BOTUS Projekt: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Tyto instruktážní instrukce budou popisovat robot BOTUS, který byl postaven jako termínový projekt pro náš první rok inženýrství na Universite de Sherbrooke, v Sherbrooke, Quebec, Kanada. BOTUS znamená roBOT Universite de Sherbrooke nebo, jak tomu říkáme, roBOT Under Skirt:) Projekt, který nám byl navržen, spočíval v nalezení zajímavé aplikace pro hlasové ovládání. Protože jeden z našich členů je fanouškem robotiky a navázal na náš předchozí projekt*, rozhodli jsme se postavit dálkově ovládaného robota, který bude používat hlasové ovládání jako přidanou funkci pro lidi, kteří nejsou zvyklí manipulovat se složitými dálkovými ovladači. s více tlačítky (jinými slovy nehrající hráči;)). Tým odpovědný za provedení robota tvoří (v abecedním pořadí):- Alexandre Bolduc, počítačové inženýrství- Louis-Philippe Brault, elektrotechnika- Vincent Chouinard „Elektrotechnika- JFDuval, Elektrotechnika- Sebastien Gagnon, Elektrotechnika- Simon Marcoux, Elektrotechnika- Eugene Morin, Počítačové inženýrství- Guillaume Plourde, Počítačové inženýrství- Simon St-Hilaire, Elektrotechnika Jako studenti nemáme úplně neomezený rozpočet. To nás donutilo znovu použít spoustu materiálu, od polykarbonátu přes baterie až po elektronické součástky. Každopádně se teď přestanu motat a ukážu vám, z čeho je toto zvíře vyrobeno! Poznámka: Abychom udrželi ducha sdílení, všechna schémata pro PCB a kód, který řídí robota, budou uvedeny v tomto instruktážním … Užijte si to!*Viz Cameleo, robot měnící barvu. Tento projekt nebyl dokončen v termínu, všimněte si nerovných pohybů, ale přesto se nám podařilo získat zmínku o inovaci pro naši funkci „Color Matching“.

Krok 1: Rychlý vývoj robota

Jako mnoho projektů, i BOTUS prošel několika fázemi evoluce, než se stal tím, čím je nyní. Nejprve byl vytvořen 3D model, aby všichni zúčastnění měli lepší představu o konečném návrhu. Poté začalo prototypování s vytvořením testovací platformy. Po ověření, že vše funguje dobře, jsme zahájili stavbu finálního robota, který musel být několikrát upraven. Základní tvar nebyl upraven. Použili jsme polykarbonát na podporu všech elektronických karet, MDF jako základnu a ABS trubky jako centrální věž, která podporuje naše infračervené snímače vzdálenosti a sestavu kamery.

Krok 2: Pohyby

Původně byl robot vybaven dvěma motory Maxon, které poháněly dvě kolečková kolečka. Přestože se robot dokázal pohybovat, točivý moment dodávaný motory byl příliš malý a musely být vždy poháněny na maximum, což snižovalo přesnost pohybů robota. Abychom tento problém vyřešili, použili jsme znovu dva Motory Escap P42 od úsilí společnosti JFDuval Eurobot 2008. Musely být namontovány na dvě převodovky vyrobené na míru a kola jsme změnili na dvě kola pro skútry. Třetí podpora robota se skládá z jednoduchého volného kola (ve skutečnosti je to v tomto případě pouze kovové kuličkové ložisko).

Krok 3: Uchopovače

Uchopovače jsou také výsledkem rekuperace. Původně byly součástí sestavy robotické paže používané jako výukový nástroj. Bylo přidáno servo, které mu umožnilo otáčet se, navíc k jeho schopnosti uchopit. Máme docela štěstí, protože chapadla měla fyzické zařízení, které jim bránilo otevřít se příliš daleko nebo zavřít příliš těsně (i když po „testu prstem“jsme si uvědomili, že měl docela dobrý úchop…).

