Yuguruvchi labirint robotini yarating: 3 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Labirint echadigan robotlar 1970-yillardan paydo bo'lgan. O'shandan beri, IEEE "Sichqoncha tanlovi" deb nomlangan labirint hal qilish musobaqalarini o'tkazib kelmoqda. Tanlovning maqsadi - labirintning o'rta nuqtasini topadigan robotni loyihalashtirish. Labirintni tezda hal qilish uchun ishlatiladigan algoritmlar odatda uch toifaga bo'linadi; tasodifiy qidirish, labirint xaritasi va o'ng yoki chap devorga amal qilish usullari.

Bu usullarning eng funktsionali - devorni kuzatish usuli. Bu usulda robot labirintda o'ng yoki chap yon devorga ergashadi. Agar chiqish nuqtasi labirintning tashqi devorlariga ulangan bo'lsa, robot chiqishni topadi. Ushbu ilova eslatmasida o'ng devorni ta'qib qilish usuli qo'llaniladi.

Uskuna

Ushbu ilova quyidagilarni qo'llaydi:

• 2 ta aniq analog masofali sensorlar
• Kuzatuvchi sensori
• Kodlovchi
• Dvigatellar va haydovchilar
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Voltaj regulyatori, robot shassis.

O'ng va old devorlar orasidagi masofani aniqlash uchun analog masofali sensordan foydalanamiz. Sharp masofali sensorlar masofani aniq o'lchashni talab qiladigan ko'plab loyihalar uchun mashhur tanlovdir. Bu IQ sensori sonar masofali o'lchagichlarga qaraganda ancha tejamkor, lekin u boshqa IQ alternativlariga qaraganda ancha yaxshi ishlashni ta'minlaydi. Sensorning chiqish voltaji va o'lchangan masofa o'rtasida chiziqli bo'lmagan teskari aloqa mavjud. Sensor chiqishi va o'lchangan masofa o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatuvchi chizma 1 -rasmda ko'rsatilgan.

Qora rangga qarshi oq chiziq nishon sifatida belgilanadi. Oq chiziqni aniqlash uchun biz kuzatuvchi sensoridan foydalanamiz. Tracker sensori beshta analog chiqishga ega va chiqadigan ma'lumotga aniqlangan ob'ektning masofasi va rangi ta'sir qiladi. Yuqori oq infraqizil nurlanish (oq) bilan aniqlangan nuqtalar yuqori chiqish qiymatiga, pastroq infraqizil nurlanish (qora) esa pastroq chiqish qiymatiga olib keladi.

Robot yuradigan masofani hisoblash uchun biz pololu g'ildirak enkoderidan foydalanamiz. Bu to'rtburchaklar kodlovchi taxta pololu mikro metalli redüktörlü motorlar bilan ishlash uchun mo'ljallangan. U 42 × 19 mm o'lchamdagi Pololu g'ildiragi uyasi ichida ikkita infraqizil aks ettirish sensorini ushlab, g'ildirak chetidagi o'n ikki tishning harakatini o'lchash orqali ishlaydi.

Dvigatellarni boshqarish uchun haydovchi elektron platasi (L298N) ishlatiladi. INx pinlari dvigatellarni yo'naltirish uchun ishlatiladi, ENx pinlari esa dvigatellarning tezligini sozlash uchun ishlatiladi.

Bundan tashqari, voltaj regulyatori batareyadan 5 V gacha bo'lgan kuchlanishni kamaytirish uchun ishlatiladi.

1 -qadam: Algoritm tavsifi

Bu yo'riqnomada o'ng devorni ta'qib qilish usuli mavjud. Bu eng to'g'ri yo'nalishni tanlash orqali yo'nalishning ustuvorligini tashkil qilishga asoslangan. Agar robot o'ngdagi devorni aniqlay olmasa, u o'ngga buriladi. Agar robot o'ng devorni aniqlasa va oldida devor bo'lmasa, u oldinga siljiydi. Agar robotning o'ng tomonida va old tomonida devor bo'lsa, u chapga buriladi.

Muhim eslatma shundaki, robot endigina o'ng tomonga burilgandan keyin ma'lumot uchun devor yo'q. Shunday qilib, "o'ngga burilish" uch bosqichda amalga oshiriladi. Oldinga, o'ngga, oldinga siljish.

Bundan tashqari, robot oldinga siljishda devordan masofani saqlashi kerak. Buni bitta dvigatelni boshqasiga qaraganda tezroq yoki sekinroq qilib sozlash mumkin. Oqim jadvalining yakuniy holati 10 -rasmda ko'rsatilgan.

