Qochish roboti: Qochish uchun RC avtomobili: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Loyihaning asosiy maqsadi - mavjud robotlardan ajralib turadigan va haqiqiy va innovatsion sohada ishlatilishi mumkin bo'lgan robot yaratish edi.

Shaxsiy tajribaga asoslanib, Escape Game-da amalga oshiriladigan mashina shaklidagi robotni yasashga qaror qilindi. Har xil komponentlar tufayli o'yinchilar boshqaruvchidagi jumboqni echib mashinani yoqishi, mashinaning traektoriyasini boshqarishi va xonadan qochish uchun yo'lda kalit olishlari mumkin edi.

Bu loyiha Université Libre de Bruxelles (ULB) va Vrije Universiteit Bryussel (V. U. B.) Belgiyada berilgan Mexatronika kursining bir qismi bo'lganligi sababli, boshida bir nechta talablar qo'yilgan, masalan:

• Mexanika, elektronika va dasturlash sohalarini qo'llash va birlashtirish
• Byudjet 200 evro
• Yangi narsa keltiradigan tugagan va ishlaydigan robotga ega bo'lish

Va u haqiqiy hayotdan qochish o'yinlari seanslarida, ba'zida ketma-ket bir nechta seanslarda ishlatilgandek, yana bir nechta talablar bajarilishi kerak edi:

• Avtonomiya: o'yin cheklovlarini hurmat qilish uchun robotni yarim avtonom qilish yo'lini topish
• Foydalanuvchi uchun qulay: foydalanish uchun qulay, kameraning teskari aloqasi bo'lgan ekranning mavjudligi
• Chidamlilik: zarbalarni yutishga qodir kuchli materiallar
• Xavfsizlik: o'yinchilar robot bilan bevosita aloqada emas

1 -qadam: Asosiy tushuncha va motivatsiya

Kirish qismida tushuntirilgandek, bu loyihaning asosiy kontseptsiyasi yarim avtonom robotni yaratish va qurishdir, uni avval qochish o'yinining o'yinchilari boshqaradi, keyin esa boshqaruvni futbolchilardan qaytarib olishga qodir.

Bu tamoyil quyidagicha: bir guruh do'stlaringiz bilan xonada qulflanganingizni tasavvur qiling. Xonadan chiqishning yagona yo'li - kalitni topish. Kalit sizning oyoqlaringiz ostida, qorong'i oraliq qavatda joylashgan labirintda yashiringan. Bu kalitni olish uchun sizda uchta narsa bor: masofadan boshqarish pulti, xarita va ekran. Masofadan boshqarish pulti boshqaruv pultining tugmachalarida o'ylab topilgan jumboqni yechish orqali siz allaqachon oraliq qavatda turgan mashinani boshqarishga imkon beradi. Bu topishmoqni hal qilganingizdan so'ng, mashina yoqiladi (5 -qadam: Kodlash - loop () 'deb nomlangan asosiy funktsiya) va siz berilgan xarita yordamida mashinani labirint orqali boshqarishni boshlashingiz mumkin. Robotning oldiga o'rnatilgan kamera tufayli ekran avtomobilni ko'rgan narsalarini jonli tarzda namoyish etadi, shuning uchun sizga traektoriyalarni va eng muhimi kalitni ko'rishga yordam beradi. Robotning pastki qismidagi magnit tufayli kalitni qo'lga kiritganingizdan so'ng, labirintning oxiriga yetganingizda, siz kalitni olib, qamalgan xonadan qochib keta olasiz.

Shunday qilib, robotning asosiy komponentlari:

1. Masofadan boshqarish pultida hal qilinadigan topishmoq
2. O'yinchilar tomonidan robotni masofadan boshqarish pulti yordamida boshqarish
3. Kamera tomonidan to'g'ridan -to'g'ri olingan videoga asoslangan boshqaruv displeyi

Chunki bunday o'yinlarda asosiy cheklov - bu vaqt (ko'pchilik qochish o'yinlarida muvaffaqiyat qozonish uchun sizda 30 minutdan 1 soatgacha vaqt bor), robot tagiga sensor o'rnatilgan va ulangan, shuning uchun agar siz o'yinchi sifatida oshib ketsangiz. ma'lum bir vaqtda (bizning holatimizda 30 daqiqa), robot boshqaruvni qaytaradi va portsiyani o'zi tugatadi, shunda siz o'yin taymeri tugashidan oldin xonaning kalitini olish imkoniyatiga ega bo'lasiz (bizning holatda 1) soat)

Bundan tashqari, mashina to'liq qorong'i xonada bo'lgani uchun, yorug'lik signallari erdan o'qilishi uchun sensorlar yonida LEDlar o'rnatiladi.

