BOTUS -projekt: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Denne instruktør vil beskrive robotten BOTUS, der blev bygget som et termineprojekt for vores første ingeniørår på Universite de Sherbrooke, i Sherbrooke, Quebec, Canada. BOTUS står for roBOT Universite de Sherbrooke eller, som vi gerne kalder det, roBOT Under Skirt:) Projektet, der blev foreslået for os, bestod i at finde en interessant applikation til stemmestyring. Da et af vores medlemmer var fan af robotik og fulgte i fodsporene i vores tidligere projekt*, besluttede vi at bygge en fjernstyret robot, der ville bruge stemmekommando som en ekstra funktion til folk, der ikke er vant til at manipulere komplekse fjernbetjeninger med flere knapper (med andre ord ikke-gamere;)). Teamet, der er ansvarlig for robottens udførelse, består af (i alfabetisk rækkefølge):- Alexandre Bolduc, Computer Engineering- Louis-Philippe Brault, Electrical Engineering- Vincent Chouinard, Elektroteknik- JFDuval, Elektroteknik- Sebastien Gagnon, Elektroteknik- Simon Marcoux, Elektroteknik- Eugene Morin, Computer Engineering- Guillaume Plourde, Computer Engineering- Simon St-Hilaire, Elektroteknik Som studerende har vi ikke ligefrem et ubegrænset budget. Dette tvang os til at genbruge meget materiale, fra polycarbonat til batterier til elektroniske komponenter. Jeg stopper under alle omstændigheder med at vandre nu og viser dig, hvad dette dyr er lavet af! printkortet samt koden, der driver robotten, vil blive givet i denne instruerbare … Nyd!*Se Cameleo, den farveændrende robot. Dette projekt var ikke færdigt på deadline, bemærk de ulige bevægelser, men vi formåede stadig at modtage en omtale for innovation for vores "Color Matching" -funktion.

Trin 1: En hurtig udvikling af robotten

Ligesom mange projekter gennemgik BOTUS flere udviklingsstadier, inden han blev, hvad den er nu. For det første blev der lavet en 3D -model for at give en bedre idé om det endelige design til alle involverede. Bagefter begyndte prototypen med at lave en testplatform. Efter at have kontrolleret, at alt fungerede godt, begyndte vi at bygge den sidste robot, som skulle ændres et par gange. Grundformen blev ikke ændret. Vi brugte polycarbonat til at understøtte alle de elektroniske kort, MDF som bund, og ABS -slanger som det centrale tårn, der understøtter vores infrarøde afstandssensorer og vores kamerasamling.

Trin 2: Bevægelser

Oprindeligt var robotten udstyret med to Maxon -motorer, der drev to rollerblade -hjul. Selvom robotten var i stand til at bevæge sig, var drejningsmomentet, der blev leveret af motorerne, for lille, og de skulle køres maksimalt til enhver tid, hvilket reducerede nøjagtigheden af robotens bevægelser. For at løse dette problem genbrugte vi to Undslippe P42 -motorer fra JFDuval's Eurobot 2008 -indsats. De skulle monteres på to specialbyggede gearkasser og hjulene vi skiftede til to scooterhjul. Den tredje støtte på robotten består af et simpelt frit hjul (faktisk er det kun et metal kugleleje i dette tilfælde).

Trin 3: Grippers

Griberne er også resultatet af rekreation. De var oprindeligt en del af en robotarm, der blev brugt som undervisningsværktøj. En servo blev tilføjet for at lade den rotere rundt, ud over dens evne til at gribe. Vi er ganske heldige, da griberne havde en fysisk enhed, der forhindrede dem i at åbne for langt eller lukke for stramt (selvom vi efter en "fingertest" indså, at det havde et ret godt greb …).

