Roboti LEGO drejton nëpër një labirint: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Ky është një robot i thjeshtë, autonom i krijuar për të drejtuar nëpër një labirint në një dalje. Shtë ndërtuar duke përdorur LEGO Mindstorms EV3. Softueri EV3 funksionon në një kompjuter dhe gjeneron një program, i cili më pas shkarkohet në një mikrokontrollues të quajtur tulla EV3. Metoda e programimit është e bazuar në ikona dhe e nivelit të lartë. Veryshtë shumë e lehtë dhe e gjithanshme.

PJES

1. Set LEGO Mindstorms EV3
2. Sensori tejzanor LEGO Mindstorms EV3. Nuk përfshihet në grupin EV3.
3. Karton i valëzuar për labirint. Dy kartona duhet të jenë të mjaftueshëm.
4. Një copë e vogël kartoni e hollë për të ndihmuar në stabilizimin e disa qosheve dhe mureve.
5. Ngjitës dhe kasetë për të lidhur pjesët e kartonit së bashku.
6. Një zarf i kuq-përshëndetës për të identifikuar daljen e labirintit.

MJETET

1. Thikë e dobishme për të prerë kartonin.
2. Sundimtar çeliku për të ndihmuar procesin e prerjes.

METODA E ZGJIDHJES SZ MAZE

Ka disa metoda për të lundruar në një labirint. Nëse jeni të interesuar t'i studioni, ato përshkruhen shumë mirë në artikullin e mëposhtëm të Wikipedia:

Zgjodha rregullin e ndjekësit të murit në të majtë. Ideja është që roboti të mbajë një mur në anën e tij të majtë duke marrë vendimet e mëposhtme ndërsa kalon nëpër labirint:

1. Nëse është e mundur të ktheheni majtas, bëjeni këtë.
2. Përndryshe, shkoni drejt nëse është e mundur.
3. Nëse nuk mund të shkojë majtas ose drejt, kthehuni djathtas, nëse është e mundur.
4. Nëse asnjë nga sa më sipër nuk është e mundur, kjo duhet të jetë një rrugë pa krye. Kthehu mbrapsht.

Një paralajmërim është se metoda mund të dështojë nëse labirinti ka një lak në të. Në varësi të vendosjes së lakut, roboti mund të vazhdojë të sillet rreth e qark. Një zgjidhje e mundshme për këtë problem do të ishte që roboti të kalonte në rregullin e ndjekësit të murit në të djathtë, nëse e kuptonte se po shkonte në një lak. Unë nuk e përfshiva këtë përmirësim në projektin tim.

HAPAT P FORR NDURTIMIN E ROBOTIT

Edhe pse LEGO Mindstorms EV3 është shumë i gjithanshëm, ai lejon jo më shumë se një nga secili lloj sensori të lidhur me një Tullë. Dy ose më shumë Tulla mund të lidhen me zinxhir margaritar, por unë nuk doja të blija një Tullë tjetër, dhe kështu kam përdorur sensorët e mëposhtëm (në vend të tre sensorëve tejzanor): sensor infra të kuqe, sensor ngjyrash dhe sensor tejzanor. Kjo funksionoi mirë. Çiftet e fotografive më poshtë tregojnë se si të ndërtohet roboti. Fotografia e parë e secilës palë tregon pjesët e nevojshme, dhe fotografia e dytë tregon të njëjtat pjesë të lidhura së bashku.

Hapi 1: Baza e Robotit

Hapi i parë është ndërtimi i bazës së robotit, duke përdorur pjesët e paraqitura. Baza e robotit tregohet me kokë poshtë. Pjesa e vogël në formë L në pjesën e pasme të robotit është një mbështetje për pjesën e pasme. Ai rrëshqet ndërsa lëviz roboti. Kjo funksionon në rregull. Kompleti EV3 nuk ka një pjesë të tipit të rrotullimit.

Hapi 2: Në krye të Bazës

3 hapat e ardhshëm janë për pjesën e sipërme të bazës së robotit, sensorin e ngjyrave dhe kabllot, të cilat janë të gjitha kabllo 10 inç (26 cm)

Hapi 3: Sensorë me rreze infra të kuqe dhe tejzanor

Tjetra, janë sensori infra të kuqe (në anën e majtë të robotit) dhe sensori tejzanor (në të djathtë). Gjithashtu, 4 kunjat për ngjitjen e Tullave në majë.

