Proiect BOTUS: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Acest instructable va descrie robotul BOTUS, care a fost construit ca un proiect de termen pentru primul nostru an de inginerie la Universitatea de Sherbrooke, în Sherbrooke, Quebec, Canada. BOTUS înseamnă roBOT Universite de Sherbrooke sau, așa cum ne place să-l numim, roBOT Under Skirt:) Proiectul care ne-a fost propus a constat în găsirea unei aplicații interesante pentru controlul vocal. Unul dintre membrii noștri fiind fan al roboticii și urmând urmele proiectului nostru anterior *, am decis să construim un robot controlat de la distanță care să utilizeze comanda vocală ca o caracteristică suplimentară pentru persoanele care nu sunt obișnuite să manipuleze telecomenzile complexe cu butoane multiple (cu alte cuvinte, non-jucători;)). Echipa responsabilă de realizarea robotului este compusă din (în ordine alfabetică): - Alexandre Bolduc, inginerie informatică - Louis-Philippe Brault, inginerie electrică - Vincent Chouinard, Inginerie electrică - JFDuval, Inginerie electrică - Sebastien Gagnon, Inginerie electrică - Simon Marcoux, Inginerie electrică - Eugene Morin, Inginerie informatică - Guillaume Plourde, Inginerie informatică - Simon St-Hilaire, Inginerie electrică În calitate de studenți, nu avem exact un buget nelimitat. Acest lucru ne-a forțat să refolosim o mulțime de material, de la policarbonat la baterii și la componente electronice. Oricum, voi înceta să mai merg și să vă arăt din ce este făcută această bestie! Notă: Pentru a păstra spiritul de partajare, toate schemele pentru PCB-ul, precum și codul care acționează robotul vor fi furnizate în acest instructiv … Bucură-te! * Vezi Cameleo, robotul care schimbă culoarea. Acest proiect nu a fost finalizat la termen, observați mișcările inegale, dar am reușit totuși să primim o mențiune pentru inovație pentru funcția noastră „Color Matching”.

Pasul 1: O evoluție rapidă a robotului

La fel ca multe proiecte, BOTUS a trecut prin mai multe etape de evoluție înainte de a deveni ceea ce este acum. În primul rând, a fost realizat un model 3D pentru a da o idee mai bună despre designul final tuturor celor implicați. Ulterior, a început prototiparea, prin realizarea unei platforme de testare. După validarea faptului că totul funcționează bine, am început construcția robotului final, care a trebuit să fie modificat de câteva ori. Forma de bază nu a fost modificată. Am folosit policarbonat pentru a susține toate cardurile electronice, MDF ca bază și tubulatură ABS ca turn central care susține senzorii de distanță în infraroșu și ansamblul camerei noastre.

Pasul 2: Mișcări

Inițial, robotul era echipat cu două motoare Maxon care alimentau două roți cu role. Deși robotul s-a putut mișca, cuplul furnizat de motoare a fost prea mic și a trebuit să fie condus la maxim în orice moment, ceea ce a redus acuratețea mișcărilor robotului. Pentru a rezolva această problemă, am refolosit două Scapă motoarele P42 din efortul Eurobot 2008 al JFDuval. Trebuiau montate pe două cutii de viteze personalizate, iar roțile sunt schimbate în două roți pentru scuter.).

Pasul 3: Grippers

Graferele sunt, de asemenea, rezultatul recuperării. Au făcut inițial parte dintr-un ansamblu de brațe robotizat folosit ca instrument de predare. Un servo a fost adăugat pentru a-i permite să se rotească, în plus față de capacitatea sa de a apuca. Suntem destul de norocoși, deoarece prizele aveau un dispozitiv fizic care le împiedica să se deschidă prea mult sau să se închidă prea strâns (deși după un „test cu degetul”, ne-am dat seama că avea o aderență destul de bună …).

