Swarm Bots: montaż i transport kooperacyjny: 13 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Cześć wszystkim, Ta instrukcja dotyczy „Roju Botów: montaż i transport kooperacyjny”, w którym możemy zbudować własnego robota głównego i niewolnika, niewolnik będzie podążał za robotem głównym, a my będziemy sterować robotem głównym za pomocą naszego smartfona. To fajny projekt, po prostu wypróbuj swój geek elektroniki w tobie i bawić się robotyką. Spróbuję wielu zdjęć, filmów, krótkich wyjaśnień na temat tego projektu, aby uzyskać jasny pomysł.

Dlaczego COBOT różni się od Swarm i normalnego bota znajdziesz tutaj

1. WSTĘP

1.1 Czym właściwie jest robotyka Swarm

1. Robotyka roju to nowe podejście do koordynacji systemów wielorobotowych, które składają się z dużej liczby w większości prostych robotów fizycznych.

2. Podejście to pojawiło się w dziedzinie sztucznej inteligencji roju, a także w badaniach biologicznych owadów, mrówek i innych dziedzin w przyrodzie, w których występuje zachowanie roju.

3. Swarm Robotics to rozwijająca się dziedzina robotyki kolektywnej, która wykorzystuje w pełni rozproszony paradygmat kontroli i stosunkowo proste roboty, aby osiągnąć skoordynowane zachowanie na poziomie grupy.

4. Systemy robotyki roju są samoorganizujące się, co oznacza, że konstruktywne zbiorowe (lub makroskopowe) zachowanie wyłania się z indywidualnych (lub mikroskopijnych) decyzji podejmowanych przez roboty.

Krok 1: Pochodzenie roju i odniesienia w filmach

1.2 Pochodzenie roju 1. Większość badań nad inteligencją roju jest inspirowana tym, jak roje natury, takie jak owady społeczne, ryby czy ssaki, wchodzą ze sobą w interakcje w prawdziwym roju.

2. Roje te różnią się wielkością od kilku osobników żyjących na małych obszarach naturalnych do wysoce zorganizowanych kolonii, które mogą zajmować duże terytoria i składać się z ponad milionów osobników.

3. Zachowania grupowe pojawiające się w rojach wykazują dużą elastyczność i odporność, takie jak planowanie ścieżek, budowanie gniazd, przydzielanie zadań i wiele innych złożonych zachowań zbiorowych w różnych rojach przyrody.

4. Osobniki w roju przyrody wykazują bardzo słabe zdolności, jednak w całym roju mogą pojawić się złożone zachowania grupowe, takie jak migracja stad ptaków i ławic ryb oraz żerowanie kolonii mrówek i pszczół, jak pokazano na ryc. buduj kolonie, ptaki roją się w poszukiwaniu pożywienia, pszczoły zbierają miód.

Krok 2: OKREŚLENIE PROBLEMU

1. Wstęp

W tym rozdziale będziemy pracować nad dwoma głównymi celami naszego projektu, tj. samodzielnym montażem i transportem kooperacyjnym. W przypadku samodzielnego montażu dwa roboty będą montować w szyku, a w transporcie kooperacyjnym te dwa boty będą transportować blok z miejsca na miejsce.

1.1.1 Samodzielny montaż robotów roju

Naszym celem jest kontrolowanie grupy s-botów w sposób w pełni autonomiczny w taki sposób, aby lokalizowały, zbliżały się i łączyły z obiektem.

1.2 Transport Spółdzielczy

W pracy poruszono problem

a) jak sterować oddzielnymi s-botami, aby autonomicznie łączyć się z obiektem i/lub ze sobą, oraz

b) jak sterować rojem-botem lub zbiorem roju-botów, aby przetransportować obiekt w kierunku celu.

Projekt i użyteczność hybrydowej architektury sterowania do sterowania samoskładającą się grupą s-botów zaangażowanych w kooperacyjne zadanie transportowe były już badane w symulacji. Problem został rozłożony na podproblemy sterowania działaniami.

1. S-boty, które potrafią się same składać. Zmontowane s-boty, które są w stanie zlokalizować cel podczas transportu.

2. Zmontowane s-boty, które nie są w stanie zlokalizować celu podczas transportu. Użyj jednego mikrokontrolera nadrzędnego i podrzędnego.

3. Połączenie optycznego czujnika unikającego z robotem roju.

4. Rozwinięta komunikacja SPI pomiędzy robotami roju.

5. Synchronizacja pomiędzy dwoma robotami roju. Ograniczony transport przedmiotu to jedyne ograniczenie naszego projektu.

Krok 3: METODOLOGIA

Pięć głównych bloków projektu roju składa się z

A) Arduino Master & Slave: Master i Slave to dwa boty oparte na arduino, które współpracują ze sobą, aby wykonać pożądane zadanie - w naszym przypadku transport ciężkich przedmiotów. Master kontroluje ruch i działania slave'a poprzez moduł RF wyjaśniony w następnej części.

B) Moduł RF (nrf24l01): Komunikacja między urządzeniem nadrzędnym i podrzędnym odbywa się za pośrednictwem modułu radiowego. Master wysyła żądane polecenie przez moduł nadajnika, które jest odbierane i śledzone przez Slave przez podłączony do niego moduł odbiornika.

