ربات جلوگیری از مانع با شخصیت!: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

برخلاف بیشتر ربات های رومینگ ، این یکی در واقع به گونه ای پرسه می زند که در واقع به نظر می رسد "فکر" می کند! با استفاده از یک میکروکنترلر BASIC Stamp (Basic Atom ، Parallax Basic Stamps ، Coridium Stamp و غیره) ، نوعی شاسی ، چند سنسور و برخی کد های پیچیده از این دستورالعمل ، می توانید یک ربات ایجاد کنید که حرکاتی را که حتی هرگز انجام نمی دهید ، اجرا کند. در اینجا یک ویدیو وجود دارد (کیفیت آن پایین است ، اما من روی آن کار می کنم. (من هنوز در تلاش هستم تا قسمتی را که خیلی کند است ، کار کنم).

مرحله 1: سنسورها

(نام؟)… خوب ، بگذارید آن را باب صدا کنیم. باب دارای پنج سنسور است

• فاصله سنج التراسونیک (معروف به "سونار")
• 2 سنسور شارپ GP2D12 IR شارپ
• 1 مونتاژ استاندارد IR (در مورد این بعداً)
• 1 فتوسل CdS (سولفید کادمیوم)

فاصله سنج مافوق صوت به باب کمک می کند موانعی را که درست در مقابل او قرار دارد ، ببیند. آنها همچنین به او می گویند فاصله جسم از او چقدر است. این را می توان از منابع زیادی بدست آورد. شما می توانید آنها را از (Parallax ؛ آنها آن را "پینگ"))) ") ، Acroname ، HVW Technologies و بسیاری سایتهای دیگر پیدا کنید. صرف نظر از جایی که برای یافتن آنها می روید ، همه آنها تقریباً یکسان هستند (30 دلار آمریکا). استفاده از دو سنسور IR ساخته شده توسط Sharp هنگام تشخیص ساده اشیاء مانند این مورد بسیار آسان است. می توانید آنها را در فروشگاه های آنلاین may ، مانند موارد ذکر شده در بالا ، تهیه کنید. آنها به باب کمک می کنند موانعی را که فاصله سنج مافوق صوت نمی تواند ببیند ، ببیند. موانعی که بیش از حد به کناره های chasis نزدیک می شوند. بسته به جایی که آنها را تهیه می کنید ، هزینه آنها حدود 12 تا 15 دلار است. "مجمع مادون قرمز" را خودم ساختم. برای مونتاژ به مرحله 2 مراجعه کنید. CdS Photocell (یا مقاومت متغیر در نور ، هر چه ترجیح می دهید) برای تشخیص تغییرات در نور محیط است. باب با استفاده از آنها می داند که در یک اتاق تاریک یا روشن است. اگر کسی که تجربه قبلی با هر یک از رنجرهای شارپ IR ، FYI داشته باشد ، از او برای اندازه گیری فاصله واقعی در این ربات استفاده نمی شود. من ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) ندارم ، همچنین نمی دانم چگونه از آنها به این شکل استفاده کنم. آنها به سادگی یک سیگنال HIGH یا LOW به میکروکنترلر BS2 ارائه می دهند. برگه های داده برای حسگر IR Sharp و Ping))) را می توانید در شبکه پیدا کنید ، اما اگر مانند من تنبل هستید ، می توانید کمی بیشتر به پایین بروید و در آنجا باشید!

