Robot care evită obstacolele cu o personalitate !: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Spre deosebire de majoritatea roboților în roaming, acesta roade de fapt în așa fel încât pare să „gândească”! Cu un microcontroler BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp etc.), un șasiu de un fel, câțiva senzori și un cod sofisticat din acest instructabil, puteți crea un robot care va executa mișcări nici măcar niciodată programat în el! Iată un videoclip (este cam de calitate scăzută, dar lucrez la asta. (Încerc încă să descopăr partea care este prea lentă).

Pasul 1: senzorii

(Numele?) … Ei bine, hai să-i spunem Bob. Bob are cinci senzori

• Telemetru cu ultrasunete (alias "sonar")
• 2 senzori IR Sharp GP2D12
• 1 ansamblu IR standard (mai multe despre acest lucru mai târziu)
• Fotocelula 1 CdS (sulfură de cadmiu)

Telemetrul cu ultrasunete îl ajută pe Bob să vadă obstacolele care sunt chiar în fața lui; îi spun și la ce distanță este obiectul de el. Acest lucru poate fi obținut din mai multe surse. Le puteți găsi de la (Parallax; ei îl numesc „Ping)))”), Acroname, HVW Technologies și multe alte site-uri. Indiferent unde te duci să le găsești, toate costă cam la fel (~ 30 USD). Cei doi senzori IR realizați de Sharp sunt foarte ușor de utilizat atunci când sunt utilizați pentru detectarea simplă a obiectelor, ca în acest caz. Le puteți obține la magazinele online din mai, cum ar fi cele enumerate mai sus. Îl ajută pe Bob să vadă obstacolele pe care telemetrul cu ultrasunete nu le poate; obstacole care se apropie prea mult de laturile chasisului. Acestea costă între 12 și 15 USD în funcție de locul în care le obțineți. „Ansamblul IR” l-am făcut eu; vezi pasul 2 pentru asamblare. Fotocelula CdS (sau rezistor variabil în funcție de lumină, indiferent de preferință) este pentru detectarea schimbărilor de iluminare ambientală. Bob le folosește pentru a ști când este într-o cameră întunecată sau luminoasă. Dacă cineva care are experiență anterioară cu oricare dintre rangerii IR Sharp, FYI, nu este folosit pentru măsurarea distanței reale în acest robot. Nu am un convertor ADC (analog-digital) și nici nu știu cum să le folosesc în acest fel. Ele furnizează pur și simplu un semnal HIGH sau LOW microcontrolerului BS2. Fișele tehnice pentru senzorul IR Sharp, precum și pentru senzorul Ping))) pot fi găsite pe net, dar dacă ești leneș ca mine, poți derula puțin mai jos acolo unde sunt!

Pasul 2: Hardware, creier și alte componente

Bine. Pentru început, hardware-ul care a fost folosit pentru acest robot a făcut parte dintr-un kit pe care l-am primit. Este kitul "Boe-Bot" de la Parallax (https://www. Parallax.com), dar acest design este foarte flexibil; puteți utiliza orice șasiu doriți, asigurați-vă că 1) telemetrul cu ultrasunete este la cea mai înaltă cotă a robotului, astfel încât să nu lovească fundul balustradelor etc. și 2) senzorii IR sunt înclinați în așa fel încât pot detecta chiar și obiecte care sunt la aproximativ 1 "distanță de robot. Acest lucru îl împiedică să lovească marginile lucrurilor care pot lovi roțile. Montat pe șasiu este Boe-Board-ul Parallax care a venit cu kitul meu Boe-Bot, care este pur și simplu o placă de dezvoltare care poate fi utilizată cu orice microcontroler Stamp cu aceleași cerințe de tensiune și aspect pin. Există multe plăci diferite de dezvoltare Stamp pe internet. Este de 65 USD de la Parallax. Pe placa dvelopment, ca și creierul lui Bob, este BS2e (BASIC Stamp 2 e), care este practic același cu BS2, cu excepția cu mai multă memorie (RAM și EEPROM). EEPROM este pentru stocarea programului, iar RAM este pentru stocarea variabilelor (temporar, desigur). Bob poate să nu fii cel mai rapid gânditor din lume (~ 4.000 de instrucțiuni / sec), dar hei, asta e destul de bun. Bob se deplasează prin intermediul a două servouri de rotație continuă de la Parallax, care, la fel ca multe servere, au un MULTE cuplu. Pentru suc, el are un pachet de baterii AA de 4 celule (pentru un total de 6V) conectat la regulatorul de 5V de pe placa de dezvoltare, ceea ce oferă o ieșire constantă de 5V, pentru a nu prăji componentele. Multe dispozitive pentru robotică funcționează fie cu o sursă de 5V, fie de 6V; din anumite motive, este un standard. Și NU Vrei să prăjești aceste componente; sunt scumpe. BS2e are un regulator intern, dar nu-i da mai mult de 9V dacă nu folosești o placă de dezvoltare! De asemenea, dacă nu folosești un placa de dezvoltare (care au întotdeauna regulatoare), apoi SIGURAȚI că folosiți un regulator de 5 V. NOTĂ: În ceea ce privește consumul de energie, Bob este foarte lacom., care prelungește cu siguranță viața.

