Robots, kas izvairās no šķēršļiem ar personību!: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Atšķirībā no vairuma viesabonēšanas robotu, šis faktiski viesabonē tā, ka šķiet, ka tas “domā”! Izmantojot BASIC Stamp mikrokontrolleru (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp u.c.), sava veida šasiju, dažus sensorus un dažus sarežģītus kodus no šīs pamācības, jūs varat izveidot robotu, kas izpildīs kustības, kuras jūs pat nekad neizdarīsit. šeit ir ieprogrammēts! Šeit ir videoklips (tas ir sliktas kvalitātes, bet es pie tā strādāju. (Es joprojām cenšos izstrādāt daļu, kas ir pārāk lēna.)

1. darbība: sensori

(Vārds?)… Nu, sauksim to tikai par Bobu. Bobam ir pieci sensori

• Ultraskaņas attāluma meklētājs (pazīstams arī kā "sonārs")
• 2 Sharp GP2D12 IR sensori
• 1 standarta IR montāža (vairāk par to vēlāk)
• 1 CdS (kadmija sulfīda) fotoelements

Ultraskaņas tālmērs palīdz Bobam redzēt šķēršļus, kas atrodas tieši viņa priekšā; viņi arī stāsta viņam, kādā attālumā objekts atrodas no viņa. To var iegūt no daudziem avotiem. Jūs varat tos atrast (Parallax; viņi to sauc par "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies un daudzās citās vietnēs. Neatkarīgi no tā, kur jūs dodaties tos atrast, tie visi maksā aptuveni vienādi (~ 30 USD). Divi Sharp izgatavotie IR sensori ir ļoti ērti lietojami, ja tos izmanto vienkāršai objektu noteikšanai, kā šajā gadījumā. Jūs varat tos iegādāties maija tiešsaistes veikalos, piemēram, iepriekš uzskaitītajos. Tie palīdz Bobam saskatīt šķēršļus, kurus ultraskaņas tālmērs nevar; šķēršļi, kas nonāk pārāk tuvu tēmas malām. Tie maksā apmēram 12 līdz 15 USD atkarībā no tā, kur tos iegūstat. "IR montāža", ko es pats uztaisīju; montāžu skatiet 2. solī. CdS fotoelements (vai gaismas mainīgais rezistors, neatkarīgi no jūsu izvēles) ir paredzēts apkārtējā apgaismojuma izmaiņu noteikšanai. Bobs tos izmanto, lai uzzinātu, kad viņš atrodas tumšā vai gaišā telpā. Ja kādam, kam ir iepriekšēja pieredze ar kādu no Sharp IR reindžeriem, FYI, viņi netiek izmantoti faktiskajam attālumam šajā robotā. Man nav ADC (analog-to-digital converter), kā arī nezinu, kā tos izmantot. Tie vienkārši nodrošina HIGH vai LOW signālu BS2 mikrokontrolleram. Sharp IR, kā arī Ping))) sensora datu lapas var atrast tīklā, bet, ja esat slinks kā es, varat ritināt uz leju nedaudz tālāk un tur!

2. darbība: aparatūra, smadzenes un citi komponenti

Labi. Lai sāktu, šim robotam izmantotā aparatūra bija daļa no manis iegūtā komplekta. Tas ir "Boe-Bot" komplekts no Parallax (https://www. Parallax.com), taču šis dizains ir ļoti elastīgs; jūs varat izmantot jebkuru vēlamo šasiju, tikai pārliecinieties, ka 1) ultraskaņas attāluma meklētājs atrodas robota augstākajā augstumā, lai tas nesaskartos ar margu apakšu utt., un 2) IR sensori ir novietoti tā, lai tie pat var noteikt objektus, kas atrodas aptuveni 1 collas attālumā no robota. Tas neļauj tam ietriekties to riteņu malu malās. Uz šasijas ir uzstādīts Parallax Boe-Board, kas bija komplektā ar manu Boe-Bot komplektu, kas ir vienkārši izstrādes dēlis, ko var izmantot ar jebkuru Stamp mikrokontrolleri ar vienādām sprieguma prasībām un tapu izkārtojumu. Internetā ir daudz dažādu zīmogu izstrādes dēļu. Parallax tas ir 65 ASV dolāri. Uz izstrādes dēļa kā Boba smadzenes ir BS2e (BASIC 2. zīmogs e), kas būtībā ir tāds pats kā BS2, izņemot ar lielāku atmiņu (RAM un EEPROM). EEPROM ir paredzēts programmu glabāšanai, un RAM ir paredzēta mainīgo glabāšanai (protams, īslaicīgi). esi ātrākais domātājs pasaulē (~ 4 000 norādījumi/sek.), bet hei, tas ir pietiekami labi. Bobs pārvietojas, izmantojot divus nepārtrauktas rotācijas servus no Parallax, kuriem, tāpat kā daudziem servos, ir daudz griezes momenta. Sulai viņam ir 4 šūnu AA bateriju komplekts (kopā 6 V), kas pievienots 5 V regulatoram izstrādes panelī, kas nodrošina vienmērīgu jaudu, kā jūs uzminējāt, 5 V, lai komponentus neapceptu. Daudzas robotikas ierīces darbojas ar 5V vai 6V barošanu; nez kāpēc tas ir standarts. Un jūs nevēlaties cept šos komponentus; tie ir dārgi. BS2e ir iekšējs regulators, bet nedodiet tam vairāk par 9 V, ja neizmantojat izstrādes plati! Tāpat, ja neizmantojat attīstības paneli (kurā vienmēr ir regulatori), tad DROŠI izmantojiet 5V regulatoru. PIEZĪME. Runājot par enerģijas patēriņu, Bobs ir ļoti mantkārīgs. Šim nolūkam izmantojiet LĀDĒJAMAS baterijas; tās kalpo daudz ilgāk. Es izmantoju 4 uzlādējamas Energizer baterijas @ 2500ma katra, kas noteikti pagarina dzīvi.