مرحله 2: سخت افزار ، مغز و سایر اجزاء

خوب. برای شروع ، سخت افزاری که برای این ربات استفاده شد بخشی از کیتی بود که من دریافت کردم. این کیت "Boe-Bot" از Parallax (https://www. Parallax.com) است ، اما این طرح بسیار انعطاف پذیر است. می توانید از هر شاسی دلخواه خود استفاده کنید ، فقط مطمئن باشید 1) فاصله سنج مافوق صوت در بالاترین ارتفاع روی ربات قرار دارد تا به نرده ها و غیره برخورد نکند و 2) سنسورهای IR به گونه ای زاویه دار شده اند که آنها حتی می توانند اجسامی را که حدود 1 اینچ از ربات فاصله دارند ، تشخیص دهند. این باعث می شود تا به لبه های چیزهایی که ممکن است به چرخ ها برخورد کنند برخورد نشود. روی شاسی نصب شده است Boe-Board Parallax که همراه با کیت Boe-Bot من آمده است ، که به سادگی یک تخته توسعه که می تواند با هر میکروکنترلر Stamp با الزامات ولتاژ یکسان و طرح پین مورد استفاده قرار گیرد. بسیاری از تخته های توسعه Stamp در اینترنت وجود دارد. 65 دلار از Parallax است. روی تخته توسعه ، به عنوان مغز باب ، BS2e (BASIC Stamp 2 e) ، که اساساً مشابه BS2 است ، مگر با حافظه بیشتر (RAM و EEPROM). EEPROM برای ذخیره برنامه و RAM برای ذخیره متغیرها (البته به طور موقت) است. Bob ممکن است سریع ترین متفکر جهان باشید (4000 پوند دستورالعمل در ثانیه) ، اما سلام ، این به اندازه کافی خوب است باب از طریق دو سروو چرخشی پیوسته از Parallax حرکت می کند که مانند بسیاری از سروها گشتاور زیادی دارند. برای آب میوه ، او دارای یک باتری 4 سلولی AA (در مجموع 6 ولت) است که به تنظیم کننده 5 ولت در صفحه توسعه متصل شده است ، که خروجی ثابت آن ، همانطور که حدس زده اید ، 5 ولت است تا اجزا سرخ نشوند. بسیاری از دستگاه های روباتیک با منبع تغذیه 5 ولت یا 6 ولت کار می کنند. به دلایلی ، این یک استاندارد است و شما نمی خواهید این اجزا را سرخ کنید ؛ گران هستند. BS2e دارای تنظیم کننده داخلی است ، اما اگر از برد توسعه استفاده نمی کنید ، بیش از 9 ولت به آن ندهید! همچنین ، اگر از تابلوی توسعه (که همیشه دارای تنظیم کننده است) ، پس مطمئن شوید که از تنظیم کننده 5 ولت استفاده می کنید. توجه: در مورد مصرف برق ، باب بسیار حریص است. برای این کار از باتری های قابل شارژ استفاده کنید ؛ آنها بسیار بیشتر دوام می آورند. من از 4 عدد قابل شارژ Energizer @ 2500ma استفاده کردم. ، که قطعاً عمر را طولانی می کند.

مرحله 3: مونتاژ مدار سنسور نور

سنسور نور به مدار نیاز دارد تا BS2e از آن به درستی استفاده کند. من این مدار را مستقیماً از یکی از کتابهای Parallax (در واقع همان کتابی که همراه کیت من بود) دریافت کردم. توجه: پین 6 در واقع پین 1 است ؛ این باید با کد مطابقت داشته باشد یا ممکن است به اجزای دیگر آسیب برساند. مراقب باشید که آن را بالا نبرید.

مرحله 4: مونتاژ آشکارساز Dropoff

این را می توان روی مقداری PCB برهنه قرار داد. من فقط به RadioShack دویدم و یکی از آنها را گرفتم و تخته را برای مدار مناسب کردم. این قسمت ضروری است. اگر این را به هم بزنید ، باب بیچاره ممکن است بمیرد. آشکارساز IR یک PNA4601 پاناسونیک است ، اما می توانید آنها را از RatShack و همچنین مقاومت ها و LED IR دریافت کنید. مهم نیست که چه اندازه LED IR دریافت می کنید ، مطمئن شوید که یک IR PHOTOTRANSISTOR نیست. این یک دستگاه کاملاً متفاوت است. همچنین ، برای باریک کردن پرتو IR IR ، باید از لوله های حرارتی کوچک یا نوعی نی (می توانید آن را با رنگ سیاه اسپری کنید) استفاده کنید ، اما باید کاملاً پوشانده شود (به جز انتهای LED) یا سنسور کار نخواهد کرد. من از یک پوشش پلاستیکی از Parallax استفاده کردم. می توانید LED و بدنه را در وب سایت آنها سفارش دهید.

