Hinder-undgå robot med en personlighed !: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I modsætning til de fleste roaming 'bots, strejfer denne faktisk på en sådan måde, at det faktisk ser ud til at være' tænkning '! Med en BASIC Stamp -mikrokontroller (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp osv.), Et chassis af en eller anden art, et par sensorer og en sofistikeret kode fra denne instruerbare, kan du oprette en robot, der vil udføre bevægelser, du aldrig selv vil programmeret til det! Her er en video (den er lidt af lav kvalitet, men jeg arbejder på det. (Jeg forsøger stadig at finde ud af, om den er for langsom.)

Trin 1: Sensorerne

(Navnet?) … Jamen lad os bare kalde det Bob. Bob har fem sensorer

• Ultralydsmåler (også kaldet "sonar")
• 2 skarpe GP2D12 IR -sensorer
• 1 Standard IR -samling (mere om dette senere)
• 1 CdS (Cadmium Sulfid) fotocelle

Den ultralydsmåler hjælper Bob med at se forhindringer, der er lige foran ham; de fortæller ham også, hvilken afstand objektet er fra ham. Dette kan fås fra mange kilder. Du kan finde dem fra (Parallax; de kalder det "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies og så mange flere websteder. Uanset hvor du går hen for at finde dem, koster de alle omtrent det samme (~ $ 30). De to IR -sensorer fremstillet af Sharp er meget nemme at bruge, når de bruges til enkel objektdetektering som i dette tilfælde. Du kan få dem i majs online butikker, som dem, der er anført ovenfor. De hjælper Bob med at se forhindringer, som ultralydsmåler ikke kan; forhindringer, der kommer for tæt på siderne af chasis. De koster omkring $ 12 til $ 15 afhængigt af hvor du får dem. "IR -samlingen" lavede jeg selv; se trin 2 for montering. CdS-fotocellen (eller lysvariabel modstand, uanset hvad du foretrækker) er til at registrere ændringer i omgivelsesbelysning. Bob bruger dem til at vide, hvornår han er i et mørkt eller lyst værelse. Hvis nogen, der har tidligere erfaring med nogen af Sharp IR rangers, FYI, bruges de ikke til faktisk afstandsmåling i denne robot. Jeg har ikke en ADC (Analog-to-Digital Converter), og jeg ved heller ikke, hvordan jeg skal bruge dem på den måde. De giver simpelthen et HIGH eller LOW signal til BS2 mikrokontrolleren. Dataarkene til Sharp IR'erne såvel som Ping))) -sensoren kan findes på nettet, men hvis du er doven som mig, kan du rulle lidt længere ned og der er de!

Trin 2: Hardware, hjerne og andre komponenter

Okay. For at starte med var den hardware, der blev brugt til denne robot, en del af et kit, jeg fik. Det er "Boe-Bot" -sættet fra Parallax (https://www. Parallax.com), men dette design er meget fleksibelt; du kan bruge ethvert chassis, du ønsker, bare vær sikker på, at 1) ultralydsafstandsmåleren er i robotens højeste højde, så den ikke rammer bunden af gelænder osv. og 2) IR -sensorerne er vinklet på en sådan måde, at de kan endda registrere objekter, der er cirka 1 "væk fra robotten. Dette forhindrer den i at ramme kanter på ting, der kan ramme hjulene. Monteret på chassiset er Parallax's Boe-Board, der fulgte med mit Boe-Bot kit, som ganske enkelt er et udviklingsbord, der kan bruges med enhver Stamp -mikrokontroller med de samme spændingskrav og pinlayout. Der er mange forskellige Stamp -udviklingsbrætter på internettet. Det er $ 65 fra Parallax. På udviklingspladen, som Bobs hjerne, er BS2e (BASIC Stamp 2 e), som stort set er det samme som BS2, undtagen med mere hukommelse (RAM og EEPROM). EEPROM er til programlagring, og RAM er til lagring af variablerne (midlertidigt, selvfølgelig). Bob må muligvis ikke være den hurtigste tænker i verden (~ 4.000 instruktioner/sek), men hej, det er godt nok. Bob bevæger sig via to kontinuerlige rotationsservoer fra Parallax, som, som mange servoer gør, har MEGET drejningsmoment. Til saften har han et 4-cellet AA-batteri (til i alt 6V) forbundet til 5V-regulatoren på udviklingsbrættet, hvilket giver en stabil effekt på, du gættede det, 5V for ikke at stege komponenterne. Mange enheder til robotik kører på enten en 5V eller 6V forsyning; af en eller anden grund er det en standard. Og du vil IKKE stege disse komponenter; de er dyre. BS2e har en intern regulator, men giv den ikke mere end 9V, hvis du ikke bruger et udviklingsbord! Også, hvis du ikke bruger en udviklingstavle (som altid har regulatorer), så SKAL du bruge en 5V regulator. BEMÆRK: Hvad angår strømforbrug, er Bob meget grådig. Brug OPLADBARE batterier til dette; de holder meget længere. Jeg brugte 4 Energizer genopladelige @ 2500ma hver, hvilket helt sikkert forlænger levetiden.

