Robot tránh chướng ngại vật có cá tính!: 7 bước (kèm hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Không giống như hầu hết các bot chuyển vùng, bot này thực sự chuyển vùng theo cách mà nó thực sự có vẻ như đang 'suy nghĩ'! Với bộ vi điều khiển BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp, v.v.), một số loại khung, một số cảm biến và một số mã phức tạp từ có thể hướng dẫn này, bạn có thể tạo ra một robot thực hiện các chuyển động mà bạn thậm chí chưa bao giờ thực hiện đã lập trình cho nó! Đây là một video (chất lượng hơi thấp, nhưng tôi đang làm việc đó. (Tôi vẫn đang cố gắng giải quyết phần nó quá chậm.)

Bước 1: Cảm biến

(Tên?)… Chà, hãy cứ gọi nó là Bob. Bob có năm cảm biến

• Máy đo khoảng cách siêu âm (hay còn gọi là "sonar")
• 2 cảm biến hồng ngoại GP2D12 sắc nét
• 1 Hội đồng IR tiêu chuẩn (sẽ nói thêm về điều này sau)
• Tế bào quang 1 CdS (Cadmium Sulphide)

Máy đo khoảng cách siêu âm giúp Bob nhìn thấy chướng ngại vật ở ngay trước mặt anh ta; họ cũng cho anh ta biết khoảng cách vật thể từ anh ta. Điều này có thể được lấy từ nhiều nguồn. Bạn có thể tìm thấy chúng từ (Thị sai; họ gọi nó là "Ping)))"), Tên viết tắt, Công nghệ HVW, và nhiều trang web khác. Bất kể bạn đi tìm chúng ở đâu, chúng đều có giá như nhau (~ $ 30). Hai cảm biến IR do Sharp sản xuất rất dễ sử dụng khi được sử dụng để phát hiện đối tượng đơn giản như trong trường hợp này. Bạn có thể mua chúng tại các cửa hàng trực tuyến, chẳng hạn như những cửa hàng được liệt kê ở trên. Chúng giúp Bob nhìn thấy những chướng ngại vật mà máy đo khoảng cách siêu âm không làm được; chướng ngại vật đang đến quá gần với các bên của chasis. Chúng có giá khoảng $ 12 đến $ 15 tùy thuộc vào nơi bạn lấy chúng. "Hội đồng IR" do tôi tự làm; xem bước 2 để lắp ráp. CdS Photocell (hoặc biến trở ánh sáng, bất kể sở thích của bạn) dùng để phát hiện những thay đổi trong ánh sáng xung quanh. Bob sử dụng chúng để biết khi nào anh ấy ở trong phòng tối hay sáng. Nếu bất kỳ ai đã từng có kinh nghiệm với bất kỳ máy kiểm lâm Sharp IR nào, FYI, thì chúng sẽ không được sử dụng để đo khoảng cách thực tế trong rô bốt này. Tôi không có bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter), tôi cũng không biết cách sử dụng chúng theo cách đó. Chúng chỉ đơn giản là cung cấp tín hiệu CAO hoặc THẤP cho vi điều khiển BS2. Các bảng dữ liệu cho cảm biến Sharp IR cũng như cảm biến Ping))) có thể được tìm thấy trên mạng, nhưng nếu bạn lười biếng như tôi, bạn có thể cuộn xuống thêm một chút ở đó!

