Robot unikający przeszkód z osobowością!: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W przeciwieństwie do większości wędrujących „botów”, ten wędruje w taki sposób, że wydaje się „myśleć”! Z mikrokontrolerem BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp itp.), pewnego rodzaju podwoziem, kilkoma czujnikami i wyrafinowanym kodem z tej instrukcji, możesz stworzyć robota, który wykona ruchy, których nawet nigdy nie zaprogramowane w nim! Oto wideo (jest trochę niskiej jakości, ale pracuję nad tym. (Wciąż próbuję zrozumieć, że jest zbyt wolny).

Krok 1: Czujniki

To (imię?)… Cóż, nazwijmy to po prostu Bob. Bob ma pięć czujników

• Dalmierz ultradźwiękowy (inaczej „sonar”)
• 2 czujniki podczerwieni Sharp GP2D12
• 1 Standardowy zespół IR (więcej na ten temat później)
• 1 CdS (siarczek kadmu) Fotokomórka

Dalmierz ultradźwiękowy pomaga Bobowi dostrzec przeszkody znajdujące się tuż przed nim; mówią mu również, w jakiej odległości od niego znajduje się przedmiot. Można to uzyskać z wielu źródeł. Można je znaleźć w (Parallax; nazywają to "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies i wielu innych witrynach. Bez względu na to, gdzie je znajdziesz, wszystkie kosztują mniej więcej tyle samo (~ 30 USD). Dwa czujniki podczerwieni firmy Sharp są bardzo łatwe w użyciu, gdy są używane do prostego wykrywania obiektów, jak w tym przypadku. Możesz je kupić w wielu sklepach internetowych, takich jak te wymienione powyżej. Pomagają Bobowi dostrzec przeszkody, których dalmierz ultradźwiękowy nie może; przeszkody, które zbliżają się zbyt blisko boków podwozia. Kosztują od 12 do 15 USD w zależności od tego, gdzie je dostajesz. „Zgromadzenie IR” sam wykonałem; patrz krok 2 dla montażu. Fotokomórka CdS (lub rezystor zmienny światło, niezależnie od preferencji) służy do wykrywania zmian w oświetleniu otoczenia. Bob używa ich, aby wiedzieć, kiedy jest w ciemnym lub jasnym pokoju. Jeśli ktoś, kto ma wcześniejsze doświadczenie z którymkolwiek z Rangersów Sharp IR, FYI, nie jest używany do rzeczywistego pomiaru odległości w tym robocie. Nie mam przetwornika ADC (przetwornika analogowo-cyfrowego), ani nie wiem, jak z nich korzystać w ten sposób. Po prostu dostarczają sygnał HIGH lub LOW do mikrokontrolera BS2. Arkusze danych dla czujnika Sharp IR oraz czujnika Ping))) można znaleźć w sieci, ale jeśli jesteś leniwy jak ja, możesz przewinąć trochę dalej i oto one!

Krok 2: Sprzęt, mózg i inne komponenty

Ok. Na początek sprzęt użyty do tego robota był częścią zestawu, który dostałem. Jest to zestaw "Boe-Bot" firmy Parallax (https://www. Parallax.com), ale ten projekt jest bardzo elastyczny; możesz użyć dowolnej obudowy, tylko upewnij się, że 1) dalmierz ultradźwiękowy znajduje się na najwyższym poziomie robota, aby nie uderzał w dno poręczy itp., oraz 2) czujniki IR są ustawione pod takim kątem, aby mogą nawet wykrywać obiekty oddalone o około 1 cal od robota. Dzięki temu nie uderza on w krawędzie przedmiotów, które mogą uderzyć w koła. Na podwoziu zamontowana jest deska Boe-Board firmy Parallax, która została dostarczona z moim zestawem Boe-Bot, który jest po prostu płytka rozwojowa, która może być używana z dowolnym mikrokontrolerem Stamp z tymi samymi wymaganiami dotyczącymi napięcia i układem pinów. W Internecie jest wiele różnych płyt rozwojowych Stamp. To jest 65 USD od Parallax. Na płycie rozwojowej, jak mózg Boba, jest BS2e (BASIC Stamp 2 e), który jest zasadniczo taki sam jak BS2, z wyjątkiem większej ilości pamięci (RAM i EEPROM). EEPROM służy do przechowywania programu, a RAM służy do przechowywania zmiennych (oczywiście tymczasowo). Bob może nie być najszybszym myślicielem na świecie (~4 000 instrukcji/s), ale hej, to wystarczy. Bob porusza się za pomocą dwóch serwomechanizmów o ciągłym obrocie firmy Parallax, które, jak wiele serw, mają DUŻY moment obrotowy. Do soku ma 4-ogniwową baterię AA (łącznie 6 V) podłączoną do regulatora 5 V na płytce rozwojowej, co daje stałą moc wyjściową, zgadliście, 5 V, aby nie smażyć komponentów. Wiele urządzeń do robotyki jest zasilanych napięciem 5 V lub 6 V; z jakiegoś powodu to standard. I NIE chcesz smażyć tych komponentów; są drogie. BS2e ma wewnętrzny regulator, ale nie podawaj więcej niż 9 V, jeśli nie używasz płytki rozwojowej! Ponadto, jeśli nie używasz płyta rozwojowa (która zawsze ma regulatory), a następnie UPEWNIJ się, że używasz regulatora 5 V. UWAGA: Jeśli chodzi o zużycie energii, Bob jest bardzo chciwy. Użyj do tego akumulatorów RECHARGEABLE; wytrzymują DUŻO dłużej. Użyłem 4 akumulatorów Energizer po 2500 mA każdy, co zdecydowanie przedłuża życie.