Trin 3: Montering af lyssensorkredsløbet

Lyssensoren kræver et kredsløb for at BS2e kan bruge den korrekt. Jeg fik dette kredsløb lige ud af en af Parallax's bøger (faktisk den der fulgte med mit kit). BEMÆRK: PIN 6 ER FAKTISK PIN 1; DETTE SKAL MATCHE KODEN ELLER DU KAN SKADE ANDRE KOMPONENTER. VÆR FORSIGTIG FOR IKKE AT GØRE DET OP.

Trin 4: Montering af afleveringsdetektoren

Dette kan sættes sammen på nogle bare PCB. Jeg løb bare hen til RadioShack og fik en og snuttede tavlen, så den passede til kredsløbet. Denne del er CRUCIAL. Hvis du ødelægger dette, kan den stakkels Bob dø. IR -detektoren er en Panasonic PNA4601, men du kan få dem fra RatShack, samt modstande og IR -LED. Det er ligegyldigt hvilken størrelse IR LED du får, juts sørg for at det ikke er en IR FOTOTRANSISTOR. Det er en HELT anderledes enhed. Du skal også bruge varmekrympeslange eller en slags halm (du kan spray-smøre den sort) for at indsnævre strålen på IR-LED'en, men den skal være helt sovende (undtagen enden af LED'en) eller sensoren vil ikke virke. Jeg brugte et plastikhus fra Parallax. Du kan bestille LED og kabinet på deres hjemmeside.

Desværre var frekvensområdet på den IR -detektor, jeg brugte, meget bredt, hvilket betyder, at den er meget mere tilbøjelig til interferens. Heldigvis tilbyder RadioShack dem, der kun er indstillet til 38Khz, hvilket betyder, at Bob er mindre tilbøjelig til at handle mærkeligt omkring fjernbetjeninger og andre enheder, der bruger IR. DP2D12'erne er gode, fordi de er praktisk talt uden forstyrrelser på grund af avanceret optik (linserne) og kredsløb. I fremtidige projekter bruger jeg ikke almindelige IR -detektorer. Sharp IR'erne foretrækkes frem for simple IR -modtagere. BEMÆRK: PIN 8 ER FAKTISK PIN 10. PIN 9 ER RIGTIG

Trin 5: Bob har brug for lyd

Tilslut en piezo -højttaler til PIN 5, og - til jorden. Bob skal udtrykke sig! Den bedste slags piezoshøjttaler at bruge ville være en overflademonteret. De er næsten altid 5 volt. Ellers har du brug for en modstand, hvis du bruger en, der er vurderet til under 5V.

Trin 6: Tilføjelse af 'forlygten'

For at få Bob til at se køligere ud i mørket tænder han en forlygte, når han kommer ind i et mørkt rum. Enhver hvid LED fungerer til dette. Da kredsløbet er så forbandet enkelt, vil jeg bare fortælle dig: Brug bare en 220ohm modstand til at begrænse strømmen. Og eller selvfølgelig, - går til jorden.

Trin 7: Fyld Bobs hjerne

Her er koden til Bob. Det er opdelt i sektioner: deklarationer (konstanter og variabler), initialisering, 'hoved' -sløjfen og underprogrammer. Den type programmering, jeg brugte, er Subsumption-Based FSM (Finite State Machine) Architecture. Grundlæggende får det robotten til at køre hurtigere og organiserer koden bedre. Hvis du vil vove dig ind i det relativt komplekse område, kan du læse PDF'en på denne side. Jeg har tilføjet kommentarer (teksten i grønt) for at hjælpe med at identificere forskellige dele af koden. Alle forbindelser til BS2e er angivet igen nedenfor

• PIN 0 - 220ohm modstand til CdS fotocellen
• PIN 5 - positiv ledning af piezo -højttalere
• PIN 6 - SIG (signal) linje på venstre GP2D12 (venstre når du ser på robotten ovenfra)
• PIN 8 - SIG -linje i højre GP2D12
• PIN 9 - OUT (output) linje på IR detektoren (dropoff sensor)
• PIN 10 - 1Kohm modstand til den positive ledning af IR LED
• PIN 15 - SIG -ledning af ultralydsmåler

Bobs kode er skrevet på en sådan måde, at 1) Han eller kurset undgår genstande og dropoffs2) tæller antallet af gange, hver af sensorerne blev udløst, og afgør, om han er på et sted, der ikke kan manøvreres i3) genererer pseudo- tilfældige tal for at randomisere bevægelse4) tænder "forlygter" efter at have fastslået, at han er i et mørkt rum ved hjælp af timere og HVIS … SÅ udsagnJeg arbejder stadig på 'forsinkelses' -delen. Det har at gøre med afladningstiden for kondensatoren til lyssensoren samt en overbelastet BS2e.