Swarm Bots: Muntatge i transport cooperatiu: 13 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola a tothom, Aquest instructiu tracta sobre "Swarm Bots: Assembly and Co-operative Transport" en el qual podem construir el nostre propi robot mestre i esclau, l'esclau seguirà el robot mestre i controlarem el robot mestre amb el nostre telèfon intel·ligent. És un projecte divertit, només cal que proveu el vostre electrònica geek dins teu i juga amb la robòtica. Provaré moltes imatges, vídeos, una breu explicació sobre aquest projecte per tenir una idea clara.

Per què COBOT és diferent de Swarm i el bot normal que podeu trobar aquí

1. INTRODUCCIÓ

1.1 El que realment és la robòtica de Swarm

1. La robòtica de Swarm és un nou enfocament de la coordinació de sistemes multirobot que consisteixen en un gran nombre de robots físics majoritàriament simples.

2. Aquest enfocament va sorgir en el camp de la intel·ligència artificial de l’eixam, així com en l’estudi biològic d’insectes, formigues i altres camps de la natura, on es produeix un comportament d’eixam.

3. Swarm Robotics és una àrea emergent de la robòtica col·lectiva que utilitza un paradigma de control totalment distribuït i robots relativament senzills per aconseguir un comportament coordinat a nivell de grup.

4. Els sistemes de robòtica dels eixams s’autoorganitzen, el que significa que el comportament col·lectiu (o macroscòpic) constructiu sorgeix de les decisions individuals (o microscòpiques) que prenen els robots.

Pas 1: origen de l'eixam i referència a les pel·lícules

1.2 Origen de l’eixam 1. La majoria de les investigacions d’intel·ligència de l’eixam s’inspiren en la manera com els eixams de la natura, com ara insectes socials, peixos o mamífers, interactuen entre ells en l’eixam a la vida real.

2. Aquests eixams varien de mida, des d’uns pocs individus que viuen a les petites zones naturals fins a colònies molt organitzades que poden ocupar els grans territoris i que consten de més de milions d’individus.

3. Els comportaments grupals que sorgeixen als eixams mostren una gran flexibilitat i robustesa, com ara la planificació de camins, la construcció de nids, l'assignació de tasques i molts altres comportaments col·lectius complexos en un eixam de diverses naturaleses.

4. Els individus de l’eixam de la natura mostren habilitats molt pobres, tot i que els complexos comportaments grupals poden sorgir en tot l’eixam, com ara la migració de multitud d’ocells i bancs de peixos i l’alimentació de colònies de formigues i abelles com es mostra a la figura. construeix colònies, els ocells eixam per trobar menjar, les abelles es reuneixen per recollir mel.

Pas 2: DEFINICIÓ DEL PROBLEMA

1. Introducció

En aquest capítol treballarem en dos objectius principals: el nostre projecte, és a dir, l’automuntatge i el transport cooperatiu. En el muntatge automàtic dos robots es muntaran en formació de línia i en transport cooperatiu aquests dos robots transportaran blocs d'un lloc a un altre.

1..1 Muntatge automàtic de robots d’eixam

El nostre objectiu és controlar un grup de s-bots de manera totalment autònoma de manera que localitzin, s’acostin i es connectin amb un objecte.

1.2 Transport cooperatiu

En aquest treball s'aborda el problema de

a) com controlar s-bots separats per connectar-se de forma autònoma amb un objecte i / o entre si, i

b) com controlar un eixam-bot o una col·lecció de eixams-bots per transportar un objecte cap a un objectiu.

El disseny i la utilitat d’una arquitectura de control híbrida per controlar un grup de s-bots autoassemblant que participen en una tasca de transport cooperatiu ja s’han estudiat en simulació. El problema s’ha descomposat en els subproblemes de control de les accions.

1. S-bots que es poden autoassemblar. S-bots muntats que són capaços de localitzar l'objectiu durant el transport.

2. S-bots muntats que són incapaços de localitzar l'objectiu durant el transport. Utilitzeu un microcontrolador mestre i esclau.

3. Interconnexió del sensor òptic d’evitació amb un robot d’eixam.

4. Desenvolupat la comunicació SPI entre robots de l'eixam.

5. La sincronització entre dos robots d’eixam. El transport d’objectes limitat és només una limitació del nostre projecte.

Pas 3: METODOLOGIA

Els cinc blocs principals del projecte de l'eixam consisteixen en

A) Arduino Master & Slave: el mestre i l'esclau són dos robots basats en arduino, que cooperen junts per dur a terme la tasca desitjada, en el nostre cas transportar objectes pesats. El mestre controla el moviment i les accions de l'esclau a través del mòdul de RF que s'explica a la part següent.

B) Mòdul RF (nrf24l01): la comunicació entre el mestre i l’esclau es realitza a través del mòdul RF. El mestre envia l'ordre desitjada a través del mòdul transmissor, que és rebut i seguit per l'esclau a través del mòdul receptor que hi ha connectat.

