Napravite robota za trkače u labirintu: 3 koraka (sa slikama)

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

Roboti za rješavanje labirinta potječu iz 1970-ih. Od tada IEEE održava natjecanja u rješavanju labirinta koja se zovu Natjecanje mikro miša. Cilj natjecanja je dizajnirati robota koji što je moguće brže pronađe sredinu labirinta. Algoritmi koji se koriste za brzo rješavanje labirinta obično spadaju u tri kategorije; nasumično pretraživanje, mapiranje labirinta i desni ili lijevi zid slijedeći metode.

Najfunkcionalnija od ovih metoda je metoda slijeđenja zidova. U ovoj metodi robot slijedi desni ili lijevi bočni zid u labirintu. Ako je izlazna točka spojena na vanjske zidove labirinta, robot će pronaći izlaz. Ova bilješka o aplikaciji koristi sljedeću metodu desnog zida.

Hardver

Ova aplikacija koristi:

• 2 Oštra analogna senzora udaljenosti
• Senzor za praćenje
• Enkoder
• Motori i vozač motora
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Regulator napona, šasija robota.

Koristit ćemo analogni senzor udaljenosti za određivanje udaljenosti do desne i prednje stijenke. Sharp senzori udaljenosti popularan su izbor za mnoge projekte koji zahtijevaju točna mjerenja udaljenosti. Ovaj IR senzor je ekonomičniji od sonarskih daljinomera, ali pruža mnogo bolje performanse od ostalih IC alternativa. Postoji nelinearni, obrnuti odnos između izlaznog napona senzora i izmjerene udaljenosti. Grafikon koji prikazuje odnos između izlaza senzora i izmjerene udaljenosti prikazan je na slici 1.

Bijela linija nasuprot crnoj boji postavljena je kao meta. Senzor za praćenje koristit ćemo za otkrivanje bijele crte. Senzor za praćenje ima pet analognih izlaza, a na izlazne podatke utječe udaljenost i boja otkrivenog objekta. Otkrivene točke s većom infracrvenom refleksijom (bijela) uzrokovat će veću izlaznu vrijednost, a niža infracrvena refleksija (crna) uzrokovat će nižu izlaznu vrijednost.

Za izračunavanje udaljenosti koju robot prelazi koristit ćemo kolor kotač pololu. Ova ploča kvadratnog kodera dizajnirana je za rad s pololu mikromotornim motorima s prijenosnikom. Funkcionira držeći dva infracrvena senzora refleksije unutar glavčine kotača Pololu 42 × 19 mm i mjereći kretanje dvanaest zuba uz rub kotača.

Ploča upravljačkog programa motora (L298N) koristi se za upravljanje motorima. Igle INx koriste se za usmjeravanje motora, a ENx pinovi za podešavanje brzine motora.

Također, regulator napona se koristi za smanjenje napona iz baterije do 5V.

Korak 1: Opis algoritma

Ovaj Instructable uključuje metodu slijedećeg zida. To se temelji na organiziranju prioriteta smjera preferiranjem krajnje desnog smjera. Ako robot ne može otkriti zid s desne strane, skreće udesno. Ako robot otkrije desni zid, a ispred njega nema zida, ide naprijed. Ako postoji zid s desne strane robota i sprijeda, on se okreće ulijevo.

Važna napomena je da nema zida za referencu nakon što se robot okrenuo udesno. Stoga se "skretanje udesno" postiže u tri koraka. Krećite se naprijed, skrenite desno, krenite naprijed.

Osim toga, prilikom kretanja naprijed robot mora držati udaljenost od zida. To se može učiniti podešavanjem jednog motora da bude brži ili sporiji od drugog. Konačno stanje dijagrama toka prikazano je na slici 10.