Ushbu guruh loyihasining asosiy maqsadi bozorda mavjud bo'lgan narsalarga asoslanish, shaxsiy qiymat qo'shish orqali o'zgartirish va uni qiziqarli va interaktiv maydonda ishlatish edi. Aslida, Bryusseldagi (Belgiya) muvaffaqiyatli qochish xonasi bilan aloqada bo'lganimizdan so'ng, biz qochish o'yinlari nafaqat tobora ommalashib borayotganini, balki ularda interaktivlik yo'qligini va mijozlar etarli emasligidan shikoyat qilishlarini aniqladik. oyin.

Biz shuning uchun o'yinchilarni haqiqatan ham o'yinning bir qismi bo'lishga taklif qilib, berilgan talablarga javob beradigan robot haqidagi g'oyani ishlab chiqishga harakat qildik.

Mana, robotda sodir bo'layotgan voqealarning qisqacha mazmuni

Avtonom bo'lmagan qism: masofadan boshqarish pulti qabul qilgich orqali Arduino bilan bog'langan. O'yinchilar masofadan boshqarish pultini boshqaradilar va shuning uchun dvigatellarni boshqaradigan Arduino -ni boshqaradilar. Arduino o'yin boshlanishidan oldin yoqiladi, lekin o'yinchilar masofadan boshqarish pultidagi jumboqni hal qilganda asosiy funktsiyaga kiradi. IR simsiz kamera allaqachon yoqilgan (yoqish/o'chirish yoqilganda "butun" (Arduino tomonidan boshqariladi) bilan bir vaqtda yoqilgan). O'yinchilar mashinani masofadan boshqarish pulti bilan boshqaradilar: ular tezlik va yo'nalishni boshqaradilar (5 -qadam: oqim sxemasi). Asosiy funksiya kiritilganda ishga tushadigan taymer 30 daqiqaga teng bo'lsa, tekshirgichdan boshqarish o'chiriladi.

- Avtonom qism: boshqaruvni Arduino boshqaradi. 30 daqiqadan so'ng, IQ chizig'ini kuzatuvchi sensori erni kesib o'tishni boshlaydi.

2 -qadam: Materiallar va asboblar

MATERIAL

Elektron qismlar

• Mikrokontroller:

  • Arduino UNO
  • Arduino motorli qalqoni - Reyxelt - 22,52 evro

• Sensorlar:

  IR chizig'ini kuzatuvchi - Mak Xobbi - 16,54 evro

• Batareyalar:

  6x 1,5V batareya

• Boshqa:

  • Protoboard
  • Simsiz kamera (qabul qilgich) - Banggood - 21.63 €
  • Masofadan boshqarish pulti (uzatuvchi + qabul qiluvchi) - Amazon - 36,99 €
  • Zaryadlovchi dock (Qi qabul qiluvchisi) - Reichelt - 22.33 € (ishlatilmaydi - 7 -qadam. Xulosa)
  • LED - Amazon - 23,60 evro

Mexanik qism

• DIY avtomobil shassi to'plami - Amazon - 14.99 €

  • Ishlatilgan:

    • 1x kalit
    • 1x g'ildirak g'ildiragi
    • 2x g'ildiraklar
    • 2x doimiy dvigatel
    • 1x batareya ushlagichi

  • Ishlatilmagan:

    • 1x avtomobil shassisi
    • 4x M3*30 vint
    • 4x L12 ajratgich
    • 4x mahkamlagich
    • 8x M3*6 vint
    • M3 yong'oq
• Magnit - Amazon - 9,99 evro

• Boltlar, yong'oqlar, vintlardek

  • M2*20
  • M3*12
  • M4*40
  • M12*30
  • barcha tegishli yong'oqlar

• 3D bosma buyumlar:

  • 5x buloqlar
  • 2x motorni aniqlash
  • 1x L shaklidagi chiziq izini aniqlash

• Lazer bilan kesilgan qismlar:

  • 2x dumaloq tekis plastinka
  • 5x to'rtburchaklar kichik tekis plastinka

TOOL

• Mashinalar:

  • 3D printer
  • Lazerli kesuvchi
• Tornavidalar
• Qo'l matkapchi
• Laym
• Elektron lehim