3. darbība. Gaismas sensora shēmas salikšana

Gaismas sensoram ir nepieciešama ķēde, lai BS2e to pareizi izmantotu. Es saņēmu šo shēmu tieši no vienas no Parallax grāmatām (patiesībā no tās, kas bija komplektā ar manu komplektu). PIEZĪME: PIN 6 Faktiski ir PIN 1; Šim ir jāatbilst kodam, pretējā gadījumā jūs varat sabojāt citas sastāvdaļas. Esiet piesardzīgs, lai to nenosakītu.

4. solis: Izlaišanas detektora montāža

To var salikt kopā uz dažām tukšām PCB. Es vienkārši pieskrēju pie RadioShack un dabūju vienu, un nogriezu tāfeli, lai tā ietilptu ķēdē. Šī daļa ir SVARĪGA. Ja jūs to izjauksit, nabaga Bobs var nomirt. IR detektors ir Panasonic PNA4601, taču tos var iegūt no RatShack, kā arī rezistorus un IR LED. Nav svarīgi, kāda izmēra IR gaismas diodes jūs iegūstat, bet pārliecinieties, vai tas nav IR FOTOTRANSISTORS. Tā ir pilnīgi atšķirīga ierīce. Turklāt, lai sašaurinātu IR gaismas diodes staru, jums jāizmanto termiski saraušanās caurule vai kāda veida salmi (to var izsmidzināt ar melnu krāsu), bet tai jābūt pilnībā izliektai (izņemot gaismas diodes galu) vai sensoram nestrādās. Es izmantoju plastmasas apvalku no Parallax. Jūs varat pasūtīt gaismas diodi un korpusu viņu vietnē.

Diemžēl manis izmantotā IR detektora frekvenču diapazons bija ļoti plašs, kas nozīmē, ka tas ir daudz vairāk pakļauts traucējumiem. Par laimi, RadioShack piedāvā tikai tos, kas ir noregulēti uz 38 Khz, kas nozīmē, ka Bobs retāk rīkojas dīvaini ap tālvadības pultīm un citām ierīcēm, kas izmanto IS. DP2D12 ir lieliski, jo tiem praktiski nav traucējumu, pateicoties uzlabotajai optikai (objektīviem) un shēmām. Turpmākajos projektos es neizmantošu parastos IR detektorus. Sharp IR ir vēlami salīdzinājumā ar vienkāršiem IR uztvērējiem. PIEZĪME: PIN 8 FAKTISKI ir PIN 10. PIN 9 IR PAREIZS

5. solis: Bobam vajag skaņu

Pievienojiet pjezo skaļruni PIN 5 un - zemei. Bobam vajag izteikties! Labākais izmantojamais pjezoskaļruņa veids būtu uz virsmas uzstādāms. Tie gandrīz vienmēr ir 5 volti. Pretējā gadījumā, ja jūs izmantojat vienu, kura nominālā vērtība ir zemāka par 5 V, jums būs nepieciešams rezistors.

6. darbība: “Lukturu” pievienošana

Lai Bobs tumsā izskatītos vēsāks, viņš, ieejot tumšā telpā, ieslēdz lukturi. Šim nolūkam derēs jebkura balta gaismas diode. Tā kā ķēde ir tik ļoti vienkārša, es tikai jums pastāstīšu: vienkārši izmantojiet 220 omu rezistoru, lai ierobežotu strāvu. Un vai protams, - iet uz zemes.

7. solis: Piepildiet Boba smadzenes

Šeit ir Boba kods. Tas ir sadalīts sadaļās: deklarācijas (konstantes un mainīgie), inicializācija, “galvenā” cilpa un apakšprogrammas. Programmēšanas veids, kuru es izmantoju, ir uz subsumpiju balstīta FSM (Finite State Machine) arhitektūra. Būtībā tas liek robotam darboties ātrāk un labāk organizē kodu. Ja vēlaties iesaistīties šajā salīdzinoši sarežģītajā jomā, izlasiet PDF lapu šajā lapā. Esmu pievienojis komentārus (teksts zaļā krāsā), lai palīdzētu identificēt dažādas koda daļas. Visi savienojumi ar BS2e ir uzskaitīti zemāk

• PIN 0 - 220 omu rezistors CdS fotoelementam
• PIN 5 - pjezo skaļruņa pozitīvais vads
• PIN 6 - SIG (signāla) līnija kreisajā GP2D12 (pa kreisi, skatoties uz robotu no augšas)
• PIN 8 - labās puses GP2D12 SIG līnija
• PIN 9 - IR detektora (izlaišanas) līnija OUT (izeja)
• PIN 10 - 1Kohm rezistors līdz IR LED pozitīvajam vadam
• PIN 15 - ultraskaņas tālmēra SIG vads

Boba kods ir uzrakstīts tā, lai 1) viņš vai kurss izvairītos no objektiem un nokrišanas2) saskaitītu, cik reižu tika aktivizēts katrs sensors, un noteiktu, vai viņš atrodas vietā, kurā nevar manevrēt3) ģenerē pseido- nejauši skaitļi kustības nejaušināšanai4) ieslēdz "priekšējos lukturus" pēc tam, kad, izmantojot taimerus un IF … noskaidrojot, ka viņš atrodas tumšā telpā, IF … THEN paziņojumi Tas ir saistīts ar gaismas sensora kondensatora izlādes laiku, kā arī ar pārslogotu BS2e.