BOTUS projekat: 8 koraka

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

Ove instrukcije će opisati robota BOTUS -a, koji je izgrađen kao termin projekat za našu prvu godinu inženjeringa na Universite de Sherbrooke, u Sherbrookeu, Quebec, Kanada. BOTUS označava roBOT Universite de Sherbrooke ili, kako ga mi volimo nazivati, roBOT Under Skirt:) Projekat koji nam je predložen sastojao se u pronalaženju zanimljive aplikacije za glasovno upravljanje. S obzirom da je jedan od naših članova ljubitelj robotike i slijedio korake našeg prethodnog projekta*, odlučili smo izgraditi robota na daljinsko upravljanje koji će koristiti glasovnu naredbu kao dodatnu značajku za ljude koji nisu navikli manipulirati složenim daljinskim upravljačima Tim koji je odgovoran za postizanje robota sastavljen je (po abecednom redu):- Alexandre Bolduc, računarski inženjering- Louis-Philippe Brault, elektrotehnika- Vincent Chouinard, Elektrotehnika- JFDuval, Elektrotehnika- Sebastien Gagnon, Elektrotehnika- Simon Marcoux, Elektrotehnika- Eugene Morin, Računarsko inženjerstvo- Guillaume Plourde, Računarsko inženjerstvo- Simon St-Hilaire, ElektrotehnikaKao studenti nemamo neograničeni budžet. To nas je prisililo da ponovno koristimo mnogo materijala, od polikarbonata do baterija do elektroničkih komponenti. U svakom slučaju, sada ću prestati lutati i pokazati vam od čega je ova zvijer napravljena! Napomena: Da bismo ostali u duhu dijeljenja, sve sheme za PCB kao i kod koji pokreće robota bit će dati u ovom uputstvu … Uživajte!*Pogledajte Cameleo, robota za promjenu boje. Ovaj projekt nije dovršen u predviđenom roku, primjetite nejednaka kretanja, ali smo ipak uspjeli dobiti pomen za inovaciju za našu funkciju "Podudaranje boja".

Korak 1: Brza evolucija robota

Kao i mnogi drugi projekti, BOTUS je prošao više faza evolucije prije nego što je postao ovo što je sada. Prije svega, napravljen je 3D model koji je svima koji su uključeni dao bolju ideju o konačnom dizajnu. Nakon toga započelo je prototipiranje, izradom testne platforme. Nakon što smo potvrdili da sve radi dobro, započeli smo s izgradnjom konačnog robota, koji je morao biti nekoliko puta mijenjan. Osnovni oblik nije promijenjen. Koristili smo polikarbonat za podršku svih elektroničkih kartica, MDF kao osnovu, a ABS cijevi kao središnji toranj koji podržava naše infracrvene senzore udaljenosti i sklop kamere.

Korak 2: Pokreti

U početku je robot bio opremljen s dva Maxon motora koji su pokretali dva kotača. Iako se robot mogao kretati, okretni moment koji su isporučili motori bio je premali i morali su se stalno voziti do maksimuma, što je smanjilo točnost kretanja robota. Da bismo riješili ovaj problem, ponovno smo upotrijebili dva Escap P42 motori iz JFDuval -ovog projekta Eurobot 2008. Morali su se montirati na dva prilagođena mjenjača, a kotače smo promijenili u dva kotača skutera. Treći oslonac na robotu sastoji se od jednostavnog slobodnog kotača (u ovom slučaju to je samo metalni kuglični ležaj)).

Korak 3: Hvataljke

Hvataljke su također rezultat oporavka. Prvobitno su bili dio sklopa robotske ruke koji se koristio kao nastavno sredstvo. Servo je dodan kako bi se omogućilo rotiranje, pored sposobnosti hvatanja. Imamo veliku sreću jer su hvataljke imale fizički uređaj koji ih je sprječavao da se previše otvore ili zatvore previše čvrsto (iako smo nakon "testa prstiju" shvatili da ima prilično dobro prianjanje …).