Maze Runner Robot može se vrlo lako implementirati s jednim GreenPAK-om za konfiguriranje miješanog signala (CMIC). Možete proći sve korake da biste razumjeli kako je GreenPAK čip programiran za upravljanje robotom Maze Runner. Međutim, ako samo želite jednostavno stvoriti Maze Runner Robot bez razumijevanja svih unutarnjih sklopova, preuzmite GreenPAK softver za pregled već dovršene Mape Runner Robot GreenPAK datoteke za dizajn. Uključite svoje računalo u GreenPAK Development Kit i hit program za stvaranje prilagođenog IC -a za upravljanje vašim Maze Runner Robotom. Sljedeći će korak raspravljati o logici koja se nalazi u datoteci dizajna robota Maze Runner Robot GreenPAK za one koji su zainteresirani za razumijevanje kako krug funkcionira.

Korak 2: GreenPAK dizajn

Dizajn GreenPAK sastoji se od dva dijela. Ovi su:

• Tumačenje / obrada podataka sa senzora udaljenosti
• ASM stanja i izlazi motora

Tumačenje / obrada podataka sa senzora udaljenosti

Važno je tumačiti podatke senzora udaljenosti. Pokreti robota promišljaju se prema izlazima senzora udaljenosti. Budući da su senzori udaljenosti analogni, koristit ćemo ACMP -ove. Položaj robota u odnosu na zid određuje se usporedbom napona senzora s unaprijed određenim pragovima.

Koristit ćemo 3 ACMP -a;

• Za otkrivanje prednje stjenke (ACMP2)
• Za otkrivanje desnog zida (ACMP0)
• Za zaštitu udaljenosti od desnog zida (ACMP1)

Budući da ACMP0 i ACMP1 ovise o istom senzoru udaljenosti, koristili smo isti IN+ izvor za oba usporednika. Stalna promjena signala može se spriječiti davanjem ACMP1 25mv histereze.

Signale smjera možemo odrediti na temelju izlaza ACMP -a. Krug prikazan na slici 12 prikazuje dijagram toka prikazan na slici 7.

Na isti način, krug koji pokazuje položaj robota u odnosu na desnu stijenku prikazan je na slici 13.

ASM stanja i izlazi motora

Ova aplikacija koristi Asinhroni državni stroj ili ASM za upravljanje robotom. U ASM -u postoji 8 stanja i 8 izlaza u svakom stanju. Izlazni RAM može se koristiti za podešavanje ovih izlaza. Države su navedene u nastavku:

• Početak
• Kontrolirati
• Odmaknite se od desnog zida
• Blizu desnog zida
• Skrenite lijevo
• Pomicanje naprijed-1
• Skrenuti desno
• Pomicanje naprijed-2

Ta stanja određuju izlaz vozaču motora i usmjeravaju robota. Za svaki motor postoje 3 izlaza iz GreenPAK -a. Dva određuju smjer motora, a drugi izlaz određuje brzinu motora. Kretanje motora prema ovim izlazima prikazano je u sljedećim tablicama:

Izlazni RAM ASM -a izveden je iz ovih tablica. Prikazano je na slici 14. Osim pogona motora, postoje još dva izlaza. Ti izlazi idu u odgovarajuće blokove odgode kako bi robotu omogućili prijeći određenu udaljenost. Izlazi ovih blokova kašnjenja također su spojeni na ASM ulaze.

PWM -ovi su korišteni za podešavanje brzine motora. ASM je korišten za određivanje PWM -a na kojem će motor raditi. Signali PWMA-S i PWMB-S postavljeni su na bitove za odabir mux-a.

3. korak:

U ovom projektu stvorili smo robota za rješavanje labirinta. Tumačili smo podatke s više senzora, kontrolirali stanje robota s GreenPAK -ovim ASM -om i upravljali motorima s pogonom motora. Općenito, u takvim se projektima koriste mikroprocesori, ali GreenPAK ima nekoliko prednosti u odnosu na MCU: manji je, pristupačniji i može obraditi izlaz senzora brže od MCU -a.