the STM32 microcontroller and animation of all functions including testing.