Trin 4: Kamera og sensorer

Robottens hovedtræk, i det mindste for det projekt, vi fik, var kameraet, som skulle kunne se sig omkring og muliggøre præcis kontrol af dets bevægelse. Løsningen, vi fandt ud af, var en simpel Pan & Tilt-samling, som består af to servoer, der kunstnerisk er limet sammen (hmmm), hvorpå der sidder et meget high-def kamera, der er tilgængeligt på eBay for omkring 20 $ (heh…). Vores stemmestyring tillod os at flytte kameraet med de to akser, servoerne leverede. Selve samlingen er monteret oven på vores centrale "tårn", kombineret med en servo monteret lidt off-center, tillod kameraet at kigge ned og se griberne, hvilket hjælper operatøren med sine manøvrer. Vi udstyrede også BOTUS med 5 infrarøde afstandssensorer, monteret på siden af det centrale tårn, hvilket giver dem et godt "overblik" over robotens forside og sider. Omfanget af den forreste sensor er 150 cm, sensorerne på siderne har en rækkevidde på 30 cm, og de diagonale har en rækkevidde på op til 80 cm.

Trin 5: Men hvad med hjernen?

Som enhver god robot havde vores brug for en hjerne. Et brugerdefineret kontrolkort blev designet til at gøre præcis det. Tavlen kaldes "Colibri 101" (som står for Hummingbird 101, fordi den selvfølgelig er lille og effektiv), og indeholder mere end nok analoge/digitale indgange, nogle strømmoduler til hjulene, et LCD -display og et XBee -modul, der bruges til trådløs kommunikation. Alle disse moduler styres af en Microchip PIC18F8722. Tavlen blev frivilligt designet til at være meget kompakt, både for at spare plads i robotten og for at spare PCB -materiale. De fleste komponenter på tavlen er prøver, hvilket tillod os at reducere de samlede omkostninger ved printkortet. Pladerne selv blev udført gratis af AdvancedCircuits, så en stor tak til dem for sponsoratet. Bemærk: For at fortsætte med ånden i deling finder du skemaerne, Cadsoft Eagle -filerne til tavledesignet og C18 -koden til mikrokontroller her og her.

Trin 6: Strøm

Nu er alt det her ret pænt, men det har brug for lidt juice at køre på. Til det vendte vi os endnu engang til Eurobot 2008-robotten og fjernede den fra batterierne, som tilfældigvis er et Dewalt 36V Lithium-Ion Nano Phosphate med 10 A123-celler. Disse er oprindeligt doneret af DeWALT Canada. Under vores sidste præsentation varede batteriet i cirka 2,5 timer, hvilket er meget respektabelt.

Trin 7: Men … Hvordan styrer vi sagen?

Det er her, den "officielle" del af begrebet projekt starter. Desværre, fordi de forskellige moduler, vi brugte til at filtrere vores stemme og konvertere dem til stemmekommandoer, blev designet af Universite de Sherbrooke, vil jeg ikke kunne beskrive dem med Jeg kan dog fortælle dig, at vi behandler stemmen gennem en række filter, som gør det muligt for en FPGA at genkende, afhængigt af tilstanden for hvert output, vores filtre giver, hvilket fonem der blev udtalt af operatøren. vores computeringeniørstuderende designede en grafisk grænseflade, der viser alle de oplysninger, der er indsamlet af robotten, herunder live video feed. (Denne kode er desværre ikke inkluderet) Disse oplysninger overføres via XBee-modulet på Colibri 101, som derefter modtages af et andet XBee-modul, som derefter går gennem en seriel-til-USB-konverter (planer for dette kort er også inkluderet i.rar -filen) og modtages derefter af programmet. operatøren bruger en almindelig gamepad til at overføre bevægelses-/griberkommandoer til robotten og et headset til at styre kameraet. Her er et eksempel på robotten i aktion:

Trin 8: Konklusion

Godt, det er det. Selvom denne instruks ikke beskriver detaljeret, hvordan vi byggede vores robot, som sandsynligvis ikke ville hjælpe jer på grund af de temmelig "unikke" materialer, vi brugte, opfordrer jeg jer stærkt til at bruge skemaerne og den kode, vi leverede til at inspirere dig i at bygge din egen robot! Hvis du har spørgsmål, eller ender med at lave en robot ved hjælp af vores ting, vil vi med glæde vide det! Tak fordi du læste! PS: Hvis du ikke har lyst til at stemme på mig, tag et kig på Jerome Demers 'projekt her eller endda på JFDuvals projekt tilgængeligt via hans personlige side her. Hvis en af dem vinder, kan jeg muligvis score et par laserskårne stykker;)