Ρομπότ αποφυγής εμποδίων με προσωπικότητα!: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Σε αντίθεση με τα περισσότερα ρομπότ «bots», αυτό περιφέρεται στην πραγματικότητα με τέτοιο τρόπο που φαίνεται να «σκέφτεται»! Με έναν μικροελεγκτή BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp, κ.λπ.), ένα σασί κάποιου είδους, μερικούς αισθητήρες και έναν εκλεπτυσμένο κώδικα από αυτό το διδάσκον, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα ρομπότ που θα εκτελεί κινήσεις που δεν μπορείτε καν προγραμματισμένο σε αυτό! Εδώ είναι ένα βίντεο (είναι κάπως χαμηλής ποιότητας, αλλά το δουλεύω αυτό. (Ακόμα προσπαθώ να επεξεργαστώ το μέρος που είναι πολύ αργό.)

Βήμα 1: Οι αισθητήρες

Το (όνομα;)… Λοιπόν, ας το πούμε Μπομπ. Ο Μπομπ έχει πέντε αισθητήρες

• Υπερηχητικός μετρητής εύρους (γνωστός και ως "σόναρ")
• 2 αισθητήρες IR Sharp GP2D12
• 1 Τυπική Συναρμολόγηση IR (περισσότερα για αυτό αργότερα)
• 1 Φωτοκύτταρο CdS (Sulphide Cadmium)

Το υπερηχητικό εύρετρο εύρους βοηθά τον Μπομπ να βλέπει εμπόδια που βρίσκονται ακριβώς μπροστά του. του λένε επίσης σε τι απόσταση βρίσκεται το αντικείμενο από αυτόν. Αυτό μπορεί να ληφθεί από πολλές πηγές. Μπορείτε να τα βρείτε από (Parallax; το αποκαλούν "Ping")) "), Acroname, HVW Technologies και τόσους άλλους ιστότοπους. Όπου και να πάτε για να τα βρείτε, όλα κοστίζουν περίπου το ίδιο (~ 30 $). Οι δύο αισθητήρες IR που κατασκευάζονται από την Sharp είναι πολύ εύχρηστοι όταν χρησιμοποιούνται για απλή ανίχνευση αντικειμένων όπως στην περίπτωση αυτή. Μπορείτε να τα προμηθευτείτε στα ηλεκτρονικά καταστήματα της may, όπως αυτά που αναφέρονται παραπάνω. Βοηθούν τον Μπομπ να δει εμπόδια που δεν μπορεί να κάνει ο υπερηχητικός αποστασιοδότης. εμπόδια που πλησιάζουν πάρα πολύ στις πλευρές του πύργου. Κοστίζουν περίπου $ 12 έως $ 15 ανάλογα με το πού τα παίρνετε. Το "συγκρότημα IR" έφτιαξα μόνος μου. δείτε το βήμα 2 για τη συναρμολόγηση. Το CdS Photocell (ή αντίσταση μεταβλητής φωτός, όποια κι αν είναι η προτίμησή σας) είναι για τον εντοπισμό αλλαγών στον φωτισμό περιβάλλοντος. Ο Μπομπ τα χρησιμοποιεί για να ξέρει πότε βρίσκεται σε σκοτεινό ή φωτεινό δωμάτιο. Αν κάποιος που έχει προηγούμενη εμπειρία με κάποιο από τα Sharp IR rangers, FYI, δεν χρησιμοποιείται για πραγματική μέτρηση απόστασης σε αυτό το ρομπότ. Δεν έχω ADC (Analog-to-Digital Converter), ούτε ξέρω πώς να τα χρησιμοποιήσω με αυτόν τον τρόπο. Παρέχουν απλώς ένα σήμα HIGH ή LOW στον μικροελεγκτή BS2. Τα φύλλα δεδομένων για τον αισθητήρα Sharp IR καθώς και τον Ping))) μπορούν να βρεθούν στο διαδίκτυο, αλλά αν είστε τεμπέλης όπως εγώ, μπορείτε να μετακινηθείτε λίγο πιο κάτω εκεί!