C) Evitador d’obstacles: aquest és l’ull dels robots. L'eliminació d'obstacles ajuda els robots a evitar obstacles no desitjats i també evita la col·lisió l'un contra l'altre. Consta d’un sistema de fotodíodes i LED, que es col·loquen respectivament al mestre i l’esclau

D) One Sheeld: la primera part és un escut que està físicament connectat a la vostra placa Arduino i que actua com un intermèdia sense fils, enviant dades entre Arduino i qualsevol telèfon intel·ligent Android mitjançant Bluetooth. És una plataforma de programari i aplicació per a telèfons intel·ligents Android que gestiona la comunicació entre el nostre escut i el vostre telèfon intel·ligent i permet escollir entre diferents escuts disponibles.

E) LV-MaxSonar: els nostres sensors d'ultrasons es troben en sensors d'aire, de detecció d'objectes sense contacte i de distància que detecten objectes dins d'una àrea. Aquests sensors no es veuen afectats pel color ni per altres característiques visuals de l'objecte detectat. Els sensors d'ultrasons utilitzen so d'alta freqüència per detectar i localitzar objectes en diversos entorns.

Pas 4: INTERFACER ELS COMPONENTS

Swarm Bots: Muntatge i transport cooperatiu Descripció del pin

A. descripció del pin nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! NO 5V

3 - CE al pin 9 d'Arduino

4 - CSN al pin 10 d'Arduino

5 - SCK al pin 13 d'Arduino

6 - MOSI al pin 11 d'Arduino

7 - MISO al pin 12 d'Arduino

8 - INÚS

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Pin de dades - A5

C. IC del controlador de motor L293D

LeftMotorForward - D7 (pin digital 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Fotodiode (opcional)

VCC-5V

GND

Pin de dades - D0

Podeu connectar el pin segons el disseny del vostre PCB, però cal fer els canvis necessaris al codi.

Nota: La gent s’enfrontarà a algun problema mentre interfereix i s’executa el programa al primer intent, si us plau, reviseu correctament totes les connexions i el codi i torneu-ho a provar.

Pas 5: PROGRAMACIÓ

Hackster.io

Nota: El següent fitxer txt adjunt conté el programa Master.ino i Slave.ino. Preneu referència del codi, enteneu el funcionament i, a continuació, pengeu-lo als arduino mestre i arduino esclau respectius:)

Pas 6: CAIXA, PCB i PROTOTIPACIÓ

Podeu agafar qualsevol cas per al vostre robot

El PCB conté nrF, sensor d'evitació d'obstacles, bateria, IC L293D. No cal fabricar PCB, només cal connectar cada component a la placa purf i soldar-lo

Pas 7: PROVAR EL SENSOR D'EVITACIÓ D'OBSTACLES

Pas 8: PROVES DEL TRANSRECEPTOR NRF24L01

Nota: Disculpeu la filigrana al vídeo;)

Pas 9: PROVAR FUNCIONAMENT DE BOT SINGLE I 1SHEELD

Pas 10: CONJUNT DE VENGADORS PER A LA PROVA FINAL

Pas 11: PROVA FINAL

Pas 12: CONCLUSIÓ

1. El nostre projecte es basa bàsicament en el comportament natural d’un eixam d’abelles o un eixam de formigues que realitzen amb eficàcia i eficiència la tasca que se’ls ha assignat.

2. La coordinació entre el mestre i el bot esclau és efectiva per dur a terme la tasca que és el transport d'objectes

3. Aquí només s'utilitzen 1 robots mestre i 1 esclau que limiten la mida de l'objecte que es pot transportar des de la font fins a la destinació.

4. Un cop feta l'automuntatge, el transport de l'objecte és fàcil i fiable.

5. L'ús de robots sense fils fa que el parell Master i Slave Bot sigui útil.

ÀMBIT DE FUTUR

1. En augmentar el nombre d’esclaus, es pot dur a terme el transport d’objectes més grans i pesats.

2. Aquests robots Swarm es poden utilitzar per a diverses operacions de rescat en què les situacions no són favorables per a la intervenció dels humans.

3. L'ús de Swarm Robotics es pot ampliar per servir una nació a través dels serveis militars. Això reduirà el nombre de víctimes d'una guerra.

Pas 13: GRÀCIES:)

Moltes gràcies pel vostre temps per fer una ullada a aquest instructiu

Espero haver fet una breu explicació d’aquest projecte perquè tothom pugui entendre el projecte fàcilment i fer-ne el seu. Com que és un projecte poc complex, és possible que inicialment tingueu problemes durant la interfície, la codificació i la prova. Només heu de seguir el pas un per un i eliminar la línia d'error, no només pengeu directament el codi i comenceu a executar-vos. El codi també és un codi general, és possible que la gent hagi de fer canvis segons el vostre requisit.

El que us suggereixo és que, en primer lloc, codifiqueu una interfície amb un component i proveu-lo, després afegiu-ne un altre i proveu-lo. Això ajudarà millor. Preneu alguna referència de Google perquè el meu codi tampoc no és 100% correcte. Per fi, també sóc novell en arduino i, per tant, he programat el màxim possible.

Espero que us hagi agradat:)

Preferiu aquest instructiu

VOTEU per mi al concurs ROBOT

Ànims