Bước 2: Phần cứng, bộ não và các thành phần khác

Vâng. Để bắt đầu, phần cứng được sử dụng cho robot này là một phần của bộ phụ kiện mà tôi có. Đây là bộ "Boe-Bot" từ Parallax (https://www. Parallax.com), nhưng thiết kế này rất linh hoạt; bạn có thể sử dụng bất kỳ khung nào bạn muốn, chỉ cần đảm bảo rằng 1) máy đo khoảng cách siêu âm ở độ cao cao nhất trên rô bốt để nó không chạm vào đáy của lan can, v.v. và 2) các cảm biến IR được đặt theo góc sao cho chúng thậm chí có thể phát hiện các vật thể cách robot khoảng 1 ". Điều này giúp nó không va vào các cạnh của những thứ có thể va vào bánh xe. Được gắn trên khung là Boe-Board của Parallax đi kèm với bộ Boe-Bot của tôi, đơn giản là một bảng phát triển có thể được sử dụng với bất kỳ vi điều khiển Stamp nào có cùng yêu cầu điện áp và cách bố trí chân. Có nhiều bảng phát triển Stamp khác nhau trên internet. Giá của Parallax là 65 đô la. Trên bảng phát triển, với tư cách là bộ não của Bob, là BS2e (BASIC Stamp 2 e), về cơ bản giống như BS2, ngoại trừ có nhiều bộ nhớ hơn (RAM và EEPROM). EEPROM là để lưu trữ chương trình và RAM là để lưu trữ các biến (tất nhiên là tạm thời). Bob có thể không là người suy nghĩ nhanh nhất trên thế giới (~ 4, 000 hướng dẫn / giây), nhưng hey, vậy là đủ tốt rồi. Bob di chuyển qua hai servo quay liên tục từ Parallax, như nhiều servo khác, có rất nhiều mô-men xoắn. Đối với nước ép, anh ấy có một bộ pin AA 4 cell (tổng cộng là 6V) được kết nối với bộ điều chỉnh 5V trên bảng phát triển, cho ra đầu ra ổn định, bạn đoán nó, 5V để không làm hỏng các thành phần. Nhiều thiết bị cho robot chạy trên nguồn điện 5V hoặc 6V; vì một số lý do, đó là một tiêu chuẩn. Và bạn KHÔNG muốn rán các thành phần này; chúng đắt tiền. BS2e có bộ điều chỉnh bên trong, nhưng đừng cung cấp cho nó nhiều hơn 9V nếu bạn không sử dụng bảng phát triển! Ngoài ra, nếu bạn không sử dụng bảng phát triển (luôn có bộ điều chỉnh), sau đó CHẮC CHẮN sử dụng bộ điều chỉnh 5V. LƯU Ý: Đối với mức tiêu thụ điện năng, Bob rất tham lam. Hãy sử dụng pin CÓ THỂ TRẢ LẠI cho việc này; chúng kéo dài hơn RẤT NHIỀU. Tôi đã sử dụng 4 pin sạc Energizer @ 2500ma mỗi chiếc, chắc chắn kéo dài tuổi thọ.

Bước 3: Lắp ráp mạch cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng yêu cầu một mạch để BS2e sử dụng nó đúng cách. Tôi có ngay mạch này từ một trong những cuốn sách của Parallax (thực ra là cuốn đi kèm với bộ dụng cụ của tôi). LƯU Ý: PIN 6 THỰC SỰ LÀ PIN 1; ĐIỀU NÀY PHẢI PHÙ HỢP VỚI MÃ HOẶC BẠN CÓ THỂ LÀM THIỆT HẠI CÁC LINH KIỆN KHÁC. HÃY CẨN THẬN ĐỪNG ĐỂ NHƯ VẬY LÊN.

Bước 4: Lắp ráp máy phát hiện giọt nước

Điều này có thể được đặt cùng nhau trên một số PCB trần. Tôi vừa chạy đến RadioShack và lấy một cái, và cắt bo mạch để lắp mạch. Phần này là CRUCIAL. Nếu bạn làm rối tung chuyện này, Bob tội nghiệp có thể chết. Máy dò hồng ngoại là Panasonic PNA4601, nhưng bạn có thể lấy chúng từ RatShack, cũng như các điện trở và đèn LED hồng ngoại. Không quan trọng bạn nhận được đèn LED hồng ngoại ở kích thước nào, hãy đảm bảo rằng đó không phải là MÁY CHỤP ẢNH IR. Đó là một thiết bị HOÀN TOÀN khác. Ngoài ra, bạn phải sử dụng ống co nhiệt hoặc một số loại ống hút (bạn có thể phun màu đen) để thu hẹp chùm tia của đèn LED hồng ngoại, nhưng nó phải được che phủ hoàn toàn (ngoại trừ phần cuối của đèn LED) hoặc cảm biến sẽ không làm việc. Tôi đã sử dụng một vỏ nhựa từ Parallax. Bạn có thể đặt hàng đèn LED và vỏ trên trang web của họ.