Pasul 3: Asamblarea circuitului senzorului de lumină

Senzorul de lumină necesită un circuit pentru ca BS2e să îl utilizeze corespunzător. Am obținut acest circuit dintr-una din cărțile lui Parallax (de fapt, cea care a venit cu trusa mea). NOTĂ: PIN-ul 6 ESTE DE fapt PIN 1; ACEST TREBUIE SĂ SE COPUNE CODULUI SAU SĂ POATE DETERIORA ALTE COMPONENTE. FII ATENȚIE să nu scapi de asta.

Pasul 4: Asamblarea detectorului dropoff

Acest lucru poate fi pus împreună pe unele PCB goale. Tocmai am fugit la RadioShack și am luat una și am tăiat placa pentru a se potrivi circuitului. Această parte este CRUCIALĂ. Dacă ai deranja acest lucru, bietul Bob poate muri. Detectorul IR este un Panasonic PNA4601, dar le puteți obține de la RatShack, precum și rezistențele și LED-ul IR. Nu contează ce dimensiune ai LED-ul IR, ci se asigură că nu este un FOTOTRANSISTOR IR. Acesta este un dispozitiv TOTAL diferit. De asemenea, trebuie să utilizați tuburi termocontractabile sau un fel de paie (o puteți pulveriza în negru) pentru a restrânge fasciculul LED-ului IR, dar trebuie să fie complet acoperit (cu excepția capătului LED-ului) sau a senzorului nu va funcționa. Am folosit o carcasă din plastic de la Parallax. Puteți comanda LED-ul și carcasa pe site-ul lor web.

Din păcate, intervalul de frecvență de pe detectorul IR pe care l-am folosit a fost foarte larg, ceea ce înseamnă că este mult mai predispus la interferențe. Din fericire, RadioShack oferă cele reglate doar la 38Khz, ceea ce înseamnă că Bob este mai puțin probabil să acționeze ciudat în jurul telecomenzilor și al altor dispozitive care utilizează IR. Modelele DP2D12 sunt grozave, deoarece sunt practic fără interferențe datorită opticii avansate (lentilelor) și a circuitelor. În proiectele viitoare, nu voi folosi detectoare IR obișnuite. Sistemele IR Sharp sunt de preferat față de receptoarele IR simple. NOTĂ: PIN 8 ESTE DE fapt PIN 10. PIN 9 ESTE CORECT

Pasul 5: Bob are nevoie de sunet

Conectați un difuzor piezo la PIN 5 și - la masă. Bob trebuie să se exprime! Cel mai bun tip de piezo-difuzor de utilizat ar fi unul montat pe suprafață. Sunt aproape întotdeauna 5 volți. În caz contrar, dacă utilizați unul nominal sub 5V, veți avea nevoie de un rezistor.

Pasul 6: Adăugarea „Farului”

Pentru ca Bob să pară mai rece în întuneric, aprinde un far când intră într-o cameră întunecată. Orice LED alb va funcționa pentru asta. Deoarece circuitul este atât de dracului de simplu, îți voi spune doar: folosește un rezistor de 220ohm pentru a limita curentul. Și, desigur, - merge la sol.

Pasul 7: Umpleți creierul lui Bob

Iată codul pentru Bob. Este împărțit în secțiuni: declarații (constante și variabile), inițializare, bucla „principală” și subrutine. Tipul de programare pe care l-am folosit este arhitectura FSM (Finite State Machine) bazată pe subsumare. Practic, face ca robotul să funcționeze mai repede și să organizeze mai bine codul. Dacă doriți să vă aventurați în acel tărâm relativ complex, citiți PDF-ul de pe această pagină. Am adăugat comentarii (textul în verde) pentru a ajuta la identificarea diferitelor părți ale codului. Toate conexiunile la BS2e sunt enumerate din nou mai jos

• PIN 0 - rezistență 220ohm la fotocelula CdS
• PIN 5 - cablul pozitiv al difuzorului piezo
• PIN 6 - Linia SIG (semnal) a stânga GP2D12 (stânga când privim robotul de sus)
• PIN 8 - Linia SIG a GP2D12 dreapta
• PIN 9 - Linia OUT (ieșire) a detectorului IR (senzor dropoff)
• PIN 10 - rezistență de 1 Kohm la cablul pozitiv al LED-ului IR
• PIN 15 - cablu SIG al telemetrului cu ultrasunete

Codul lui Bob este scris în așa fel încât 1) El sau, bineînțeles, evită obiectele și dropoff-urile2) numără de câte ori a fost declanșat fiecare senzor și determină dacă se află într-un loc care nu poate fi manevrat în 3) generează pseudo- numere aleatorii pentru a randomiza mișcarea4) pornește „farurile” după ce a stabilit că se află într-o cameră întunecată folosind temporizatoare și declarații IF … THEN Încă lucrez partea „lag”. Are legătură cu timpul de descărcare a condensatorului pentru senzorul de lumină, precum și cu un BS2e supraîncărcat.