Avtonom futbol stoli: 5 qadam (rasmlar bilan)

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

Loyihaning asosiy maqsadi avtonom futbol stolining (AFT) ishchi prototipini bajarish edi, u erda odam o'yinchi robot raqib bilan to'qnash keladi. O'yinning insoniy nuqtai nazaridan, futbol stoli oddiy stolga juda o'xshaydi. Inson tarafidagi o'yinchi (lar) to'rtta tutqich yordamida boshqariladi, ular ichkariga va tashqariga ko'chirilishi va aylanishi mumkin, bu o'yinchilarni maydon bo'ylab chiziqli harakatlantirish va to'pni raqib darvozasi tomon tepish uchun. Avtonom tomoni quyidagilardan iborat:> Sakkizta servo dvigatel, futbol stolining tutqichlarini boshqarish uchun> Servo dvigatellarni ishga tushirish va kompyuter bilan aloqa o'rnatish uchun mikrokontroller> To'p va o'yinchilarni kuzatib borish uchun tepaga o'rnatilgan veb-kamera> Ishlaydigan kompyuter Veb -kamera tasvirlari, sun'iy intellektni amalga oshirish va mikrokontroller bilan muloqot qilishButjet cheklovlari prototipni biroz sekinlashtirdi va uning funksionalligini minimal darajaga tushirdi. O'yinchilarni raqobatbardosh tezlikda harakatlantiruvchi dvigatellar juda qimmatga tushdi, shuning uchun past darajadagi servolardan foydalanish kerak edi, lekin bu narx va vaqt bilan cheklangan bo'lsa-da, vitesning kattaroq nisbati tezroq o'ynaydigan robotni beradi. Bu 500 dollarlik asosiy narxdan oshadi (elektr ta'minoti va kompyutersiz narx).

1 -qadam: Dvigatel boshqaruv panelini yig'ish

Qo'shilgan rasmlar to'liq elektron sxemasi, shuningdek dvigatel boshqaruv paneli uchun yakuniy mahsulotning rasmidir. Bu barcha kerakli qismlarni elektronika do'konlarining ko'pgina yirik do'konlarida sotib olish mumkin (Digi-Key va Mouserni ham o'z ichiga oladi. Eslatib o'tamiz, bu erda ishlatilgan barcha detallar teshikdan o'tib ketgan, shuning uchun ehtiyot qismlar protobloard/non taxtasida yig'ilishi mumkin. Kompyuterning bir nechta sirt qismlarini ishlatib, kichikroq paketni yaratish mumkin edi, biz loyihani amalga oshirganimizda, biz dvigatel boshqaruvini 2 sxemaga ajratdik. Kichik ko'k taxtada PWM boshqaruv sxemasi qo'llaniladi, bu asosan maxsus kodli soat PIC-12F.

2 -qadam: Servo dvigatelni yig'ish

Ikki xil turdagi servo ishlatiladi. Birinchidan, lateral harakat to'rtta yuqori momentli servolardan iborat guruh tomonidan boshqariladi: Robotis Dynamixel Tribotix AX-12. Bu to'rtta bitta ketma -ketlikda ishlaydi va ajoyib funksionallikni ta'minlaydi. Yuqori moment bu servolarni shunday yo'naltirishga imkon beradi, bu esa lateral harakat uchun yuqori teginish tezligini ta'minlaydi. Biz Grainger -dan har birining narxi taxminan 10 dollar bo'lgan 3,5 dyuymli viteslar va treklarni topa oldik. Servo dvigatellari haddan tashqari yuklanishdan himoya, individual servo-adreslash sxemasi, tezkor aloqa, ichki haroratni kuzatish, ikki tomonlama aloqa va boshqalarni ta'minlaydi. Bu servolarning kamchiliklari shundaki, ular qimmat va juda tez emas (garchi ularga viteslar yordam bersa ham). Shunday qilib, tepish uchun tezroq harakat qilish uchun Hitec HS-81 ishlatiladi. HS-81 samolyotlari nisbatan arzon, juda tez burchak tezligiga ega va interfeysi oson (standart PWM). HS-81 samolyotlari faqat 90 gradusga buriladi (lekin ularni 180 darajaga o'zgartirishga urinish mumkin va tavsiya qilinmaydi). Bundan tashqari, agar siz servoni o'zgartirishga harakat qilsangiz, ular neylon tishli vintlarga ega. Bunday burchak tezligiga ega bo'lgan 180 daraja aylanadigan servo topish uchun pul kerak bo'ladi. Butun tizim o'rta zichlikdagi tolali taxta (MDF) va yuqori zichlikdagi tolali taxta (HDF) bilan bog'langan. Bu uning arzonligi (6'x4 'varaq uchun ~ 5 dollar), kesish qulayligi va deyarli har qanday sirt bilan aloqa qilish qobiliyati uchun tanlangan. Hamma narsani ushlab turish uchun alyuminiy qavslarni ishlov berish yanada barqaror echim bo'ladi. PWM servolarini ushlab turadigan vintlar - bu standart mashina vintlari (10 -sonli), ularni olti burchakli yong'oq boshqa tomondan ushlab turadi. Taxminan 3/4 dyuymli 1 mm o'lchagichli vintlardek, AX-12 ni ikkita servolarni bir-biriga bog'laydigan MDFga mahkamlang. Ikkita harakatlanuvchi tortma trassa butun majmuani pastda ushlab turadi.

