Rojové roboty: Montáž a kooperativní doprava: 13 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Ahoj všichni, Tento instruktáž je o 'Swarm Bots: Assembly and Co-operative Transport', ve kterém můžeme postavit svého vlastního master a slave robota, slave bude následovat master robota a my budeme ovládat master robota pomocí našeho smartphonu. Je to zábavný projekt, zkuste svůj elektronický geek ve vás a hrajte si s robotikou. Vyzkouším mnoho obrázků, videí, stručného vysvětlení tohoto projektu, abych měl jasnou představu.

Proč se COBOT liší od Swarmu a běžného robota, najdete zde

1. ÚVOD

1.1 Co je to vlastně robotika Swarm

1. Rojová robotika je nový přístup ke koordinaci systémů více robotů, které se skládají z velkého počtu převážně jednoduchých fyzických robotů.

2. Tento přístup se objevil v oblasti umělé rojové inteligence a také biologického studia hmyzu, mravenců a dalších polí v přírodě, kde se rojové chování vyskytuje.

3. Swarm Robotics je rozvíjející se oblast v kolektivní robotice, která využívá plně distribuované řídicí paradigma a relativně jednoduché roboty k dosažení koordinovaného chování na úrovni skupiny.

4. Robotické systémy roje jsou samoorganizující se, což znamená, že konstruktivní kolektivní (nebo makroskopické) chování vyplývá z individuálních (nebo mikroskopických) rozhodnutí, která roboti dělají.

Krok 1: Původ roje a reference ve filmech

1.2 Původ roje 1. Většina výzkumů rojové inteligence je inspirována tím, jak se roje přírody, jako je sociální hmyz, ryby nebo savci, vzájemně ovlivňují v roji v reálném životě.

2. Tyto roje se pohybují od několika jedinců žijících v malých přírodních oblastech až po vysoce organizované kolonie, které mohou zabírat velká území a skládat se z více než milionů jedinců.

3. Skupinové chování vznikající v rojích vykazuje velkou flexibilitu a odolnost, jako je plánování cesty, budování hnízda, přidělování úkolů a mnoho dalších složitých kolektivních chování v různých přírodních rojích.

4. Jedinci v přírodním roji vykazují velmi špatné schopnosti, přesto se v celém roji může objevit komplexní skupinové chování, jako je migrace ptačích davů a rybích škol a shánění mravenčích a včelích kolonií, jak ukazuje obr. stavějte kolonie, rojte ptáky, abyste našli potravu, roje včel, abyste sbírali med.

Krok 2: DEFINICE PROBLÉMU

1. Úvod

V této kapitole budeme pracovat na dvou hlavních cílech našeho projektu, tj. Vlastní montáž a kooperativní doprava. Při samostatné montáži budou dva roboti sestavovat liniové formace a při kooperativní přepravě budou tito dva roboti přepravovat blok z jednoho místa na druhé.

1..1 Samostatná montáž rojových robotů

Naším cílem je ovládat skupinu s-robotů plně autonomním způsobem takovým způsobem, aby lokalizovali, přiblížili se a spojili s objektem.

1.2 Kooperativní přeprava

V této práci se zabývá problémem

a) jak ovládat samostatné s-roboty, aby se autonomně spojily s objektem a/nebo navzájem, a

b) jak ovládat rojového robota nebo sbírku rojových robotů k přepravě objektu směrem k cíli.

Návrh a užitečnost architektury hybridního řízení pro řízení samostatně se montující skupiny s-botů zapojených do kooperativního transportního úkolu již byly studovány v simulaci. Problém byl dekomponován do dílčích problémů řízení akcí.

1. S-roboti, kteří se mohou sami sestavit. Sestavení s-boti, kteří jsou schopni lokalizovat cíl během přepravy.

2. Sestavení s-roboti, kteří nejsou schopni lokalizovat cíl během transportu. Použijte jeden hlavní a podřízený mikrokontrolér.

3. Propojovací optický snímač vyhýbání s rojovým robotem.

4. Vyvinutá SPI komunikace mezi rojovými roboty.

5. Synchronizace mezi dvěma rojovými roboty. Omezená přeprava objektu je pouze omezením našeho projektu.

Krok 3: METODIKA

Projekt sestává z pěti hlavních bloků roje

A) Arduino Master & Slave: Master a slave jsou dva roboti na bázi arduino, kteří spolupracují při plnění požadovaného úkolu- v našem případě přepravy těžkých předmětů. Master řídí pohyb a akce podřízeného prostřednictvím modulu RF vysvětleného v další části.

B) RF modul (nrf24l01): Komunikace mezi masterem a slave probíhá prostřednictvím RF modulu. Master vysílá požadovaný příkaz přes vysílací modul, který je přijímán a následován Slave přes přijímací modul k němu připojený.