Thật không may, dải tần số trên máy dò hồng ngoại mà tôi sử dụng rất rộng, có nghĩa là nó dễ bị nhiễu hơn nhiều. May mắn thay, RadioShack chỉ cung cấp những cái được điều chỉnh đến 38Khz, có nghĩa là Bob ít có khả năng hành động kỳ lạ xung quanh điều khiển từ xa và các thiết bị khác sử dụng IR. DP2D12 là tuyệt vời vì chúng hầu như không bị nhiễu do quang học tiên tiến (thấu kính) và mạch điện. Trong các dự án tương lai, tôi sẽ không sử dụng máy dò hồng ngoại thông thường. Sharp IR's được ưa chuộng hơn các bộ thu IR đơn giản. LƯU Ý: PIN 8 THỰC SỰ LÀ PIN 10. PIN 9 LÀ ĐÚNG

Bước 5: Bob cần âm thanh

Kết nối loa piezo với mã PIN 5 và - với mặt đất. Bob cần thể hiện bản thân! Loại loa âm thanh tốt nhất để sử dụng sẽ là loại loa gắn trên bề mặt. Chúng hầu như luôn luôn là 5 vôn. Ngược lại, nếu bạn sử dụng một điện trở dưới 5V, bạn sẽ cần một điện trở.

Bước 6: Thêm 'Đèn pha'

Để làm cho Bob trông ngầu hơn trong bóng tối, anh ấy đã bật đèn pha khi bước vào phòng tối. Bất kỳ đèn LED trắng nào sẽ hoạt động cho việc này. Vì mạch rất đơn giản, tôi chỉ nói với bạn: chỉ cần sử dụng một điện trở 220ohm để hạn chế dòng điện. Và hoặc tất nhiên, - đi vào mặt đất.

Bước 7: Làm đầy bộ não của Bob

Đây là mã cho Bob. Nó được chia thành các phần: khai báo (hằng và biến), khởi tạo, vòng lặp 'chính' và các chương trình con. Loại lập trình mà tôi đã sử dụng là Kiến trúc FSM (Máy trạng thái hữu hạn) dựa trên tiêu thụ. Về cơ bản, nó làm cho robot chạy nhanh hơn và tổ chức mã tốt hơn. Nếu bạn muốn dấn thân vào lĩnh vực tương đối phức tạp đó, hãy đọc bản PDF trên trang này. Tôi đã thêm nhận xét (văn bản màu xanh lá cây) để giúp xác định các phần khác nhau của mã. Tất cả các kết nối với BS2e được liệt kê lại bên dưới

• PIN 0 - Điện trở 220ohm đối với tế bào quang điện CdS
• PIN 5 - dây dẫn dương của loa piezo
• PIN 6 - Dòng SIG (tín hiệu) của GP2D12 bên trái (bên trái khi nhìn robot từ trên xuống)
• PIN 8 - Dòng SIG của GP2D12 bên phải
• PIN 9 - Dòng OUT (đầu ra) của máy dò hồng ngoại (cảm biến giọt nước)
• PIN 10 - Điện trở 1Kohm đối với cực dương của đèn LED hồng ngoại
• PIN 15 - Đầu dẫn SIG của máy đo khoảng cách siêu âm

Mã của Bob được viết theo cách 1) Anh ta, hoặc tất nhiên, tránh các đối tượng và bỏ rơi2) đếm số lần mỗi một trong số các cảm biến được kích hoạt và xác định xem anh ta có ở một vị trí không thể điều động được không trong 3) tạo ra giả số ngẫu nhiên để ngẫu nhiên hóa chuyển động4) bật "đèn pha" sau khi xác định rằng anh ấy đang ở trong phòng tối bằng cách sử dụng bộ hẹn giờ và câu lệnh IF… THEN Tôi vẫn đang giải quyết phần 'độ trễ'. Nó liên quan đến thời gian phóng điện của tụ điện cho cảm biến ánh sáng, cũng như BS2e quá tải.