Robot vyhýbající se překážkám s osobností!: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Na rozdíl od většiny roamingových 'robotů se tento ve skutečnosti toulá takovým způsobem, že ve skutečnosti vypadá, že' myslí '! S mikrokontrolérem BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp atd.), Šasi nějakého druhu, několik senzorů a nějaký propracovaný kód z tohoto pokynu můžete vytvořit robota, který bude provádět pohyby, které nikdy je do něj naprogramováno! Zde je video (je trochu nekvalitní, ale pracuji na tom. (Stále se snažím vyřešit část, která je příliš pomalá.)

Krok 1: Senzory

Ten (název?) … Nazvěme to prostě Bob. Bob má pět senzorů

• Ultrazvukový dálkoměr (neboli „sonar“)
• 2 IR senzory Sharp GP2D12
• 1 standardní IR sestava (více o tom později)
• 1 fotobuňka CdS (sulfid kademnatý)

Ultrazvukový dálkoměr pomáhá Bobovi vidět překážky, které jsou přímo před ním; také mu řeknou, v jaké vzdálenosti je od něj předmět. To lze získat z mnoha zdrojů. Najdete je z (Parallax; říkají mu „Ping)))“), Acroname, HVW Technologies a mnoha dalších webů. Bez ohledu na to, kde je najdete, všechny stojí přibližně stejně (~ 30 $). Dva IR senzory vyrobené společností Sharp se velmi snadno používají, když se používají pro jednoduchou detekci objektů, jako v tomto případě. Můžete je získat v internetových obchodech, jako jsou výše uvedené. Pomáhají Bobovi vidět překážky, které ultrazvukový dálkoměr neumí; překážky, které přicházejí příliš blízko ke stranám chasis. Stojí asi 12 až 15 dolarů v závislosti na tom, kde je dostanete. „IR shromáždění“, které jsem vyrobil sám; montáž najdete v kroku 2. Fotobuňka CdS (nebo rezistor s proměnnou světelností, bez ohledu na vaše preference) slouží k detekci změn okolního osvětlení. Bob je používá k tomu, aby poznal, že je v temné nebo světlé místnosti. Pokud má kdokoli, kdo má předchozí zkušenosti s některým z Sharp IR rangers, FYI, není používán pro skutečné měření vzdálenosti v tomto robotu. Nemám ADC (Analog-to-Digital Converter), ani nevím, jak je takto používat. Jednoduše poskytují signál HIGH nebo LOW mikrokontroléru BS2. Katalogové listy pro snímač Sharp IR a snímač Ping))) lze nalézt na internetu, ale pokud jste líní jako já, můžete se posunout o kousek dál a tam jsou!

Krok 2: Hardware, mozek a další součásti

OK. Na začátku byl hardware, který byl pro tento robot použit, součástí sady, kterou jsem dostal. Je to souprava „Boe-Bot“od Parallaxu (https://www. Parallax.com), ale tento design je velmi flexibilní; můžete použít jakýkoli podvozek, který chcete, jen se ujistěte, že 1) ultrazvukový dálkoměr je v nejvyšší výšce robota, aby nenarazil na dno zábradlí atd., a 2) infračervené senzory jsou natočeny tak, že dokážou dokonce detekovat předměty, které jsou od robota vzdáleny asi 1 . Díky tomu nedojde k zasažení okrajů věcí, které by mohly narazit na kola. Na podvozku je namontován Boe-Board společnosti Parallax, který byl dodán s mojí sadou Boe-Bot, což je jednoduše vývojová deska, kterou lze použít s jakýmkoli mikrokontrolérem Stamp se stejnými požadavky na napětí a rozložením pinů. Na internetu je mnoho různých vývojových desek Stamp. Je to 65 $ od Parallaxu. Na dvelopmentové desce, jako Bobově mozku, je BS2e (ZÁKLADNÍ razítko 2 e), které je v zásadě stejné jako BS2, kromě větší paměti (RAM a EEPROM). EEPROM slouží k ukládání programů a RAM slouží k ukládání proměnných (samozřejmě dočasně). Bob nemusí být nejrychlejším myslitelem na světě (~ 4 000 instrukcí/s), ale hej, to je dost dobré. Bob se pohybuje dvěma servy s plynulým otáčením od Paralaxy, které, stejně jako mnoho serva, mají hodně točivého momentu. Pokud jde o šťávu, má 4článkovou baterii AA (celkem 6V) připojenou k 5V regulátoru na vývojové desce, která poskytuje stabilní výkon, hádáte správně, 5V, aby nedošlo k smažení komponent. Mnoho robotických zařízení běží buď na napájení 5 V nebo 6 V; z nějakého důvodu je to standard. A NECHCETE tyto komponenty smažit; jsou drahé. BS2e má interní regulátor, ale pokud nepoužíváte vývojovou desku, nedávejte více než 9 V! Také pokud nepoužíváte vývojová deska (která má vždy regulátory), pak JISTĚ použijte 5V regulátor. POZNÁMKA: Pokud jde o spotřebu energie, Bob je velmi chamtivý. K tomu použijte dobíjecí baterie; vydrží mnohem déle. Použil jsem 4 dobíjecí baterie Energizer @ 2500ma každý, což rozhodně prodlužuje život.