Krok 4: Kamera a senzory

Hlavním rysem robota, alespoň pro projekt, který jsme dostali, byla kamera, která se musela umět rozhlížet a umožňovat přesné ovládání jeho pohybu. Řešením, na kterém jsme se usadili, byla jednoduchá sestava Pan & Tilt, která se skládá ze dvou umělecky slepených serv (hmmm), na jejichž vrcholu je umístěna kamera s velmi vysokým rozlišením dostupná na eBay za přibližně 20 $ (heh…). Naše hlasové ovládání nám umožnilo pohybovat kamerou ve dvou osách poskytovaných servy. Samotná sestava je namontována na vrchol naší centrální „věže“, v kombinaci s jedním servem namontovaným trochu mimo střed, umožnila kameře podívat se dolů a vidět chapadla, což obsluze pomáhá s manévry. BOTUS jsme také vybavili 5 infračervenými senzory vzdálenosti namontované na boku centrální věže, které jim umožňují dobrý „výhled“na přední část a strany robota. Dosah předního senzoru je 150 cm, senzory na bocích mají dosah 30 cm a diagonální mají dosah až 80 cm.

Krok 5: Ale co mozek?

Jako každý správný robot i ten náš potřeboval mozek. Přesně to byla navržena vlastní řídicí deska. Přezdíváno „Colibri 101“(což je zkratka pro Hummingbird 101, protože je samozřejmě malý a účinný), deska obsahuje více než dost analogových/digitálních vstupů, některé napájecí moduly pro kola, LCD displej a použitý modul XBee pro bezdrátovou komunikaci. Všechny tyto moduly jsou řízeny mikročipem PIC18F8722. Deska byla dobrovolně navržena tak, aby byla velmi kompaktní, a to jak pro úsporu místa v robotu, tak pro úsporu materiálu PCB. Většinu komponent na desce tvoří vzorky, což nám umožnilo snížit celkové náklady na desku plošných spojů. Samotné desky byly vytvořeny zdarma od AdvancedCircuits, takže jim patří velký dík za sponzorství. Poznámka: Abyste udrželi ducha sdílení, najdete schémata, soubory Cadsoft Eagle pro návrh desek a kód C18 pro mikrokontrolér zde a zde.

Krok 6: Napájení

Nyní jsou všechny tyto věci docela úhledné, ale potřebují trochu šťávy. Za tímto účelem jsme se znovu obrátili na robota Eurobot 2008 a zbavili ho baterií, což je shodou okolností 36W lithium-iontový nano fosfát Dewalt s 10 články A123. Původně jsme je darovali od DeWALT Canada. Během naší závěrečné prezentace baterie vydržela zhruba 2,5 hodiny, což je velmi úctyhodné.

Krok 7: Ale … Jak věc ovládáme?

Tady začíná „oficiální“část pojmu projekt. Bohužel, protože různé moduly, které jsme použili k filtrování našeho hlasu a převodu na hlasové příkazy, byly navrženy Universite de Sherbrooke, nebudu je moci popsat pomocí Mohu vám však říci, že zacházíme s hlasem pomocí řady filtrů, které umožňují FPGA rozpoznat, v závislosti na stavu každého výstupu, který naše filtry dávají, který foném operátor vyslovil. naši studenti počítačového inženýrství navrhli grafické rozhraní, které zobrazuje všechny informace shromážděné robotem, včetně živého videa. (Tento kód bohužel není součástí dodávky) Tyto informace jsou přenášeny prostřednictvím modulu XBee na Colibri 101, které jsou následně přijímány jiným modulem XBee, který poté prochází převodníkem Serial-to-USB (plány pro tuto desku jsou také součástí souboru.rar) a poté jsou přijaty programem. Operátor používá běžný gamepad k přenosu příkazů pohybu/chapadla do robota a náhlavní soupravu k ovládání kamery. Zde je příklad robota v akci:

Krok 8: Závěr

No a to je asi tak všechno. I když tento návod k použití podrobně nepopisuje, jak jsme sestrojili našeho robota, což by vám, vzhledem k poměrně „unikátním“materiálům, které jsme použili, pravděpodobně nepomohlo, důrazně vám doporučujeme inspirovat se schématy a kódem, který jsme poskytli. vy při stavbě vlastního robota! Pokud máte nějaké dotazy, nebo skončíte s výrobou robota s pomocí našich věcí, rádi bychom to věděli! Děkujeme za přečtení! PS: Pokud nemáte chuť hlasovat pro mě, podívejte se na projekt Jerome Demers zde nebo dokonce na projekt JFDuval dostupný prostřednictvím jeho osobní stránky zde. Pokud některý z nich vyhraje, možná bych dokázal dát pár laserem vyřezaných kousků;)