3 -qadam: (Lazerli) kesish va (3D) bosib chiqarish

Biz ba'zi qismlarni olish uchun lazerni kesish va 3D bosib chiqarish texnikasini qo'lladik. Siz barcha SAPR fayllarini quyidagi fayldan topishingiz mumkin

Lazerli kesuvchi

Robotning ikkita asosiy fiksatori lazer bilan kesilgan: (Material = MDF karton 4 mm)

- robotning asosini (yoki shassisini) yaratish uchun 2 ta yumaloq tekis disk

- Mexanik va elektron komponentlarni joylashtirish uchun ikkita diskda bir nechta teshiklar

- ikkita shassi plitasi orasidagi buloqlarni mahkamlash uchun 5 ta to'rtburchaklar kichik plastinkalar

3D printer (Ultimakers va Prusa)

Robotning turli elementlari ularga bir vaqtning o'zida qarshilik va egiluvchanlik berish uchun 3D bosilgan: (Material = PLA)- 5 ta buloq: buloqlar bloklar shaklida bosilganligini, shuning uchun ularni topshirish uchun ariza berish kerakligini unutmang. ularning "bahor" shakllari!

- Dvigatellarni tuzatish uchun 2 ta to'rtburchaklar bo'shliqli qism

- Line-trekerni joylashtirish uchun L shaklidagi bo'lak

4 -qadam: elektronikani yig'ish

Elektron eskizlarda ko'rib turganingizdek, Arduino kutilganidek elektron qismning markaziy qismidir.

Connexion Arduino - chiziq izdoshi: (tegishli izdosh eskizi)

Connexion Arduino - Motors: (tegishli umumiy eskiz - chapda)

Connexion Arduino - masofadan boshqarish pulti qabul qiluvchisi: (tegishli umumiy eskiz - yuqoriga qarang)

Connexion Arduino - LEDlar: (tegishli umumiy eskiz - chapda)

Protoboard 5V va GND portlar sonini ko'paytirish va barcha ulanishlarni osonlashtirish uchun ishlatiladi.

Bu qadam eng oson emas, chunki u yuqorida ko'rsatilgan talablarni bajarishi kerak (avtonomiya, foydalanuvchilar uchun qulaylik, mustahkamlik, xavfsizlik) va elektr zanjiri alohida e'tibor va ehtiyot choralarini talab qiladi.

5 -qadam: kodlash

Kodlash qismi Arduino, dvigatellar, masofadan boshqarish pulti, chiziqli kuzatuvchi va LEDlarga tegishli.

Siz kodni topishingiz mumkin:

1. O'zgaruvchilar deklaratsiyasi:

• RC qabul qiluvchisi tomonidan ishlatilgan pin deklaratsiyasi
• DC Motors tomonidan ishlatiladigan pin deklaratsiyasi
• LEDlar tomonidan ishlatiladigan pin deklaratsiyasi
• "Riddle" funktsiyasi tomonidan ishlatiladigan o'zgaruvchilar deklaratsiyasi
• IQ sensorlar tomonidan ishlatiladigan pin deklaratsiyasi
• IR Deck tomonidan ishlatiladigan o'zgaruvchilar deklaratsiyasi

2. Boshlash funktsiyasi: har xil pin va LEDlarni ishga tushirish

'Setup ()' funktsiyasi

3. Dvigatellarning vazifasi:

• 'Turn_left ()' funktsiyasi
• 'Turn_right ()' funktsiyasi
• "CaliRobot ()" funktsiyasi

4. Funktsiya chizig'ini kuzatuvchi: robotning yarim avtonom harakati paytida oldingi 'CaliRobot ()' funktsiyasidan foydalanadi.

'Follower ()' funktsiyasi

5. Masofadan boshqarish pultining vazifasi (topishmoq): o'yinchilarga taqdim etilgan jumboqning to'g'ri echimini o'z ichiga oladi

'Riddle ()' funktsiyasi

6. Asosiy tsikl funktsiyasi: o'yinchilarga jumboq echimini topgach, mashinani boshqarishga imkon beradi, taymerni ishga tushiradi va taymer 30 daqiqadan oshib ketganda raqamli (masofadan boshqariladigan) raqamli (avtonom) rejimga o'tadi.

'Loop ()' funktsiyasi

Kodning asosiy jarayoni yuqoridagi jadvalda tushuntirilgan, asosiy funktsiyalari ajratilgan.

Siz ushbu loyihaning butun kodini Arduino IDE ishlab chiqish interfeysi yordamida yozilgan.ino biriktirilgan faylda topishingiz mumkin.