Pasul 4: Cameră și senzori

Principala caracteristică a robotului, cel puțin pentru proiectul care ni s-a dat, a fost camera, care trebuia să poată privi în jur și să permită un control precis al mișcării sale. Soluția pe care ne-am stabilit a fost un ansamblu simplu Pan & Tilt, care constă din două servouri lipite artistic împreună (hmmm) pe care se află o cameră foto foarte înaltă disponibilă pe eBay pentru aproximativ 20 $ (heh …). Comanda noastră vocală ne-a permis să mutăm camera cu cele două axe furnizate de servo. Ansamblul în sine este montat deasupra „turnului” nostru central, combinat cu un servo montat puțin descentrat, a permis camerei să privească în jos și să vadă prizele, ajutând operatorul cu manevrele sale. De asemenea, am echipat BOTUS cu 5 infraroșii. senzori de distanță, montați pe partea laterală a turnului central, permițându-le o bună „vedere” a părții frontale și laterale a robotului. Raza de acțiune a senzorului frontal este de 150cm, senzorii laterali au o rază de acțiune de 30cm, iar cei diagonali au o rază de acțiune de până la 80cm.

Pasul 5: Dar ce zici de creier?

Ca orice robot bun, al nostru avea nevoie de un creier. O placă de control personalizată a fost concepută pentru a face exact acest lucru. Supranumită „Colibri 101” (care înseamnă Hummingbird 101 deoarece este mică și eficientă, desigur), placa include mai mult decât suficiente intrări analogice / digitale, unele module de putere pentru roți, un afișaj LCD și un modul XBee care este utilizat pentru comunicații fără fir. Toate aceste module sunt controlate de un microcip PIC18F8722. Placa a fost proiectată voluntar pentru a fi foarte compactă, atât pentru a economisi spațiu în robot, cât și pentru a economisi material PCB. Majoritatea componentelor de pe placă suntem eșantioane, ceea ce ne-a permis să diminuăm costul total al PCB-ului. Plăcile în sine au fost realizate gratuit de AdvancedCircuits, așa că le mulțumesc pentru sponsorizare. Notă: Pentru a păstra spiritul de partajare, veți găsi schemele, fișierele Cadsoft Eagle pentru designul plăcii și codul C18 pentru microcontroler aici și aici.

Pasul 6: Putere

Acum, toate aceste lucruri sunt destul de îngrijite, dar are nevoie de ceva suc pentru a rula. Pentru aceasta, ne-am îndreptat din nou către robotul Eurobot 2008, dezbrăcându-l de bateriile sale, care se întâmplă să fie un nanofosfat de litiu-ion 36V Dewalt cu 10 celule A123. Acestea sunt inițial donate de DeWALT Canada. În timpul prezentării noastre finale, bateria a durat aproximativ 2,5 ore, ceea ce este foarte respectabil.

Pasul 7: Dar … Cum controlăm lucrurile?

Aici intervine partea „oficială” a termenului de proiect. Din păcate, deoarece diversele module pe care le-am folosit pentru a ne filtra vocea și a le converti în comenzi vocale au fost proiectate de Universitatea de Sherbrooke, nu le voi putea descrie cu multe detalii. Cu toate acestea, vă pot spune că tratăm vocea printr-o serie de filtre, care permit unui FPGA să recunoască, în funcție de starea fiecărei ieșiri pe care o dau filtrele noastre, ce fonem a fost pronunțat de operator. studenții noștri din ingineria computerelor au proiectat o interfață grafică care prezintă toate informațiile colectate de robot, inclusiv fluxul video live. (Din păcate, acest cod nu este inclus) Aceste informații sunt transmise prin modulul XBee de pe Colibri 101, care sunt apoi primite de un alt modul XBee, care apoi trece printr-un convertor Serial-to-USB (planurile pentru această placă sunt, de asemenea, incluse în fișierul.rar) și sunt apoi recepționate de program. Operatorul folosește un Gamepad obișnuit pentru a transmite comenzile de mișcare / gripper către robot și o cască pentru a controla camera. Iată un exemplu al robotului în acțiune:

Pasul 8: Concluzie

Ei bine, cam atât. Chiar dacă acest instructable nu descrie în detaliu modul în care am construit robotul nostru, ceea ce probabil nu v-ar ajuta, băieți din cauza materialelor destul de „unice” pe care le-am folosit, vă încurajez cu tărie să folosiți schemele și codul pe care le-am furnizat pentru a inspira dvs. în construirea propriului robot! Dacă aveți întrebări sau ajungeți să creați un robot cu ajutorul lucrurilor noastre, am fi fericiți să știm! Vă mulțumim pentru lectură! PS: Dacă nu aveți chef să mă votați, aruncați o privire la proiectul lui Jerome Demers aici sau chiar la proiectul JFDuval disponibil prin pagina sa personală aici. Dacă vreunul dintre ei câștigă, aș putea înscrie câteva piese tăiate cu laser;)