Βήμα 2: Το υλικό, ο εγκέφαλος και άλλα εξαρτήματα

Εντάξει. Αρχικά, το υλικό που χρησιμοποιήθηκε για αυτό το ρομπότ ήταν μέρος ενός κιτ που πήρα. Είναι το κιτ "Boe-Bot" της Parallax (https://www. Parallax.com), αλλά αυτός ο σχεδιασμός είναι πολύ ευέλικτος. μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποιο σασί θέλετε, απλά να είστε σίγουροι ότι 1) το υπερηχητικό εύρετρο εμβέλειας βρίσκεται στο υψηλότερο ύψος του ρομπότ, ώστε να μην χτυπά κάτω κάγκελα κ.λπ. και 2) οι αισθητήρες IR να είναι υπό γωνία με τέτοιο τρόπο ώστε Μπορούν ακόμη και να ανιχνεύσουν αντικείμενα που απέχουν περίπου 1 "από το ρομπότ. Αυτό το εμποδίζει να χτυπήσει στις άκρες των πραγμάτων που μπορεί να χτυπήσουν στους τροχούς. Τοποθετημένο στο πλαίσιο είναι το Boe-Board της Parallax, το οποίο συνοδεύεται από το κιτ μου Boe-Bot, το οποίο είναι απλά ένας πίνακας ανάπτυξης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με οποιονδήποτε μικροελεγκτή Stamp με τις ίδιες απαιτήσεις τάσης και διάταξη ακίδων. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί πίνακες ανάπτυξης Stamp στο διαδίκτυο. Είναι 65 $ από την Parallax. Στον πίνακα ανάπτυξης, όπως ο εγκέφαλος του Bob, είναι το BS2e (ΒΑΣΙΚΗ Σφραγίδα 2 ε), η οποία είναι βασικά η ίδια με το BS2, εκτός από περισσότερη μνήμη (RAM και EEPROM). Το EEPROM προορίζεται για αποθήκευση προγραμμάτων και η RAM για αποθήκευση των μεταβλητών (προσωρινά, φυσικά). Ο Bob μπορεί να μην να είστε ο ταχύτερος στοχαστής στον κόσμο (~ 4, 000 οδηγίες/δευτερόλεπτο), αλλά γεια, αυτό είναι αρκετά καλό. Ο Μπομπ κινείται μέσω δύο σερβο συνεχούς περιστροφής από την Parallax, τα οποία, όπως κάνουν πολλά σερβίτσια, έχουν ΠΟΛΛΗ ροπή. Για το ζουμί, έχει μια μπαταρία AA 4 τεμαχίων (συνολικά 6V) συνδεδεμένη με τον ρυθμιστή 5V στον πίνακα ανάπτυξης, η οποία δίνει σταθερή έξοδο, όπως υποθέσατε, 5V για να μην τηγανίσει τα εξαρτήματα. Πολλές συσκευές για ρομποτική λειτουργούν είτε με τροφοδοσία 5V είτε με 6V. για κάποιο λόγο, είναι ένα πρότυπο. Και ΔΕΝ θέλετε να τηγανίζετε αυτά τα εξαρτήματα, είναι ακριβά. Το BS2e διαθέτει εσωτερικό ρυθμιστή, αλλά μην του δίνετε περισσότερο από 9V αν δεν χρησιμοποιείτε πίνακα ανάπτυξης! Επίσης, εάν δεν χρησιμοποιείτε πλακέτα ανάπτυξης (που έχει πάντα ρυθμιστές), τότε ΒΕΒΑΙΩΘΕΙΤΕ να χρησιμοποιείτε ρυθμιστή 5V. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, ο Bob είναι πολύ άπληστος. Χρησιμοποιήστε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες γι 'αυτό. διαρκούν πολύ περισσότερο. Χρησιμοποίησα 4 επαναφορτιζόμενες Energizer @ 2500ma η κάθε μία, που σίγουρα παρατείνει τη ζωή.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση του κυκλώματος αισθητήρα φωτός

Ο αισθητήρας φωτός απαιτεί ένα κύκλωμα για να το χρησιμοποιήσει σωστά το BS2e. Πήρα αυτό το κύκλωμα ακριβώς από ένα από τα βιβλία της Parallax (στην πραγματικότητα, αυτό που ήρθε με το κιτ μου). ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Ο PIN 6 ΕΙΝΑΙ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ PIN 1. ΑΥΤΟ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΤΑΙΡΙΑΖΕΙ ΤΟΝ ΚΩΔΙΚΟ OR ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΒΛΑΒΕΤΕ ΑΛΛΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ. ΝΑ ΠΡΟΣΕΧΕΤΕ ΝΑ ΜΗΝ ΣΤΕΡΝΕΤΕ ΑΥΤΟ.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση του ανιχνευτή πτώσης

Αυτό μπορεί να συναρμολογηθεί σε κάποιο γυμνό PCB. Μόλις έτρεξα στο RadioShack και πήρα ένα, και τράβηξα τον πίνακα για να χωρέσει το κύκλωμα. Αυτό το μέρος είναι ΠΡΟΣΟΧΗ. Αν το μπερδέψεις, ο καημένος ο Μπομπ μπορεί να πεθάνει. Ο ανιχνευτής IR είναι ένας Panasonic PNA4601, αλλά μπορείτε να τον προμηθευτείτε από το RatShack, καθώς και τις αντιστάσεις και το LED IR. Δεν έχει σημασία τι μέγεθος IR LED παίρνετε, αλλά βεβαιωθείτε ότι δεν είναι IR PHOTOTRANSISTOR. Είναι εντελώς διαφορετική συσκευή. Επίσης, πρέπει να χρησιμοποιήσετε σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας ή κάποιο είδος καλαμάκι (μπορείτε να το ψεκάσετε με μαύρο ψεκασμό) για να περιορίσετε τη δέσμη του IR LED, αλλά πρέπει να καλυφθεί πλήρως (εκτός από το τέλος του LED) ή τον αισθητήρα δεν θα δουλέψει. Χρησιμοποίησα ένα πλαστικό περίβλημα από την Parallax. Μπορείτε να παραγγείλετε το LED και το περίβλημα στον ιστότοπό τους.

