Robot per evitar obstacles amb personalitat: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

A diferència de la majoria dels bots itinerants, aquest realment ronda de tal manera que en realitat sembla estar "pensant". Amb un microcontrolador BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp, etc.), un xassís d'alguns tipus, uns quants sensors i algun codi sofisticat d'aquest instructiu, podeu crear un robot que executarà moviments que ni tan sols hi heu programat. Aquí teniu un vídeo (és de poca qualitat, però hi estic treballant. (Encara intento esbrinar la part que és massa lenta).

Pas 1: els sensors

El (nom?) … Bé, anem a dir-li Bob. Bob té cinc sensors

• Telemetre per ultrasons (també conegut com a "sonar")
• 2 Sensors IR Sharp GP2D12
• 1 muntatge IR estàndard (més sobre això més endavant)
• Fotocèl·lula de 1 CdS (sulfur de cadmi)

El telemetre per ultrasons ajuda a Bob a veure els obstacles que hi ha just davant seu; també li expliquen a quina distància es troba l’objecte. Això es pot obtenir de moltes fonts. Els podeu trobar a (Parallax; en diuen "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies i molts altres llocs. No importa on aneu a trobar-los, tots costen aproximadament el mateix (~ 30 dòlars). Els dos sensors IR fabricats per Sharp són molt fàcils d’utilitzar quan s’utilitzen per a la detecció senzilla d’objectes, com en aquest cas. Els podeu obtenir a les botigues en línia de maig, com ara les que es detallen anteriorment. Ajuden a Bob a veure els obstacles que el telemetre ultrasònic no pot; obstacles que s’acosten massa als costats del xassís. Costen entre 12 i 15 dòlars, segons on els obtingueu. El "muntatge IR" el vaig fer jo mateix; consulteu el pas 2 per al muntatge. La fotocèl·lula CdS (o resistència variable de llum, sigui quina sigui la vostra preferència) serveix per detectar canvis en la il·luminació ambiental. Bob els utilitza per saber quan es troba en una habitació fosca o clara. Si algú que té experiència prèvia amb algun dels rangers IR Sharp, FYI, no s’utilitzarà per mesurar la distància real en aquest robot. No tinc un convertidor analògic-digital (ADC), ni sé utilitzar-los d’aquesta manera. Simplement proporcionen un senyal ALTA o BAIXA al microcontrolador BS2. Les fitxes tècniques del sensor Sharp IR, així com del sensor Ping))) es poden trobar a la xarxa, però si sou mandrós com jo, podeu desplaçar-vos una mica més avall allà on hi ha.

Pas 2: el maquinari, el cervell i altres components

D'acord. Per començar, el maquinari que s’utilitzava per a aquest robot formava part d’un kit que vaig aconseguir. És el kit "Boe-Bot" de Parallax (https://www. Parallax.com), però aquest disseny és molt flexible; podeu utilitzar qualsevol xassís que vulgueu, només assegureu-vos que 1) el telemetre ultrasònic es troba a la màxima elevació del robot, de manera que no toqui el fons de les baranes, etc., i 2) els sensors IR estan inclinats de manera que fins i tot poden detectar objectes que es troben a aproximadament 1 "de distància del robot. Això impedeix que toqui vores de les coses que poden colpejar les rodes. Muntat al xassís hi ha el Boe-Board de Parallax que venia amb el meu kit Boe-Bot, que simplement és una placa de desenvolupament que es pot utilitzar amb qualsevol microcontrolador Stamp amb els mateixos requisits de tensió i disposició de pins. Hi ha moltes taules de desenvolupament Stamp diferents a Internet. És de $ 65 de Parallax. BASIC Stamp 2 e), que és bàsicament el mateix que el BS2, excepte amb més memòria (RAM i EEPROM). La EEPROM serveix per emmagatzemar programes i la RAM serveix per emmagatzemar les variables (temporalment, és clar). Bob pot no sigueu el pensador més ràpid del món (~ 4.000 instruccions / segon), però vaja, això és prou bo. Bob es mou mitjançant dos servos de rotació contínua des de Parallax que, com molts servos, tenen MOLT parell. Per al suc, té un paquet de bateries AA de 4 cel·les (per a un total de 6V) connectat al regulador de 5V de la placa de desenvolupament, que proporciona una sortida constant de 5V, ja ho heu endevinat, per no fregir els components. Molts dispositius de robòtica funcionen amb un subministrament de 5V o 6V; per alguna raó, és un estàndard. I NO voleu fregir aquests components; són cars. El BS2e té un regulador intern, però no li doneu més de 9V si no utilitzeu una placa de desenvolupament. A més, si no feu servir placa de desenvolupament (que sempre té reguladors) i, a continuació, assegureu-vos d’utilitzar un regulador de 5 V. NOTA: pel que fa al consum d’energia, Bob és molt llaminer. Utilitzeu bateries RECARREGABLES per a això; duren MOLT més. He utilitzat 4 recarregables Energizer @ 2500 ma cadascun, que definitivament allarga la vida.