متأسفانه ، محدوده فرکانس آشکارساز IR که من استفاده کردم بسیار وسیع بود ، به این معنی که بسیار مستعد تداخل است. خوشبختانه RadioShack مواردی را که فقط روی 38Khz تنظیم شده اند ارائه می دهد ، این بدان معناست که Bob کمتر در کنترل های از راه دور و سایر دستگاه هایی که از IR استفاده می کنند عجیب عمل می کند. DP2D12 بسیار عالی است زیرا عملاً بدون تداخل به دلیل اپتیک پیشرفته (لنزها) و مدار. در پروژه های آینده ، من از آشکارسازهای IR معمولی استفاده نخواهم کرد. IR های شارپ بر گیرنده های IR ساده ترجیح داده می شوند. توجه: پین 8 در واقع پین 10 است. پین 9 صحیح است

مرحله 5: باب به صدا نیاز دارد

یک بلندگوی پیزو را به PIN 5 و - به زمین وصل کنید. باب باید خودش را بیان کند! بهترین نوع پیزو اسپیکر برای نصب روی سطح می باشد. آنها تقریباً 5 ولت هستند. در غیر این صورت ، اگر از درجه زیر 5 ولت استفاده می کنید ، به مقاومت نیاز دارید.

مرحله 6: اضافه کردن "چراغ جلو"

برای اینکه باب در تاریکی سردتر به نظر برسد ، وقتی وارد اتاق تاریکی می شود چراغ جلو را روشن می کند. هر LED سفید برای این کار می کند. از آنجا که مدار بسیار ساده است ، من فقط به شما می گویم: فقط از یک مقاومت 220 اهم برای محدود کردن جریان استفاده کنید. و یا البته ، - به زمین می رود.

مرحله 7: مغز باب را پر کنید

در اینجا کد باب آمده است. این بخش به بخش هایی تقسیم می شود: اعلان ها (ثابت ها و متغیرها) ، مقداردهی اولیه ، حلقه "اصلی" و زیر روال ها. نوع برنامه نویسی که من استفاده کردم معماری مبتنی بر Subsumption-based FSM (Machine State Machine) است. اساساً ، باعث می شود ربات سریعتر کار کند و کد را بهتر سازماندهی کند. اگر می خواهید وارد آن حوزه نسبتاً پیچیده شوید ، PDF این صفحه را بخوانید. من برای کمک به شناسایی قسمت های مختلف کد ، نظراتی (متن سبز رنگ) اضافه کرده ام. همه اتصالات به BS2e دوباره در زیر لیست شده است

• PIN 0 - مقاومت 220 اهم به فتوسل CdS
• پین 5 - سرب مثبت بلندگوی پیزو
• پین 6 - خط SIG (سیگنال) سمت چپ GP2D12 (در سمت چپ هنگام مشاهده روبات از بالا)
• پین 8 - خط SIG سمت راست GP2D12
• پین 9 - خط خروجی (خروجی) آشکارساز IR (سنسور خروج)
• پین 10 - مقاومت 1 کیلو اهم به سرب مثبت LED IR
• پین 15 - سرب SIG فاصله سنج اولتراسونیک

کد باب به گونه ای نوشته شده است که 1) او یا از اجسام اجتناب می کند و 2) تعداد دفعات فعال شدن هر یک از سنسورها را می شمارد و تعیین می کند که آیا او در نقطه ای است که نمی توان در آن مانور داد 3) تولید شبه اعداد تصادفی برای تصادفی سازی حرکت 4) "چراغهای جلو" را روشن می کند پس از تشخیص اینکه او با استفاده از تایمر و اگر … در اتاق تاریک است … پس از آن من هنوز قسمت "تاخیر" را کار می کنم. این مربوط به زمان تخلیه خازن برای سنسور نور و همچنین BS2e است که بیش از حد بار شده است.