Δυστυχώς, το εύρος συχνοτήτων στον ανιχνευτή IR που χρησιμοποίησα ήταν πολύ μεγάλο, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πολύ πιο επιρρεπές σε παρεμβολές. Ευτυχώς, το RadioShack προσφέρει αυτά που έχουν ρυθμιστεί μόνο στα 38Khz, πράγμα που σημαίνει ότι ο Bob είναι λιγότερο πιθανό να συμπεριφέρεται περίεργα σε τηλεχειριστήρια και άλλες συσκευές που χρησιμοποιούν IR. Τα DP2D12 είναι εξαιρετικά γιατί είναι ουσιαστικά χωρίς παρεμβολές λόγω της προηγμένης οπτικής (των φακών) και των κυκλωμάτων. Σε μελλοντικά έργα, δεν θα χρησιμοποιώ κανονικούς ανιχνευτές IR. Τα Sharp IR είναι προτιμότερα από τους απλούς δέκτες IR. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Ο PIN 8 ΕΙΝΑΙ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ PIN 10. Ο PIN 9 ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΟΣ

Βήμα 5: Ο Bob χρειάζεται ήχο

Συνδέστε ένα πιεζοηχείο στο PIN 5 και - στη γείωση. Ο Μπομπ πρέπει να εκφραστεί! Το καλύτερο είδος πιεζοηχείου για χρήση θα ήταν ένα επιτοίχιο στήριγμα. Είναι σχεδόν πάντα 5 βολτ. Διαφορετικά, εάν χρησιμοποιείτε ένα ονομαστικό κάτω από 5V, θα χρειαστείτε μια αντίσταση.

Βήμα 6: Προσθήκη του «Προβολέα»

Για να κάνει τον Μπομπ να φαίνεται πιο δροσερός στο σκοτάδι, ανάβει έναν προβολέα όταν μπαίνει σε ένα σκοτεινό δωμάτιο. Οποιοδήποτε λευκό LED θα λειτουργήσει για αυτό. Δεδομένου ότι το κύκλωμα είναι τόσο απλό, θα σας πω: χρησιμοποιήστε μια αντίσταση 220ohm για να περιορίσετε το ρεύμα. Και ή φυσικά, - πηγαίνει στο έδαφος.

Βήμα 7: Γεμίστε τον εγκέφαλο του Bob

Εδώ είναι ο κωδικός για τον Μπομπ. Χωρίζεται σε ενότητες: δηλώσεις (σταθερές και μεταβλητές), αρχικοποίηση, «κύριος» βρόχος και υπορουτίνες. Ο τύπος προγραμματισμού που χρησιμοποίησα είναι η αρχιτεκτονική FSM (Πεπερασμένη κατάσταση μηχανής) που βασίζεται σε υποκατάληψη. Βασικά, κάνει το ρομπότ να τρέχει πιο γρήγορα και οργανώνει καλύτερα τον κώδικα. Αν θέλετε να μπείτε σε αυτό το σχετικά περίπλοκο πεδίο, διαβάστε το PDF σε αυτήν τη σελίδα. Έχω προσθέσει σχόλια (το κείμενο με πράσινο χρώμα) για να βοηθήσω στον εντοπισμό διαφορετικών τμημάτων του κώδικα. Όλες οι συνδέσεις με το BS2e αναφέρονται ξανά παρακάτω

• PIN 0 - Αντίσταση 220ohm στο φωτοκύτταρο CdS
• PIN 5 - θετικό προβάδισμα του πιεζοηχείου
• PIN 6 - Γραμμή SIG (σήμα) του αριστερού GP2D12 (αριστερά όταν κοιτάζετε το ρομπότ από ψηλά)
• PIN 8 - Γραμμή SIG του δεξιού GP2D12
• PIN 9 - γραμμή OUT (έξοδος) του ανιχνευτή IR (αισθητήρας απόρριψης)
• PIN 10 - Αντίσταση 1Kohm στο θετικό καλώδιο του IR LED
• PIN 15 - SIG μολύβδου υπερηχητικού αποστασιομετρητή

Ο κώδικας του Μπομπ γράφεται με τέτοιο τρόπο ώστε 1) Αυτός, ή φυσικά, αποφεύγει αντικείμενα και πτώσεις2) μετράει τον αριθμό των φορών που ενεργοποιήθηκε ο καθένας από τους αισθητήρες και καθορίζει εάν βρίσκεται σε σημείο που δεν μπορεί να ελιχθεί σε 3) δημιουργεί ψευδο- 4) ανάβει "προβολείς" αφού διαπιστώσει ότι βρίσκεται σε σκοτεινό δωμάτιο χρησιμοποιώντας χρονοδιακόπτες και ΑΝ … ΤΟΤΕ δηλώσεις Εξακολουθώ να επεξεργάζομαι το τμήμα "καθυστέρηση". Έχει να κάνει με τον χρόνο εκφόρτισης του πυκνωτή για τον αισθητήρα φωτός, καθώς και με ένα υπερφορτωμένο BS2e.