Pas 3: Muntatge del circuit del sensor de llum

El sensor de llum requereix un circuit perquè el BS2e l’utilitzi correctament. Vaig treure aquest circuit directament d’un dels llibres de Parallax (en realitat, el que venia amb el meu kit). NOTA: EL PIN 6 ÉS EN realitat el PIN 1; AQUEST HA DE COORDINAR EL CODI O ES POT DANYAR ALTRES COMPONENTS. TINGUEU ATENCIÓ DE NO ESMENYAR AIX UP.

Pas 4: Muntatge del detector de baixada

Això es pot ajuntar en alguns PCB nus. Acabo d’anar a RadioShack i n’he aconseguit un i he trencat la placa per adaptar-la al circuit. Aquesta part és CRUCIAL. Si enganyes això, el pobre Bob pot morir. El detector IR és un Panasonic PNA4601, però els podeu obtenir de RatShack, així com de les resistències i del LED IR. No importa la mida del LED d'IR que obtingueu, però assegureu-vos que no sigui un FOTOTRANSISTOR IR. Aquest és un dispositiu TOTALMENT diferent. A més, heu d’utilitzar tubs termorretractables o alguna mena de palla (podeu aplicar-la en negre) per reduir el feix del LED IR, però s’ha de tapar completament (excepte l’extrem del LED) o el sensor NO funcionarà. He utilitzat una carcassa de plàstic de Parallax. Podeu demanar el LED i la carcassa al seu lloc web.

Malauradament, el rang de freqüències del detector IR que he utilitzat era molt ampli, cosa que significa que és molt més propens a les interferències. Per sort, RadioShack n'ofereix només sintonitzats a 38 Khz, cosa que significa que és menys probable que Bob actuï de forma estranya al voltant dels comandaments a distància i d'altres dispositius que utilitzen IR. Els DP2D12 són excel·lents perquè són pràcticament lliures d’interferències a causa de l’òptica avançada (les lents) i els circuits. En futurs projectes, no utilitzaré detectors IR normals. Els Sharp IR són preferibles als receptors IR simples. NOTA: EL PIN 8 ÉS EN realitat EL PIN 10. EL PIN 9 ÉS CORRECTE

Pas 5: Bob necessita so

Connecteu un altaveu piezo al PIN 5 i - a terra. Bob necessita expressar-se! El millor tipus de piezospeaker que s’utilitzaria seria un de muntatge superficial. Són gairebé sempre de 5 volts. En cas contrari, si utilitzeu un valor inferior a 5 V, necessitareu una resistència.

Pas 6: afegir el "Far"

Per fer que Bob sembli més fresc a la foscor, encén un far quan entra a una habitació fosca. Qualsevol LED blanc funcionarà per a això. Com que el circuit és molt senzill, només us ho diré: feu servir una resistència de 220ohm per limitar el corrent. I, per descomptat, - va a terra.

Pas 7: ompliu el cervell de Bob

Aquí teniu el codi de Bob. Es divideix en seccions: declaracions (constants i variables), inicialització, el bucle 'principal' i subrutines. El tipus de programació que he utilitzat és l’arquitectura FSM (Finite State Machine) basada en la suposició. Bàsicament, fa que el robot funcioni més ràpidament i organitzi millor el codi. Si voleu endinsar-vos en aquest àmbit relativament complex, llegiu el PDF d'aquesta pàgina. He afegit comentaris (el text en verd) per ajudar a identificar diferents parts del codi. Totes les connexions a BS2e es tornen a mostrar a continuació

• Resistència PIN 0 - 220ohm a la fotocèl·lula CdS
• PIN 5: cable positiu de l’altaveu piezoelèctric
• PIN 6: línia SIG (senyal) de GP2D12 esquerre (esquerra quan es mira el robot des de dalt)
• PIN 8: línia SIG de la GP2D12 dreta
• PIN 9 - Línia OUT (sortida) del detector IR (sensor dropoff)
• PIN 10 - 1Kohm resistència al cable positiu del LED IR
• PIN 15: cable SIG del telemetre ultrasònic

El codi de Bob s’escriu de manera que 1) Ell, o per descomptat, evita objectes i desplegaments2) compta el nombre de vegades que s’ha activat cadascun dels sensors i determina si es troba en un lloc que no es pot maniobrar3) genera pseudo- nombres aleatoris per aleatoritzar el moviment4) activa els "fars" després de determinar que es troba en una habitació fosca mitjançant temporitzadors i declaracions IF … THEN Encara estic treballant la part "lag". Té a veure amb el temps de descàrrega del condensador del sensor de llum, així com amb un BS2e sobrecarregat.