Dự án BOTUS: 8 bước

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

Tài liệu hướng dẫn này sẽ mô tả robot BOTUS, được xây dựng như một dự án học kỳ cho năm đầu tiên của chúng tôi về kỹ thuật tại Đại học Sherbrooke, ở Sherbrooke, Quebec, Canada. BOTUS là viết tắt của roBOT Universite de Sherbrooke hoặc, như chúng tôi thường gọi, roBOT Under Skirt:) Dự án được đề xuất với chúng tôi bao gồm việc tìm kiếm một ứng dụng thú vị để điều khiển bằng giọng nói. Với một trong những thành viên của chúng tôi là người yêu thích robot và tiếp bước dự án trước đó của chúng tôi *, chúng tôi đã quyết định chế tạo một robot được điều khiển từ xa sẽ sử dụng lệnh thoại như một tính năng bổ sung cho những người không quen sử dụng các điều khiển từ xa phức tạp với nhiều nút (nói cách khác, không phải là game thủ;)). Nhóm chịu trách nhiệm về thành tựu của robot bao gồm (theo thứ tự bảng chữ cái): - Alexandre Bolduc, Kỹ thuật máy tính- Louis-Philippe Brault, Kỹ thuật điện- Vincent Chouinard, Kỹ thuật điện- JFDuval, Kỹ thuật điện- Sebastien Gagnon, Kỹ thuật điện- Simon Marcoux, Kỹ thuật điện- Eugene Morin, Kỹ thuật máy tính- Guillaume Plourde, Kỹ thuật máy tính- Simon St-Hilaire, Kỹ thuật điện Là sinh viên, chúng tôi chính xác không có ngân sách giới hạn. Điều này buộc chúng tôi phải tái sử dụng rất nhiều vật liệu, từ polycarbonate đến pin cho đến các linh kiện điện tử. PCB cũng như mã điều khiển robot sẽ được cung cấp trong phần hướng dẫn này… Hãy tận hưởng! * Xem Cameleo, robot thay đổi màu sắc. Dự án này đã không hoàn thành đúng thời hạn, hãy nhận thấy những chuyển động không đồng đều, nhưng chúng tôi vẫn cố gắng nhận được đề cập về sự đổi mới cho tính năng "Phối màu" của chúng tôi.

Bước 1: Sự phát triển nhanh chóng của Robot

Giống như nhiều dự án khác, BOTUS đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển trước khi trở thành như bây giờ. Đầu tiên, một mô hình 3D đã được thực hiện để cung cấp ý tưởng tốt hơn về thiết kế cuối cùng cho tất cả mọi người tham gia. Sau đó, quá trình tạo mẫu bắt đầu, với việc tạo ra một nền tảng thử nghiệm. Hình dạng cơ bản không được sửa đổi. Chúng tôi đã sử dụng polycarbonate để hỗ trợ tất cả các thẻ điện tử, MDF làm nền và ống ABS làm tháp trung tâm hỗ trợ cảm biến khoảng cách hồng ngoại và cụm camera của chúng tôi.

Bước 2: Chuyển động

Ban đầu, robot được trang bị hai động cơ Maxon cung cấp năng lượng cho hai bánh xe trượt patin. Mặc dù robot có thể di chuyển, nhưng mô-men xoắn được cung cấp bởi các động cơ quá nhỏ và chúng luôn phải được điều khiển ở mức tối đa, điều này làm giảm độ chính xác của các chuyển động của robot. Động cơ Escap P42 từ nỗ lực Eurobot 2008 của JFDuval. Chúng phải được gắn trên hai hộp số được chế tạo tùy chỉnh và các bánh xe mà chúng tôi đã thay đổi thành hai bánh xe tay ga.).

Bước 3: Grippers

Kẹp gắp cũng là kết quả của quá trình hồi phục sức khỏe. Ban đầu chúng là một phần của cụm cánh tay robot được sử dụng như một công cụ giảng dạy. Một servo đã được thêm vào để cho phép nó xoay xung quanh, ngoài khả năng lấy. Chúng tôi khá may mắn, vì bộ kẹp có một thiết bị vật lý ngăn chúng mở quá xa hoặc đóng quá chặt (mặc dù sau khi "kiểm tra ngón tay", chúng tôi nhận ra nó có độ bám khá tốt…).