6 -qadam: yig'ish

Bizda barcha komponentlar lazerli kesilgan, 3D bosilgan va tayyor: biz hamma narsani yig'a olamiz!

Birinchidan, biz 3D bosilgan buloqlarni diametri boltli, buloqlar ichidagi teshiklar diametriga teng bo'lgan to'rtburchaklar lazerli kesilgan plastinkalarga o'rnatamiz.

5 ta kamon kichik plastinkalarga o'rnatilgandan so'ng, biz ularni pastki shassis plastinkasiga kichikroq murvat bilan mahkamlashimiz mumkin.

Ikkinchidan, biz dvigatellarni kichik bosgichli shassi plastinkasi ostiga, 3D bosilgan dvigatellarni mahkamlashimiz mumkin.

Ular tuzatilgandan so'ng, biz pastki g'ildirak plitasining teshiklari ichidagi dvigatellarga ikkita g'ildirakni o'rnatamiz.

Uchinchidan, biz g'ildirak g'ildiragini pastki shassi plitasi ostiga, kichik murvat bilan, pastki shassi plitasi gorizontal holatda o'rnatamiz.

Endi biz boshqa barcha komponentlarni tuzatamiz

• Pastki shassi plitasi:

  • Quyida:

    • Chiziq kuzatuvchisi
    • LED

  • Ustida:

    • Masofadan boshqarish pulti qabul qiluvchisi
    • Arduino va dvigatel qalqoni
    • LED

• Yuqori shassi plitasi:

  • Quyida:

    Kamera

  • Ustida:

    • Batareyalar
    • Yoqish/o'chirish tugmasi

Nihoyat, biz ikkita shassi plitasini birgalikda yig'ishimiz mumkin.

E'tibor bering: Barcha komponentlarni yig'ishda ehtiyot bo'ling! Bizning holatda, ikkita shassi plitasini yig'ish paytida kamon uchun kichik plastinkalardan biri shikastlangan, chunki u juda nozik edi. Biz yana katta kenglikdan boshladik. Lazer kesish paytida (shuningdek, 3D -printerda) kuchli materiallardan foydalanganingizga ishonch hosil qiling va bo'laklaringiz juda nozik yoki juda mo'rt bo'lmasligi uchun o'lchamlarini tekshiring.

7 -qadam: Xulosa

Barcha komponentlar yig'ilgandan so'ng (barcha komponentlar yaxshi mahkamlanganligiga va tushish xavfi yo'qligiga ishonch hosil qiling), kamera qabul qilgichi ekranga ulangan (ya'ni televizor ekraniga) va batareyalar (6x 1,5V). batareya ushlagichi, siz hamma narsani sinab ko'rishga tayyormiz!

Biz batareyalarni (6x 1,5V) portativ batareyaga almashtirish orqali loyihani bir qadam oldinga surishga harakat qildik:

• zaryadlash moslamasini qurish (simsiz zaryadlovchi zaryadlovchi stantsiyasiga o'rnatiladi (rasmlarga qarang));
• portativ batareyaga qabul qilgichni (Qi qabul qilgich) qo'shish (rasmlarga qarang);
• Arduino -da funktsiyani yozish, robotni zaryadlash joyiga etib borish va batareyani zaryad qilish uchun teskari yo'nalishda erdagi chiziqni kuzatishni so'raydi, shunda butun robot keyingi o'yin seansiga avtonom tarzda tayyor bo'ladi.

Loyiha tugashidan oldin batareyalarni portativ batareyaga almashtirishda muammolarga duch kelganimizda (eslatma: bu loyihani ULB/VUB professorlarimiz nazorat qilishgan, shuning uchun bizda hurmat qilish muddati bor edi), biz yakuniy sinovni o'tkaza olmadik. robot Shunday bo'lsa -da, bu erda kompyuterdan (USB ulanishi) ishlaydigan va masofadan boshqarish pulti tomonidan boshqariladigan robotning videosini topishingiz mumkin.

Shunday bo'lsa-da, biz maqsad qilgan barcha qo'shimcha qiymatlarga erisha oldik:- Chidamlilik- dumaloq shakl- yoqish jumbog'i- boshqaruv tugmasi (masofadan-> avtonom) Agar bu loyiha sizning e'tiboringizni va qiziqishingizni saqlagan bo'lsa, biz juda Siz nima qilayotganingizni, bizdan farqli o'laroq qilganingizni va avtonom zaryadlash jarayonida muvaffaqiyat qozonganingizni ko'rishni xohlaysiz!

Bu loyiha haqida o'z fikringizni bildirishdan tortinmang!