Krok 3: Montaż obwodu czujnika światła

Czujnik światła wymaga obwodu, aby BS2e mógł go prawidłowo wykorzystać. Mam ten obwód prosto z jednej z książek Parallax (właściwie tej, która była dołączona do mojego zestawu). UWAGA: PIN 6 JEST FAKTYCZNIE PIN 1; TO MUSI ODPOWIADAĆ KODOWI, W przeciwnym razie MOŻESZ USZKODZIĆ INNE ELEMENTY. UWAŻAJ, ABY TEGO NIE ZBADZIĆ.

Krok 4: Montaż detektora dropoff

Można to połączyć na jakiejś gołej płytce drukowanej. Po prostu podbiegłem do RadioShack i wziąłem jeden, i przyciąłem płytkę, aby pasowała do obwodu. Ta część jest KLUCZOWA. Jeśli to zepsujesz, biedny Bob może umrzeć. Detektor podczerwieni to Panasonic PNA4601, ale można je dostać z RatShack, podobnie jak rezystory i diodę IR. Nie ma znaczenia, jaki rozmiar diody IR otrzymasz, ale upewnij się, że nie jest to FOTOTRANSTOR IR. To CAŁKOWICIE inne urządzenie. Ponadto należy użyć rurki termokurczliwej lub jakiejś słomy (można ją pomalować natryskowo na czarno), aby zawęzić wiązkę diody IR, ale musi być całkowicie przełączona (z wyjątkiem końca diody) lub czujnik nie będzie działać. Użyłem plastikowej obudowy firmy Parallax. Diodę i obudowę można zamówić na ich stronie internetowej.

Niestety zakres częstotliwości na detektorze IR, którego użyłem, był bardzo szeroki, co oznacza, że jest znacznie bardziej podatny na zakłócenia. Na szczęście RadioShack oferuje tylko te dostrojone do 38 kHz, co oznacza, że Bob jest mniej skłonny do zachowywania się dziwnie w pobliżu pilotów i innych urządzeń korzystających z podczerwieni. DP2D12 są świetne, ponieważ są praktycznie wolne od zakłóceń dzięki zaawansowanej optyce (soczewki) i obwodom. W przyszłych projektach nie będę używał zwykłych detektorów IR. Sharp IR jest lepszy od prostych odbiorników IR. UWAGA: PIN 8 JEST FAKTYCZNIE PIN 10. PIN 9 JEST POPRAWNY

Krok 5: Bob potrzebuje dźwięku

Podłącz głośnik piezo do PIN 5 i - do masy. Bob musi się wyrazić! Najlepszym rodzajem głośnika piezoelektrycznego do montażu powierzchniowego. Prawie zawsze mają 5 woltów. W przeciwnym razie, jeśli użyjesz jednego o napięciu znamionowym poniżej 5 V, będziesz potrzebować rezystora.

Krok 6: Dodawanie „reflektora”

Aby Bob wyglądał fajniej w ciemności, włącza reflektor, gdy wchodzi do ciemnego pokoju. Dowolna biała dioda LED będzie do tego działała. Ponieważ obwód jest tak cholernie prosty, powiem ci tylko: po prostu użyj rezystora 220 omów, aby ograniczyć prąd. I lub oczywiście - idzie na ziemię.

Krok 7: Napełnij mózg Boba

Oto kod dla Boba. Jest podzielony na sekcje: deklaracje (stałe i zmienne), inicjalizacja, pętla „główna” i podprogramy. Rodzaj programowania, którego użyłem, to architektura oparta na subsumpcji FSM (maszyna skończona). Zasadniczo sprawia, że robot działa szybciej i lepiej organizuje kod. Jeśli chcesz zapuścić się w tę stosunkowo złożoną dziedzinę, przeczytaj plik PDF na tej stronie. Dodałem komentarze (tekst w kolorze zielonym), aby pomóc zidentyfikować różne części kodu. Wszystkie połączenia z BS2e są ponownie wymienione poniżej

• PIN 0 - Rezystor 220ohm do fotokomórki CdS
• PIN 5 - dodatnie wyprowadzenie głośnika piezo
• PIN 6 - linia SIG (sygnał) lewej GP2D12 (lewa patrząc na robota z góry)
• PIN 8 - linia SIG prawego GP2D12
• PIN 9 - linia OUT (wyjściowa) czujki IR (czujnik spadku)
• PIN 10 - Rezystor 1Kohm do dodatniego przewodu diody IR
• PIN 15 - przewód SIG dalmierza ultradźwiękowego

Kod Boba jest napisany w taki sposób, że 1) on, lub oczywiście, unika obiektów i zrzutów2) zlicza, ile razy każdy z czujników został wyzwolony i określa, czy znajduje się w miejscu, którym nie można manewrować3) generuje pseudo- losowe liczby w celu losowania ruchu4) włącza „reflektory” po ustaleniu, że znajduje się w ciemnym pokoju za pomocą timerów i JEŚLI…THEN wypowiedzi Ciągle pracuję nad częścią „opóźnienia”. Ma to związek z czasem rozładowania kondensatora czujnika światła, a także z przeciążonym BS2e.