Robot s osobnošću koji izbjegava prepreke!: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Za razliku od većine 'robota u roamingu, ovaj zapravo luta na takav način da se zapravo čini da' razmišlja '! S mikrokontrolerom BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp itd.), Nekakvom šasijom, nekoliko senzora i nekim sofisticiranim kodom iz ove upute možete stvoriti robota koji će izvoditi pokrete koje nikada niste programirano u njega! Evo videozapisa (nekako je niske kvalitete, ali radim na tome. (Još uvijek pokušavam razraditi dio koji je prespor.)

Korak 1: Senzori

(Ime?) … Pa, nazovimo to samo Bob. Bob ima pet senzora

• Ultrazvučni daljinomer (poznat i kao "sonar")
• 2 Sharp GP2D12 IC senzora
• 1 standardni IR sklop (o tome kasnije)
• 1 CdS (kadmij sulfid) fotoćelija

Ultrazvučni daljinomer pomaže Bobu da vidi prepreke koje se nalaze točno ispred njega; također mu govore koliko je objekt udaljen od njega. To se može dobiti iz mnogih izvora. Možete ih pronaći s (Parallax; zovu ga "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies i još toliko drugih web lokacija. Bez obzira gdje ih krenuli pronaći, svi koštaju otprilike jednako (~ 30 USD). Dva IC senzora tvrtke Sharp vrlo su jednostavna za uporabu za jednostavno otkrivanje objekata, kao u ovom slučaju. Možete ih nabaviti u svibnju na mrežnim trgovinama, poput onih navedenih gore. Oni pomažu Bobu da uoči prepreke koje ultrazvučni daljinomer ne može; prepreke koje se približavaju stranama šasije. Koštaju oko 12 do 15 dolara, ovisno o tome gdje ih nabavite. "IR sklop" sam sam napravio; vidi korak 2 za sastavljanje. CdS fotoćelija (ili otpornik s promjenjivom svjetlošću, prema vašim željama) služi za otkrivanje promjena u ambijentalnom osvjetljenju. Bob ih koristi kako bi znao kada je u mračnoj ili svijetloj prostoriji. Ako netko tko ima prethodno iskustvo s bilo kojim od Sharp IR rendžera, FYI, oni se neće koristiti za mjerenje stvarne udaljenosti u ovom robotu. Nemam ADC (analogno-digitalni pretvarač), niti ih znam koristiti na taj način. Oni jednostavno daju signal VISOKI ili NISKI mikrokontroleru BS2. Tehnički listovi za Sharp IR -ove, kao i za Ping))) senzor mogu se pronaći na internetu, ali ako ste lijeni poput mene, možete se pomaknuti još malo dolje i tu su!

Korak 2: Hardver, mozak i druge komponente

U redu. Za početak, hardver koji je korišten za ovog robota bio je dio kompleta koji sam dobio. To je komplet "Boe-Bot" iz Parallaxa (https://www. Parallax.com), ali ovaj je dizajn vrlo fleksibilan; možete koristiti bilo koju šasiju koju želite, samo budite sigurni da je 1) ultrazvučni daljinomer na najvišoj nadmorskoj visini na robotu kako ne bi udario u dna ograda itd., i 2) da su IR senzori pod kutom tako da mogu čak otkriti objekte koji su udaljeni oko 1 "od robota. To ga sprječava da udari o rubove stvari koje mogu udariti u kotače. Na šasiju je postavljena Parallaxova Boe-ploča koja je došla s mojim Boe-Botovim kompletom, koji je jednostavno razvojna ploča koja se može koristiti sa bilo kojim mikrokontrolerom Stamp s istim zahtjevima napona i rasporedom pinova. Na internetu postoji mnogo različitih razvojnih ploča Stamp. To je 65 dolara od Parallaxa. Na razvojnoj ploči, kao Bobov mozak, nalazi se BS2e (BASIC Stamp 2 e), koji je u osnovi isti kao BS2, osim s više memorije (RAM i EEPROM). EEPROM je za pohranu programa, a RAM za spremanje varijabli (naravno, privremeno). Bob možda neće biti najbrži mislilac na svijetu (~ 4000 uputstava u sekundi), ali hej, to je dovoljno dobro. Bob se kreće kroz dva servo motora s kontinuiranom rotacijom iz Parallaxa koji, kao i mnogi servo pogoni, imaju MNOGO okretnog momenta. Za sok, on ima 4-ćelijsku bateriju AA (ukupno 6V) spojenu na regulator od 5V na razvojnoj ploči, koji daje stalan izlaz, pogađate, 5V da ne prži komponente. Mnogi robotski uređaji rade na 5V ili 6V napajanju; iz nekog razloga, to je standard. I NE ŽELITE pržiti ove komponente; skupe su. BS2e ima unutarnji regulator, ali nemojte mu davati više od 9 V ako ne koristite razvojnu ploču! Također, ako ne koristite razvojnu ploču (koja uvijek ima regulatore), onda OBAVEZNO upotrijebite regulator od 5 V. NAPOMENA: Što se tiče potrošnje energije, Bob je vrlo pohlepan. Za to upotrijebite PUNJIVE baterije; one traju MNOGO dulje. Koristio sam 4 punjive baterije Energizer po 2500 mA svaka, što definitivno produžuje život.