Krok 3: Sestavení obvodu senzoru světla

Světelný senzor vyžaduje obvod, aby jej BS2e správně využíval. Tento obvod jsem dostal přímo z jedné z knih Parallaxu (vlastně z té, která přišla s mojí stavebnicí). POZNÁMKA: PIN 6 JE SKUTEČNĚ PIN 1; TOTO MUSÍ S KÓDEM odpovídat, NEBO MŮŽETE POŠKODIT DALŠÍ SOUČÁSTI. BUĎTE POZOR, ŽE TO NESMÍTE ZMĚNIT.

Krok 4: Sestavení detektoru odpadnutí

To lze dát dohromady na nějaké holé desce plošných spojů. Právě jsem přeběhl na RadioShack a jeden si pořídil a nastříhal desku, aby odpovídala obvodu. Tato část je KRUCIÁLNÍ. Pokud to zpackáte, chudák Bob může zemřít. IR detektor je Panasonic PNA4601, ale můžete je získat od RatShack, stejně jako odpory a IR LED. Nezáleží na tom, jakou velikost IR LED dostanete, stačí se ujistit, že to není IR FOTOTRANSISTOR. To je úplně jiné zařízení. Pro zúžení paprsku IR LED musíte použít také smršťovací hadičku nebo nějaký druh slámy (můžete ji stříkat černou barvou), ale musí být zcela odstraněn (kromě konce LED) nebo senzoru to nebude fungovat. Použil jsem plastové pouzdro od Parallaxu. LED diodu a kryt si můžete objednat na jejich webových stránkách.

Frekvenční rozsah na IR detektoru, který jsem použil, byl bohužel velmi široký, což znamená, že je mnohem náchylnější k rušení. Naštěstí RadioShack nabízí ty, které jsou naladěny pouze na 38 khz, což znamená, že Bob je méně pravděpodobné, že se bude chovat divně kolem dálkových ovladačů a dalších zařízení, která používají IR. DP2D12 jsou skvělé, protože díky pokročilé optice (čočky) a obvodům prakticky neruší. V budoucích projektech nebudu používat běžné IR detektory. Sharp IR je vhodnější než jednoduché IR přijímače. POZNÁMKA: PIN 8 JE SKUTEČNÝ PIN 10. PIN 9 JE SPRÁVNÝ

Krok 5: Bob potřebuje zvuk

Připojte piezo reproduktor k PIN 5 a - k zemi. Bob se musí vyjádřit! Nejlepší typ piezospeakerů by byl povrchový. Jsou téměř vždy 5 voltů. V opačném případě, pokud použijete ten s hodnocením pod 5 V, budete potřebovat odpor.

Krok 6: Přidání „světlometu“

Aby Bob vypadal ve tmě chladněji, při vstupu do temné místnosti zapne světlomet. K tomu bude fungovat jakákoli bílá LED. Protože je obvod tak zatraceně jednoduchý, řeknu vám jen: k omezení proudu použijte odpor 220 ohmů. A nebo samozřejmě, - jde k zemi.

Krok 7: Naplňte Bobův mozek

Zde je kód pro Boba. Je rozdělena do sekcí: deklarace (konstanty a proměnné), inicializace, „hlavní“smyčka a podprogramy. Typ programování, který jsem použil, je architektura FSM (Finite State Machine) založená na subsumption. V zásadě umožňuje rychlejší běh robota a lepší organizaci kódu. Pokud se chcete pustit do té relativně složité říše, přečtěte si PDF na této stránce. Přidal jsem komentáře (text zeleně), abych pomohl identifikovat různé části kódu. Všechna připojení k BS2e jsou znovu uvedena níže

• PIN 0 - 220 ohmový odpor k fotobuňce CdS
• PIN 5 - kladný náskok piezo reproduktoru
• PIN 6 - SIG (signální) řada levého GP2D12 (vlevo při pohledu na robota shora)
• PIN 8 - řada SIG vpravo GP2D12
• PIN 9 - linka OUT (výstup) infračerveného detektoru (snímač výpadku)
• PIN 10 - 1Kohmový rezistor na kladný vodič IR LED
• PIN 15 - SIG přívod ultrazvukového dálkoměru

Bobův kód je napsán takovým způsobem, že 1) on, nebo se samozřejmě vyhýbá předmětům a výpadkům náhodná čísla k randomizaci pohybu4) zapne „světlomety“poté, co zjistí, že je v temné místnosti pomocí časovačů a příkazů KDYŽ… PAK, stále pracuji na části „zpoždění“. Souvisí to s dobou vybíjení kondenzátoru pro světelný senzor, stejně jako s přetíženým BS2e.