Korak 4: Kamera i senzori

Glavna karakteristika robota, barem za projekt koji smo dobili, bila je kamera, koja je morala biti u stanju pogledati oko sebe i omogućiti preciznu kontrolu njegovog kretanja. Rješenje na koje smo se odlučili bio je jednostavan Pan & Tilt sklop, koji se sastoji od dva servo upravljača umjetnički zalijepljena (hmmm) na vrhu kojih se nalazi kamera visoke definicije dostupna na eBayu za oko 20 USD (heh…). Naša glasovna kontrola omogućila nam je pomicanje kamere s dvije osi koje pružaju servo upravljači. Sam sklop je montiran na vrhu našeg centralnog "tornja", u kombinaciji sa jednim servo montiranim malo izvan centra, što je kameri omogućilo da gleda prema dolje i vidi hvataljke, pomažući rukovaocu u njegovim manevrima. Također smo opremili BOTUS sa 5 infracrvenih senzori udaljenosti, montirani sa strane centralnog tornja, omogućavajući im dobar "pregled" prednje i bočne strane robota. Opseg prednjeg senzora je 150 cm, senzori sa strane imaju raspon od 30 cm, a dijagonalni do 80 cm.

Korak 5: Ali šta je s mozgom?

Kao i svakom dobrom robotu, i našem je trebao mozak. Prilagođena kontrolna ploča dizajnirana je upravo za to. Nazvana "Colibri 101" (što znači Hummingbird 101 jer je mala i efikasna, naravno), ploča uključuje više nego dovoljno analognih/digitalnih ulaza, neke module za napajanje kotača, LCD zaslon i XBee modul koji se koristi za bežičnu komunikaciju. Sve ove module kontrolira Microchip PIC18F8722. Ploča je dobrovoljno dizajnirana da bude vrlo kompaktna, kako za uštedu prostora u robotu, tako i za uštedu materijala od PCB -a. Većina komponenti na ploči smo uzorci, što nam je omogućilo da smanjimo ukupnu cijenu PCB -a. Same ploče besplatno je izradio AdvancedCircuits, pa im veliko hvala na sponzorstvu. Napomena: Da biste ostali u duhu dijeljenja, pronaći ćete sheme, datoteke Cadsoft Eagle za dizajn ploče i kod C18 za mikrokontroler ovdje i ovdje.

Korak 6: Napajanje

Sada su sve ove stvari prilično uredne, ali za rad je potrebno malo soka. Za to smo se još jednom obratili robotu Eurobot 2008, oduzevši mu baterije, što je slučajno Dewalt 36V litij-ionski nano fosfat s 10 ćelija A123. Originalno ih je donirao DeWALT Canada. Tokom naše posljednje prezentacije, baterija je trajala oko 2,5 sata, što je vrlo respektabilno.

Korak 7: Ali … Kako možemo kontrolirati stvar?

Ovdje počinje "službeni" dio izraza projekt. Nažalost, budući da je različite module koje smo koristili za filtriranje našeg glasa i pretvaranje u glasovne naredbe dizajnirala Universite de Sherbrooke, neću ih moći opisati sa mnogi detalji. Međutim, mogu vam reći da glas tretiramo kroz niz filtera, koji omogućavaju FPGA da prepozna, ovisno o stanju svakog izlaza koji naši filtri daju, koji je fonem izgovorio operater. Od tada, naši studenti računarskog inženjerstva osmislili su grafičko sučelje koje prikazuje sve informacije koje je prikupio robot, uključujući video feed uživo. (Ovaj kod, nažalost, nije uključen) Ove informacije se prenose putem XBee modula na Colibri 101, koje zatim prima drugi XBee modul, koji zatim prolazi kroz konvertor Serial-to-USB (planovi za ovu ploču su također uključeni u.rar datoteku), a zatim ih program primi. Operater koristi običan Gamepad za prijenos komandi kretanja/hvataljke robotu, a slušalice za upravljanje kamerom. Evo primjera robota u akciji:

Korak 8: Zaključak

Pa, to je otprilike to. Iako ove upute ne opisuju detaljno kako smo izgradili našeg robota, što vam vjerovatno ne bi pomoglo zbog prilično "jedinstvenih" materijala koje smo koristili, toplo vas ohrabrujem da upotrijebite sheme i kôd koje smo dali za inspiraciju Vi gradite vlastitog robota! Ako imate pitanja, ili na kraju napravite robota uz pomoć naših stvari, bit će nam drago znati! Hvala na čitanju! PS: Ako vam se ne sviđa glasovati za mene, pogledajte projekat Jerome Demers -a ovdje ili čak projekat JFDuvala dostupan preko njegove lične stranice ovdje. Ako bilo koji od njih pobijedi, možda bih mogao postići nekoliko laserski izrezanih komada;)