Korak 3: Sastavljanje kruga osjetnika svjetla

Senzor svjetla zahtijeva krug da bi ga BS2e pravilno koristio. Ovaj krug sam dobio iz jedne od Parallaxovih knjiga (zapravo, one koja je stigla s mojim kompletom). NAPOMENA: PIN 6 JE STVARNO PIN 1; Ovo mora odgovarati kodu ili biste mogli oštetiti druge komponente. PAŽLJIVO TO NE ZBORITE.

Korak 4: Sastavljanje detektora ispuštanja

To se može sastaviti na nekom golom PCB -u. Upravo sam otrčao do RadioShacka i uzeo ga, te odrezao ploču tako da odgovara krugu. Ovaj dio je presudan. Ako ovo zabrljate, jadni Bob može umrijeti. IC detektor je Panasonic PNA4601, ali možete ga nabaviti od RatShacka, kao i otpornike i IC LED diodu. Nije važno koju veličinu infracrvene LED diode dobijete, pazite da to nije IR FOTOTRANZOR. To je potpuno drugi uređaj. Također, morate upotrijebiti termoskupljajuću cijev ili neku vrstu slame (možete je naprskati crnom bojom) kako biste suzili snop IC LED, ali mora biti potpuno prekriven (osim kraja LED) ili senzora neće raditi. Koristio sam plastično kućište iz Parallaxa. LED diodu i kućište možete naručiti na njihovoj web stranici.

Nažalost, frekvencijski raspon na IC detektoru koji sam koristio bio je vrlo širok, što znači da je mnogo skloniji smetnjama. Srećom, RadioShack nudi one koji su podešeni samo na 38Khz, što znači da je manje vjerojatno da će se Bob ponašati čudno oko daljinskih upravljača i drugih uređaja koji koriste IC. DP2D12 su izvrsni jer su praktički bez smetnji zbog napredne optike (leće) i sklopova. U budućim projektima neću koristiti redovne IR detektore. Sharp IR -ovi su bolji od jednostavnih IR prijemnika. NAPOMENA: PIN 8 JE STVARNO PIN 10. PIN 9 JE TOČAN

Korak 5: Bob treba zvuk

Spojite piezo zvučnik na PIN 5 i - na masu. Bob se mora izraziti! Najbolja vrsta piezo -zvučnika za korištenje bila bi površinska. Oni su gotovo uvijek 5 volti. Inače, ako koristite napon ispod 5V, trebat će vam otpornik.

Korak 6: Dodavanje "prednjih svjetala"

Kako bi Bob u mraku izgledao hladnije, uključuje svjetlo kad uđe u mračnu prostoriju. Za to će raditi bilo koja bijela LED dioda. Budući da je sklop tako prokleto jednostavan, samo ću vam reći: samo upotrijebite otpornik od 220 ohma da ograničite struju. I ili naravno, - ide na zemlju.

Korak 7: Napunite Bobov mozak

Evo koda za Boba. Podijeljeno je na sekcije: deklaracije (konstante i varijable), inicijalizacija, 'glavna' petlja i potprogrami. Vrsta programiranja koju sam koristio je FSM (Finite State Machine) zasnovana na supsumciji. U osnovi, ubrzava rad robota i bolje organizira kôd. Ako se želite upustiti u to relativno složeno područje, pročitajte PDF na ovoj stranici. Dodao sam komentare (tekst u zelenoj boji) kako bih lakše identificirao različite dijelove koda. Sve veze na BS2e ponovno su navedene u nastavku

• PIN 0 - 220ohm otpornik na CdS fotoćeliju
• PIN 5 - pozitivni vod piezo zvučnika
• PIN 6 - SIG (signalna) linija lijevo GP2D12 (lijevo kada gledate robota odozgo)
• PIN 8 - SIG linija desnog GP2D12
• PIN 9 - OUT (izlazna) linija IC detektora (senzor ispuštanja)
• PIN 10 - 1Kohm otpornik na pozitivni vod IR LED
• PIN 15 - SIG kabel ultrazvučnog daljinomera

Bobov kod napisan je na takav način da 1) On ili, naravno, izbjegava objekte i padove2) broji koliko je puta svaki od senzora bio aktiviran i određuje nalazi li se na mjestu kojim se ne može manevrirati3) generira pseudo- nasumični brojevi za nasumično kretanje4) uključuje "prednja svjetla" nakon što utvrdi da je u mračnoj prostoriji pomoću mjerača vremena i IF … ONDA još uvijek razrađujem dio "zaostajanja". To ima veze s vremenom pražnjenja kondenzatora za svjetlosni senzor, kao i s preopterećenim BS2e.