Napravite robota za trčanje u labirintu: 3 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Roboti za rješavanje labirinta potječu iz 1970-ih. Od tada, IEEE održava takmičenja u rješavanju labirinta pod nazivom Mikro -miševsko takmičenje. Cilj natječaja je dizajnirati robota koji što je moguće brže pronađe sredinu labirinta. Algoritmi koji se koriste za brzo rješavanje labirinta obično se dijele u tri kategorije; nasumično pretraživanje, mapiranje labirinta i desni ili lijevi zid slijedećim metodama.

Najfunkcionalnija od ovih metoda je metoda slijeđenja zidova. U ovoj metodi, robot slijedi desni ili lijevi bočni zid u labirintu. Ako je izlazna točka povezana s vanjskim zidovima labirinta, robot će pronaći izlaz. Ova bilješka o aplikaciji koristi sljedeću metodu desnog zida.

Hardver

Ova aplikacija koristi:

• 2 Oštra analogna senzora udaljenosti
• Senzor za praćenje
• Enkoder
• Motori i vozač motora
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Regulator napona, šasija robota.

Koristit ćemo analogni senzor udaljenosti za određivanje udaljenosti do desne i prednje stijenke. Sharp senzori udaljenosti popularan su izbor za mnoge projekte koji zahtijevaju precizna mjerenja udaljenosti. Ovaj IC senzor je ekonomičniji od sonarskih daljinomera, ali pruža mnogo bolje performanse od ostalih IC alternativa. Postoji nelinearni, obrnuti odnos između izlaznog napona senzora i izmjerene udaljenosti. Grafikon koji prikazuje odnos između izlaza senzora i izmjerene udaljenosti prikazan je na slici 1.

Bijela linija nasuprot crnoj boji postavljena je kao meta. Senzor za praćenje koristit ćemo za otkrivanje bijele linije. Senzor za praćenje ima pet analognih izlaza, a na izlazne podatke utječe udaljenost i boja otkrivenog objekta. Otkrivene točke s većom infracrvenom refleksijom (bijela) uzrokovat će veću izlaznu vrijednost, a niža infracrvena refleksija (crna) uzrokovat će nižu izlaznu vrijednost.

Koristićemo pololu koder za izračunavanje udaljenosti koju robot pređe. Ova ploča kvadratnog kodera dizajnirana je za rad s pololu mikromotornim motorima sa zupčanikom. Funkcionira tako što drži dva infracrvena senzora refleksije unutar glavčine kotača Pololu 42 × 19 mm i mjeri kretanje dvanaest zuba duž ruba kotača.

Ploča upravljačkog programa motora (L298N) koristi se za upravljanje motorima. Igle INx se koriste za usmjeravanje motora, a ENx pinovi za podešavanje brzine motora.

Također, regulator napona se koristi za smanjenje napona iz baterije na 5V.

Korak 1: Opis algoritma

Ovaj Instructable uključuje metodu desnog zida koja slijedi. Ovo se temelji na organiziranju prioriteta smjera preferiranjem krajnje desnog smjera. Ako robot ne može otkriti zid s desne strane, skreće udesno. Ako robot otkrije desni zid, a ispred njega nema zida, ide naprijed. Ako postoji zid desno od robota i sprijeda, on se okreće lijevo.

Važna napomena je da nema zida za referencu nakon što se robot okrenuo udesno. Stoga se "skretanje udesno" postiže u tri koraka. Krenite naprijed, skrenite desno, krenite naprijed.

Osim toga, robot mora držati udaljenost od zida pri kretanju naprijed. To se može postići podešavanjem jednog motora da bude brži ili sporiji od drugog. Konačno stanje dijagrama toka prikazano je na slici 10.

Maze Runner Robot može se vrlo lako implementirati s jednim GreenPAK-om konfiguriranim IC-om sa mješovitim signalom (CMIC). Možete proći sve korake da biste razumjeli kako je GreenPAK čip programiran za kontrolu Maze Runner Robota. Međutim, ako samo želite jednostavno stvoriti Maze Runner Robot bez razumijevanja svih unutrašnjih sklopova, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već dovršeni Maze Runner Robot GreenPAK datoteku za dizajn. Priključite računar na GreenPAK Development Kit i hit program za kreiranje prilagođenog IC -a za kontrolu vašeg Maze Runner Robota. Sljedeći korak će raspravljati o logici koja se nalazi u datoteci dizajna Mape Runner Robot GreenPAK -a za one koji su zainteresirani za razumijevanje kako to kolo funkcionira.

Korak 2: GreenPAK dizajn

GreenPAK dizajn sastoji se od dva dijela. Ovo su:

• Tumačenje / obrada podataka sa senzora udaljenosti
• ASM stanja i izlazi motora

Tumačenje / obrada podataka sa senzora udaljenosti

Važno je tumačiti podatke senzora udaljenosti. Pokreti robota se promišljaju prema izlazima senzora udaljenosti. Budući da su senzori udaljenosti analogni, koristit ćemo ACMP. Položaj robota u odnosu na zid određuje se usporedbom napona senzora s unaprijed određenim pragom napona.

Koristit ćemo 3 ACMP -a;

• Za otkrivanje prednjeg zida (ACMP2)
• Za otkrivanje desnog zida (ACMP0)
• Za zaštitu udaljenosti od desnog zida (ACMP1)

Budući da ACMP0 i ACMP1 ovise o istom senzoru udaljenosti, koristili smo isti IN+ izvor za oba usporednika. Konstantna promjena signala može se spriječiti davanjem ACMP1 25mv histereze.

Signale smjera možemo odrediti na osnovu izlaza ACMP -a. Krug prikazan na slici 12 prikazuje dijagram toka prikazan na slici 7.

Na isti način, krug koji pokazuje položaj robota u odnosu na desni zid prikazan je na slici 13.

ASM stanja i izlazi motora

Ova aplikacija koristi Asinhronu državnu mašinu ili ASM za upravljanje robotom. U ASM -u postoji 8 stanja i 8 izlaza u svakom stanju. Izlazni RAM može se koristiti za podešavanje ovih izlaza. Države su navedene u nastavku:

• Počni
• Kontrola
• Odmaknite se od desnog zida
• Blizu desnog zida
• Skrenuti lijevo
• Pomicanje naprijed-1
• Skrenite desno
• Pomicanje naprijed-2

Ova stanja određuju izlaz vozaču motora i usmjeravaju robota. Postoje 3 izlaza iz GreenPAK -a za svaki motor. Dva određuju smjer motora, a drugi izlaz određuje brzinu motora. Kretanje motora prema ovim izlazima prikazano je u sljedećim tablicama:

Izlazni RAM ASM -a izveden je iz ovih tablica. Prikazano je na slici 14. Osim pokretača motora, postoje još dva izlaza. Ovi izlazi idu u odgovarajuće blokove odgode kako bi robotu omogućili prelazak određene udaljenosti. Izlazi ovih blokova kašnjenja su također spojeni na ASM ulaze.

PWM -ovi su korišteni za podešavanje brzine motora. ASM je korišten za određivanje na koji će PWM motor raditi. Signali PWMA-S i PWMB-S postavljeni su na bitove za odabir mux-a.

Korak 3:

U ovom projektu stvorili smo robota za rješavanje labirinta. Tumačili smo podatke s više senzora, kontrolirali stanje robota s GreenPAK -ovim ASM -om i upravljali motorima s pogonom motora. Općenito, mikroprocesori se koriste u takvim projektima, ali GreenPAK ima nekoliko prednosti u odnosu na MCU: manji je, pristupačniji i može obraditi izlaz senzora brže od MCU -a.