Maze Runner Robotini bitta GreenPAK sozlanishi aralash signalli IC (CMIC) yordamida osonlik bilan amalga oshirish mumkin. GreenPAK chipining Maze Runner robotini boshqarish uchun qanday dasturlashtirilganligini tushunish uchun siz barcha bosqichlardan o'tishingiz mumkin. Ammo, agar siz barcha ichki sxemalarni tushunmasdan, Maze Runner Robot -ni osongina yaratmoqchi bo'lsangiz, GreenPAK dasturini yuklab oling va allaqachon tugallangan Maze Runner Robot GreenPAK dizayn faylini ko'ring. Kompyuteringizni GreenPAK Development Kit -ga ulang va Maze Runner robotini boshqarish uchun maxsus IC yaratish uchun dasturni bosing. Keyingi qadam, elektronning qanday ishlashini tushunishni istaganlar uchun Maze Runner Robot GreenPAK dizayn faylidagi mantiqni muhokama qiladi.

2 -qadam: GreenPAK dizayni

GreenPAK dizayni ikki qismdan iborat. Bular:

• Masofaviy sensorlar ma'lumotlarini talqin qilish / qayta ishlash
• ASM holati va dvigatel chiqishi

Masofaviy sensorlar ma'lumotlarini talqin qilish / qayta ishlash

Ma'lumotlarni masofa sensorlaridan talqin qilish muhimdir. Robotning harakatlari masofali sensorlarning chiqishlariga qarab belgilanadi. Masofadagi sensorlar analog bo'lgani uchun biz ACMPlardan foydalanamiz. Robotning devorga nisbatan pozitsiyasi datchiklarning kuchlanishlarini oldindan belgilangan chegara kuchlanishlari bilan solishtirish orqali aniqlanadi.

Biz 3 ta ACMPdan foydalanamiz;

• Old devorni aniqlash uchun (ACMP2)
• O'ng devorni aniqlash uchun (ACMP0)
• O'ng devor orasidagi masofani himoya qilish uchun (ACMP1)

ACMP0 va ACMP1 bir xil masofali sensorga bog'liq bo'lgani uchun biz ikkala taqqoslagich uchun bir xil IN+ manbasidan foydalanganmiz. ACMP1 ga 25mv histerezis berish orqali signalning doimiy o'zgarishini oldini olish mumkin.

Biz yo'nalish signallarini ACMP chiqishlari asosida aniqlashimiz mumkin. 12 -rasmda ko'rsatilgan sxema 7 -rasmda ko'rsatilgan oqim sxemasini tasvirlaydi.

Xuddi shu tarzda, robotning o'ng devorga nisbatan holatini ko'rsatuvchi sxema 13 -rasmda ko'rsatilgan.

ASM holati va dvigatel chiqishi

Bu ilova robotni boshqarish uchun Asenkron davlat mashinasi yoki ASMdan foydalanadi. ASMda 8 ta shtat va har bir shtatda 8 ta chiqish mavjud. Chiqish RAMidan ushbu chiqishlarni sozlash mumkin. Shtatlar quyida keltirilgan:

• Boshlash
• Boshqaruv
• O'ng devordan uzoqlashing
• O'ng devorga yaqin
• Chapga buriling
• Oldinga siljish-1
• O'ng tomonga buriling
• Oldinga siljish-2

Bu holatlar dvigatel haydovchisining chiqishini aniqlaydi va robotni boshqaradi. Har bir dvigatel uchun GreenPAK -dan 3 ta chiqish mavjud. Ikkisi dvigatelning yo'nalishini, ikkinchisi esa motor tezligini aniqlaydi. Dvigatel harakati ushbu chiqishlarga muvofiq quyidagi jadvallarda ko'rsatilgan:

ASM chiqish RAMi bu jadvallardan olingan. Bu 14 -rasmda ko'rsatilgan. Dvigatel haydovchilaridan tashqari yana ikkita chiqish bor. Bu chiqishlar robotga ma'lum masofani bosib o'tish uchun tegishli kechiktirish bloklariga o'tadi. Ushbu kechiktiruvchi bloklarning chiqishlari ASM kirishiga ham ulanadi.

PWM dvigatellarning tezligini sozlash uchun ishlatilgan. ASM dvigatel qanday PWM ishlashini aniqlash uchun ishlatilgan. PWMA-S va PWMB-S signallari mux-se bitlariga o'rnatiladi.

3 -qadam:

Ushbu loyihada biz labirint hal qiladigan robot yaratdik. Biz bir nechta sensorlardan ma'lumotlarni talqin qildik, GreenPAK ASM yordamida robotning holatini nazorat qildik va motorlarni haydovchi bilan haydadik. Odatda, bunday loyihalarda mikroprotsessorlar ishlatiladi, lekin GreenPAK MCUga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega: u kichikroq, arzonroq va sensor chiqishini MCUga qaraganda tezroq qayta ishlay oladi.