Bước 4: Máy ảnh & cảm biến

Tính năng chính của robot, ít nhất là đối với dự án mà chúng tôi được giao, là máy ảnh, nó phải có thể quan sát xung quanh và cho phép điều khiển chính xác chuyển động của nó. Giải pháp mà chúng tôi giải quyết là một lắp ráp Pan & Tilt đơn giản, bao gồm hai servo được dán lại với nhau một cách nghệ thuật (hmmm), trên đó đặt một máy ảnh có độ phân giải rất cao có sẵn trên eBay với giá khoảng 20 đô la (heh…). Điều khiển bằng giọng nói của chúng tôi cho phép chúng tôi di chuyển máy ảnh với hai trục do servo cung cấp. Bản thân cụm lắp ráp được gắn trên đỉnh "tháp" trung tâm của chúng tôi, kết hợp với một servo được gắn hơi lệch trung tâm, cho phép máy ảnh nhìn xuống và thấy bộ kẹp, giúp người vận hành thao tác. Chúng tôi cũng trang bị BOTUS với 5 tia hồng ngoại cảm biến khoảng cách, được gắn ở mặt bên của tháp trung tâm, cho phép chúng có "tầm nhìn" tốt về phía trước và hai bên của robot. Phạm vi của cảm biến phía trước là 150cm, các cảm biến ở hai bên có phạm vi 30cm và các cảm biến chéo có phạm vi lên đến 80cm.

Bước 5: Nhưng còn bộ não thì sao?

Giống như mọi robot tốt khác, chúng ta cần một bộ não. Một bảng điều khiển tùy chỉnh được thiết kế để làm chính xác điều đó. Được mệnh danh là "Colibri 101" (viết tắt của Hummingbird 101 vì nó nhỏ và hiệu quả, tất nhiên), bo mạch bao gồm nhiều đầu vào tương tự / kỹ thuật số, một số mô-đun năng lượng cho bánh xe, màn hình LCD và mô-đun XBee được sử dụng để giao tiếp không dây. Tất cả các mô-đun này được điều khiển bởi một Vi mạch PIC18F8722, bo mạch chủ được thiết kế rất nhỏ gọn để tiết kiệm không gian trong robot và tiết kiệm vật liệu PCB. Hầu hết các thành phần trên bo mạch mà chúng tôi là mẫu, cho phép chúng tôi giảm chi phí tổng thể của PCB. Bản thân các bảng đã được AdvancedCircuits thực hiện miễn phí, vì vậy, rất cảm ơn họ vì sự tài trợ. vi điều khiển ở đây và ở đây.

Bước 6: Nguồn

Bây giờ, tất cả những thứ này khá gọn gàng, nhưng nó cần một ít nước trái cây để chạy. Để làm được điều đó, chúng tôi một lần nữa quay sang robot Eurobot 2008, loại bỏ pin của nó, đó là một Dewalt 36V Lithium-Ion Nano Phosphate với 10 ô A123. Những thứ này ban đầu chúng tôi do DeWALT Canada tặng. Trong bài thuyết trình cuối cùng của chúng tôi, pin kéo dài khoảng 2,5 giờ, rất đáng nể.

Bước 7: Nhưng… Làm thế nào để chúng ta kiểm soát điều này?

Đây là nơi bắt đầu phần "chính thức" của thuật ngữ dự án. Thật không may, vì các mô-đun khác nhau mà chúng tôi sử dụng để lọc giọng nói của mình và chuyển chúng thành lệnh thoại được thiết kế bởi Universite de Sherbrooke, tôi sẽ không thể mô tả chúng bằng Tuy nhiên, tôi có thể nói với bạn rằng chúng tôi xử lý giọng nói thông qua một loạt bộ lọc, cho phép FPGA nhận ra, tùy thuộc vào trạng thái của mọi đầu ra mà bộ lọc của chúng tôi cung cấp, âm vị được phát âm bởi nhà điều hành. sinh viên kỹ thuật máy tính của chúng tôi đã thiết kế một giao diện đồ họa hiển thị tất cả thông tin được thu thập bởi rô bốt, bao gồm cả nguồn cấp dữ liệu video trực tiếp. (Rất tiếc, mã này không được bao gồm) Những thông tin này được truyền qua mô-đun XBee trên Colibri 101, sau đó được nhận bởi một mô-đun XBee khác, sau đó sẽ đi qua bộ chuyển đổi Serial-to-USB (các kế hoạch cho bo mạch này cũng bao gồm trong tệp.rar) và sau đó được chương trình nhận.

Bước 8: Kết luận

Đó là về nó. Mặc dù tài liệu hướng dẫn này không mô tả chi tiết cách chúng tôi chế tạo robot của mình, điều này có thể sẽ không giúp ích được gì cho các bạn vì những vật liệu khá "độc đáo" mà chúng tôi đã sử dụng, tôi thực sự khuyến khích các bạn sử dụng sơ đồ và mã chúng tôi cung cấp để truyền cảm hứng bạn đang chế tạo rô bốt của riêng mình! Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc kết thúc việc chế tạo rô bốt với sự trợ giúp của công cụ của chúng tôi, chúng tôi rất vui được biết! Cảm ơn bạn đã đọc! Tái bút: Nếu bạn không cảm thấy muốn bỏ phiếu cho tôi, hãy xem dự án của Jerome Demers tại đây hoặc thậm chí tại dự án của JFDuval có sẵn thông qua trang cá nhân của anh ấy tại đây. Nếu một trong hai người chiến thắng, tôi có thể ghi được một vài miếng cắt bằng tia laze;)