C) Unikanie przeszkód: To oko botów. Omijacz przeszkód pomaga botom unikać niechcianych przeszkód, a także zapobiega kolizjom ze sobą. Składa się z systemu fotodiod i diod LED, które są umieszczone odpowiednio na urządzeniu nadrzędnym i podrzędnym

D) Jedna osłona: Pierwsza część to osłona, która jest fizycznie połączona z płytą Arduino i działa jako bezprzewodowy pośrednik, przesyłając dane między Arduino a dowolnym smartfonem z systemem Android przez Bluetooth. Jest to platforma oprogramowania i aplikacja na smartfony z systemem Android, która zarządza komunikacją między naszą tarczą a smartfonem i umożliwia wybór między różnymi dostępnymi tarczami.

E) LV-MaxSonar: Nasze czujniki ultradźwiękowe są w powietrzu, bezdotykowe wykrywanie obiektów i czujniki odległości, które wykrywają obiekty w obszarze. Na czujniki te nie ma wpływu kolor ani inne wizualne cechy wykrytego obiektu. Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują dźwięk o wysokiej częstotliwości do wykrywania i lokalizacji obiektów w różnych środowiskach.

Krok 4: INTERFEJS Z KOMPONENTAMI

Swarm Boty: Opis przypięcia do montażu i transportu kooperacyjnego

A. opis pinów nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3,3V !!! NIE 5V

3 - CE na pin Arduino 9

4 - CSN na pin Arduino 10

5 - SCK do pinu Arduino 13

6 - MOSI na pin Arduino 11

7 - MISO do pinu Arduino 12

8 - NIEUŻYWANY

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Pin danych - A5

C. Układ scalony sterownika silnika L293D

LeftMotorForward - D7 (cyfrowy pin 7)

Lewy silnik wsteczny - D6

Prawy silnik do przodu - D5

Prawy silnik wsteczny - D4

D. Fotodioda (opcjonalnie)

VCC-5V

GND

Pin danych - D0

Możesz podłączyć pin zgodnie z projektem PCB, ale konieczne jest wprowadzenie niezbędnych zmian w kodzie.

Uwaga: Ludzie będą mieli problemy z połączeniem się i uruchomieniem programu przy pierwszej próbie, proszę przejść przez wszystkie połączenia i kod poprawnie, a następnie spróbować ponownie.

Krok 5: PROGRAMOWANIE

Hackster.io

Uwaga: Poniższy załączony plik txt zawiera program Master.ino i Slave.ino. Weź odniesienie z kodu, zrozum działanie, a następnie prześlij go do odpowiedniego master arduino i slave arduino:)

Krok 6: OBUDOWA I PCB I PROTOTYPOWANIE

Możesz wziąć każdą sprawę dla swojego robota

Płytka zawiera nrF, czujnik unikania przeszkód, baterię, układ scalony L293D. Nie musisz robić PCB, wystarczy, że na płycie purfowej połączysz każdy element i przylutujesz

Krok 7: TESTOWANIE CZUJNIKA UNIKANIA PRZESZKODY

Krok 8: TESTOWANIE NADAJNIKA NRF24L01

Uwaga: przepraszam za znak wodny w filmie;)

Krok 9: TESTOWANIE DZIAŁANIA POJEDYNCZEGO BOTA I 1 TAŚMY

Krok 10: Avengers zbierają się do końcowych testów

Krok 11: TESTY KOŃCOWE

Krok 12: WNIOSEK

1. Nasz Projekt opiera się zasadniczo na naturalnym zachowaniu Roju pszczół lub Roju mrówek, które skutecznie i wydajnie wykonują powierzone im zadanie.

2. Koordynacja pomiędzy Masterem i botem Slave jest skuteczna w realizacji zadania jakim jest Object Transportation

3. Tutaj używany jest tylko 1 bot Master i 1 Slave, co nakłada ograniczenie na rozmiar obiektu, który można przetransportować ze źródła do miejsca docelowego.

4. Po zakończeniu samodzielnego montażu transport obiektu jest łatwym i niezawodnym procesem.

5. Korzystanie z botów bezprzewodowych sprawia, że para Master i Slave Bot jest poręczna w użyciu.

PRZYSZŁY ZAKRES

1. Zwiększając liczbę Niewolników, można przeprowadzić Transport Większych i Cięższych obiektów.

2. Te roboty roju mogą być używane do różnych operacji ratowniczych, w których sytuacje nie sprzyjają interwencji ludzi.

3. Wykorzystanie Swarm Robotics może zostać rozszerzone na służbę Narodowi poprzez Służby Wojskowe. Zmniejszy to liczbę ofiar wojny.

Krok 13: DZIĘKUJĘ:)

Bardzo dziękuję za poświęcony czas na zapoznanie się z tą instrukcją

Mam nadzieję, że zrobiłem krótkie wyjaśnienie tego projektu, aby każdy mógł łatwo zrozumieć projekt i stworzyć swój własny. Ponieważ jest to trochę skomplikowany projekt, początkowo możesz napotkać problem podczas łączenia, kodowania i testowania. Po prostu postępuj zgodnie z krokami jeden po drugim i wyeliminuj wiersz błędu, nie przesyłaj bezpośrednio kodu i zacznij działać. Kod jest również ogólnym kodem, ludzie mogą być zmuszeni do wprowadzania zmian zgodnie z twoimi wymaganiami.

Proponuję najpierw zakodować jeden komponent interfejsu i przetestować go, a następnie dodać kolejny kod i przetestować. Pomoże to lepiej. Weź jakieś odniesienie z google, ponieważ mój kod również nie jest w 100% poprawny. W końcu jestem też nowicjuszem w arduino i programowaniu, dlatego starałem się jak najlepiej.

Mam nadzieje ze ci się podobało:)

Proszę Ulubione ten Instruktaż

Proszę GŁOSUJ na mnie w konkursie ROBOT

Pozdrawiam