3 -qadam: dasturiy ta'minot

Oxirgi qadam - mashinada ishlatiladigan barcha dasturlarni o'rnatish. Bu bir nechta alohida kod qismlaridan iborat:> Tasvirni qayta ishlaydigan kompyuterda ishlaydigan kod> PIC-18F mikrokontrolerida ishlaydigan kod> PIC-12F mikrokontrollerlarining har birida ishlaydigan kod Tasvirni qayta ishlashga o'rnatish uchun ikkita shart mavjud. Kompyuter. Rasmni qayta ishlash Java Media Framework (JMF) orqali amalga oshiriladi, bu erda Sun orqali mavjud. Sun orqali ham foydalanish mumkin, Java Communications API kompyuterning ketma -ket porti orqali dvigatel boshqaruv paneli bilan bog'lanish uchun ishlatiladi. Java -dan foydalanishning go'zalligi shundaki, u * har qanday operatsion tizimda ishlashi kerak, lekin biz Linux tarqatish Ubuntu -dan foydalanganmiz. Ommabop fikrlardan farqli o'laroq, Java -da ishlash tezligi juda yomon emas, ayniqsa, asosiy tsiklda (ko'rish tahlilida juda ko'p ishlatiladi). Skrinshotda ko'rinib turibdiki, har bir kadr yangilanishida to'p va raqib o'yinchilari kuzatiladi. Bundan tashqari, jadvalning konturi vizual tarzda joylashtirilgan, shuning uchun vizual kontur yaratish uchun ko'k rassomlar tasmasi ishlatilgan. Maqsadlar, agar kompyuter to'pni ketma -ket 10 ta kadrga joylashtira olmasa, bu odatda to'pning o'yin maydonidan darvozaga yiqilganligini ko'rsatadi. Bu sodir bo'lganda, dasturiy ta'minot maqsad yo'nalishiga qarab, o'zlarini xursand qilish yoki raqibini quvontirish uchun ovoz baytini ishga tushiradi. Yaxshi tizim, lekin biz uni amalga oshirish uchun vaqt topolmagan bo'lsak -da, to'pni darvozaga tushib qolganini aniqlash uchun oddiy infraqizil nurlantiruvchi/sensorli juftlikdan foydalangan bo'lar edik., Bu yerga. Java kodini kompilyatsiya qilish uchun javac buyrug'idan foydalaning. PIC-18F va PIC-12F kodlari Microchip-ning MPLAB dasturi bilan tarqatiladi.

4 -qadam: veb -kamerani o'rnatish

Philips SPC-900NC veb-kamerasi ishlatilgan, lekin bu tavsiya qilinmaydi. Ushbu kameraning texnik xususiyatlari Philips kompaniyasining muhandislari yoki sotuvchilari tomonidan soxtalashtirilgan. Buning o'rniga, har qanday arzon veb -kamera, agar u operatsion tizim tomonidan qo'llab -quvvatlansa, qiladi. Linux -da veb -kameralardan foydalanish haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu sahifani ko'rib chiqing. Biz veb -kameraning fokus uzunligi uchun kerakli masofani o'lchadik. Bu kamera modeli uchun bu raqam atigi 5 futdan oshib ketdi. Biz kamerani o'rnatish uchun har qanday yirik apparat do'konida joylashgan tokchalardan foydalanardik. Raf tokchalari stolning har to'rt burchagidan yuqoriga qarab cho'zilgan va burchakli alyuminiy qavslar bilan o'ralgan. Kamera markazlashtirilgan va burchakli burilishsiz bo'lishi juda muhim, chunki dastur x va y o'qlari stolga to'g'ri kelishini taxmin qiladi.

5 -qadam: Xulosa

Loyihaning barcha tegishli fayllarini ushbu saytda yuklab olish mumkin. Sayt tarkibining ko'p qismini zaxiralashni bu erda, mening shaxsiy veb -xostimda topish mumkin. Bu marketing tahlilini o'z ichiga olgan yakuniy hisobotni o'z ichiga oladi, biz o'zgartiradigan narsalar, bizning asl maqsadlarimiz va nimalarga erishganligimiz ro'yxati. Loyiha dunyodagi eng raqobatbardosh o'yinchiga aylanmaydi. Bunday hayvonni loyihalashda qo'llaniladigan qadamlarni, shuningdek, juda arzon narxda ishlab chiqarilgan robotning munosib prototipini ko'rsatish uchun yaxshi vosita. Dunyoda boshqa bunday robotlar bor va, albatta, ularning ko'pchiligi bu robotni "urib" yuboradi. Ushbu loyiha Georgia Tech kompaniyasining to'rtta elektr/kompyuter muhandislari guruhi tomonidan katta dizayn loyihasi sifatida ishlab chiqilgan. Hech qanday mexanik muhandislar tomonidan hech qanday yordam olinmadi va uchinchi tomon mablag'lari ishlatilmadi. Bu hammamiz uchun ajoyib o'quv jarayoni va yuqori darajadagi dizayn kursi vaqtidan unumli foydalanish edi. Men> bo'limimiz maslahatchisi doktor Jeyms Xamblenga texnik strategiyalarda doimiy yordami uchun> Doktor Jennifer Mayklzga rahmat aytaman., bizni yanada ulug'vor loyihani amalga oshirishga ko'ndirmasligimiz uchun> dizayn laboratoriyalarining katta ma'murlari Jeyms Shteynberg va Edgar Jons, qismlarga buyurtma berish, muammolarni bartaraf etish va loyihaga arzon narxlarda "ajoyib narsalarni" topishda doimo yordam berish uchun. yuqori funktsionallik> Va, albatta, mening jamoamning boshqa uch a'zosi, bularning hech biri mumkin emas edi: Maykl Aberxard, Evan Tarr va Nardis Uoker.