在家用 Arduino 和 MPU-6050 构建手势控制机器人

组件与材料

所需工具

• 电烙铁、无铅焊锡、泡沫胶带、螺丝刀套装

应用与服务

• Arduino IDE

项目原理

利用 MPU-6050 的 DMP (数字运动处理器) 解算姿态角 (Yaw/Pitch/Roll)，根据 Pitch 和 Roll 角度阈值判断手势方向 (前进/后退/左转/右转/停止)，通过两个 HC-05 蓝牙模块透传指令控制小车电机。

关键点：蓝牙模块配对。出厂默认从机模式，需配置一主一从并绑定地址，实现上电自动连接。

蓝牙模块配置步骤

1. 配置从机 (接收端，装小车)：
   • 接线：模块 TX→Uno D10, RX→D11 (软串口)，按住模块按键上电进入 AT 模式 (LED 慢闪 2s/次)。
   • 烧录 configure 代码 (软串口透传)，串口监视器 9600 波特率、NL+CR。
   • 发送指令序列：AT+ORGL (恢复出厂) → AT+RMAAD (清除配对) → AT+UART=38400,0,0 → AT+ROLE=0 (从机) → AT+ADDR? 记下地址 (如 98d3:31:fc1234)。
2. 配置主机 (发射端，装手持遥控)：
   • 同样进入 AT 模式，发送：AT+ORGL → AT+RMAAD → AT+UART=38400,0,0 → AT+ROLE=1 (主机) → AT+CMODE=0 (单设备连接) → AT+BIND="从机地址" 绑定。

硬件连接

• 小车端 (UNO)：L293D 驱动两路电机 (IN1-IN4 接 D8-D11)，HC-05 接硬件串口 (RX0/TX0) 波特率 38400。
• 遥控端 (Nano)：MPU-6050 接 I2C (A4/A5)，HC-05 接软串口 (D10/D11) 波特率 38400，按键接 D8 切换启用/禁用。

代码

小车端代码

// Gesture_controled_Robot__car_unit_
int lm1=8, lm2=9, rm1=10, rm2=11;
char d=0;
void setup() {
  pinMode(lm1,OUTPUT); pinMode(lm2,OUTPUT);
  pinMode(rm1,OUTPUT); pinMode(rm2,OUTPUT);
  Serial.begin(38400);
  sTOP();
}
void loop() {
  if(Serial.available()>0) {
    d=Serial.read();
    if(d=='F') ForWard();
    else if(d=='B') BackWard();
    else if(d=='L') Left();
    else if(d=='R') Right();
    else if(d=='S') sTOP();
  }
}
void ForWard()  { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void BackWard() { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void Left()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void Right()    { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void sTOP()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,LOW); }

遥控端代码 (核心逻辑)

// 使用 I2Cdevlib + MPU6050_6Axis_MotionApps20.h
// 初始化 DMP，设置陀螺零偏，开启中断
// 主循环读取 FIFO，解算 ypr[3] (yaw, pitch, roll)
if ((ypr[1]*180/M_PI) <= -25) BTSerial.write('F'); // 前倾 >25° 前进
else if ((ypr[1]*180/M_PI) >= 25) BTSerial.write('B'); // 后倾 >25° 后退
else if ((ypr[2]*180/M_PI) <= -25) BTSerial.write('L'); // 左倾 >25° 左转
else if ((ypr[2]*180/M_PI) >= 20) BTSerial.write('R'); // 右倾 >20° 右转
else BTSerial.write('S'); // 平稳停止
// 按键按下切换 x 运行/暂停

原理图

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