C) Obstacle Avoider: Toto je oko robotů. Překážka překážek pomáhá robotům vyhýbat se nechtěným překážkám a také zabraňuje vzájemné kolizi. Skládá se ze systému fotodiod a LED diod, které jsou umístěny na master a slave

D) One Sheeld: První část je štít, který je fyzicky připojen k vaší desce Arduino a funguje jako bezdrátový prostředník, který přenáší data mezi Arduino a jakýmkoli smartphonem Android prostřednictvím Bluetooth. Jedná se o softwarovou platformu a aplikaci pro chytré telefony Android, která spravuje komunikaci mezi naším štítem a vaším smartphonem a umožňuje vám vybrat si mezi různými dostupnými štíty.

E) LV-MaxSonar: Naše ultrazvukové senzory jsou ve vzduchu, bezkontaktní detekce předmětů a senzory pro detekci objektů v oblasti. Tyto senzory nejsou ovlivněny barvou ani jinými vizuálními charakteristikami detekovaného objektu. Ultrazvukové senzory využívají vysokofrekvenční zvuk k detekci a lokalizaci objektů v různých prostředích.

Krok 4: ROZHRANÍ KOMPONENTŮ

Rojové roboty: Popis kolíku pro montáž a kooperativní přepravu

A. Popis kolíku nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3,3 V !!! NE 5V

3 - CE na Arduino pin 9

4 - pin CSN na Arduino 10

5 - Pin SCK na Arduino 13

6 - MOSI na Arduino pin 11

7 - Pin MISO na Arduino 12

8 - NEPOUŽITÝ

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Datový pin - A5

C. IC ovladače motoru L293D

LeftMotorForward - D7 (digitální pin 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Fotodioda (volitelně)

VCC-5V

GND

Datový pin - D0

Pin můžete připojit podle návrhu desky plošných spojů, je však nutné provést nezbytné změny v kódu.

Poznámka: Lidé budou mít při připojování a spouštění programu při prvním pokusu problém, projděte si prosím všechna připojení a kód správně a zkuste to znovu.

Krok 5: PROGRAMOVÁNÍ

Hackster.io

Poznámka: Následující připojený soubor txt obsahuje program Master.ino a Slave.ino. Vezměte si odkaz z kódu, porozumějte práci a poté jej nahrajte do příslušného master arduino a slave arduino:)

Krok 6: SKŘÍŇ & PCB & PROTOTYPING

Pro svého robota si můžete vzít jakékoli pouzdro

Deska plošných spojů obsahuje nrF, snímač vyhýbání se překážkám, baterie, integrovaný obvod L293D. Nemusíte vyrábět desku plošných spojů, stačí na desce propojit každou součástku a pájet ji

Krok 7: TESTOVÁNÍ SNÍMAČE ZABRAŇOVÁNÍ PŘEKÁŽEK

Krok 8: TESTOVÁNÍ DOPRAVNÍKU NRF24L01

Poznámka: Omlouváme se za vodoznak ve videu;)

Krok 9: TESTOVÁNÍ JEDNOTLIVÉHO BOTU A PRÁCE NA 1 SHEELDU

Krok 10: MONTÁŽNÍ MONTÁŽ PRO ZÁVĚREČNÉ TESTOVÁNÍ

Krok 11: ZÁVĚREČNÉ TESTOVÁNÍ

Krok 12: ZÁVĚR

1. Náš projekt je v zásadě založen na přirozeném chování Roje včel nebo Roje mravenců, které efektivně a efektivně plní úkol, který jim byl svěřen.

2. Koordinace mezi Master a Slave botem je účinná při plnění úkolu, kterým je Object Transportation

3. Zde se používá pouze 1 hlavní a 1 podřízený robot, což omezuje velikost objektu, který lze transportovat ze zdroje do cíle.

4. Jakmile je vlastní montáž hotová, transport objektu je snadný a spolehlivý proces.

5. Díky použití bezdrátových robotů je pár Master a Slave Bot praktický.

BUDOUCÍ ROZSAH

1. Zvýšením počtu otroků lze provádět přepravu větších a těžších předmětů.

2. Tyto rojové roboty lze použít pro různé záchranné operace, kde situace není pro lidi příznivá.

3. Použití Swarm Robotics lze rozšířit tak, aby sloužilo národu prostřednictvím vojenských služeb. Tím se sníží počet obětí z války.

Krok 13: DĚKUJI:)

Velice vám děkuji za váš čas podívat se na tento návod

Doufám, že jsem tento projekt stručně vysvětlil, aby každý snadno porozuměl projektu a vytvořil si vlastní. Vzhledem k tomu, že jde o trochu složitý projekt, můžete zpočátku čelit problému během propojení, kódování a testování. Postupujte krok za krokem a odstraňte chybový řádek, nenahrávejte přímo kód a spusťte jej. Kód je také obecný kód, lidé možná budou muset provést změny podle vašeho požadavku.

To, co navrhuji, je nejprve rozhraní jedné komponenty kódovat a otestovat, pak přidat další kód a otestovat to. To pomůže lépe. Vezměte si nějaký odkaz od Googlu, protože můj kód také není 100% správný. Konečně jsem také nováček v arduinu a v programování, a proto jsem se snažil ze všech sil, jak jsem jen mohl.

Snad se vám líbilo:)

Prosím, přidejte si tento Instructable do oblíbených

HLASUJTE pro mě v ROBOT Contestu

Na zdraví