Sensorët infra të kuqe dhe tejzanor janë të vendosur vertikalisht në vend të horizontales normale. Kjo siguron identifikim më të mirë të qosheve ose skajeve të mureve.

Hapi 4: Kabllot

Bashkangjitni Tullën dhe lidhni kabllot si më poshtë:

• Porti B: motori i madh i majtë.
• Porta C: motor i madh i djathtë.
• Porti 2: sensor tejzanor.
• Porta 3: sensori i ngjyrave.
• Porti 4: sensor infra të kuqe.

Hapi 5: Hapi Final në Ndërtimin e Robotit: Dekorim

Krahët dhe pendët janë vetëm për zbukurim.

Hapi 6: Pseudokodi për Programin

1. Prisni 3 sekonda dhe thoni "Shko".
2. Filloni robotin duke lëvizur drejt përpara.
3. Nëse është e mundur të ktheheni majtas (domethënë, nëse sensori infra të kuqe nuk ndjen një objekt aty pranë), thoni "Majtas" dhe shkoni majtas.
4. Shkoni përpara rreth 15 centimetra përpara për të shmangur një kthesë të rreme majtas. Arsyeja është se pasi roboti të jetë kthyer, sensori do të shihte hapësirën e gjatë nga e cila sapo kishte ardhur, dhe roboti do të mendonte se duhet të kthehej majtas, gjë që nuk është gjëja e duhur për të bërë. Kthehuni te hapi 2.
5. Nëse nuk është e mundur të ktheni majtas, kontrolloni se çfarë sheh Sensori i Ngjyrave përpara robotit.
6. Nëse nuk ka ngjyrë (domethënë asnjë objekt), atëherë kthehuni në hapin 2.
7. Nëse ngjyra është e Kuqe, kjo është dalja. Ndaloni robotin, luani një fanfare dhe ndaloni programin.

8. Nëse ngjyra është kafe (pra, kartoni ngjyrë kafe përpara), atëherë ndaloni robotin.

   1. Nëse është e mundur të ktheheni djathtas (domethënë, nëse sensori tejzanor nuk ndjen një objekt aty pranë), thoni "E drejtë" dhe shkoni djathtas. Kthehuni te hapi 2.
   2. Nëse nuk është e mundur të ktheheni djathtas, thoni "Uh-oh", kthehuni prapa rreth 5 inç (12.5 cm) dhe kthehuni. Kthehuni te hapi 2.

Hapi 7: Programi

LEGO Mindstorms EV3 ka një metodë programimi shumë të përshtatshme të bazuar në ikona. Blloqet shfaqen në fund të ekranit të ekranit në kompjuter dhe mund të tërhiqen dhe hidhen në dritaren e programimit për të ndërtuar një program. Pamja e ekranit tregon programin për këtë projekt. Blloqet përshkruhen në hapin tjetër.

Unë nuk mund të kuptoj se si të vendosni shkarkimin e programit për ju njerëz, dhe kështu Blloqet përshkruhen në hapin tjetër. Çdo Bllok ka opsione dhe parametra. Veryshtë shumë e lehtë dhe e gjithanshme. Nuk duhet të marrë shumë kohë që ju të zhvilloni programin dhe/ose ta ndryshoni atë sipas nevojave tuaja. Si gjithmonë, është një ide e mirë për të ruajtur programin në mënyrë periodike kur e zhvilloni atë.

Tulla EV3 mund të lidhet me kompjuterin ose me një kabllo USB, Wi-Fi ose Bluetooth. Kur lidhet dhe ndizet, kjo tregohet në një dritare të vogël në këndin e poshtëm të djathtë të dritares EV3 në kompjuter. "EV3" në anën e djathtë, bëhet e kuqe. Kur ky ekran është vendosur në Port View, ai tregon në kohë reale atë që secili sensor po zbulon. Kjo është e dobishme për të eksperimentuar.

Gjatë ndërtimit të këtij programi, unë do të sugjeroja që të punoni nga e majta në të djathtë dhe nga lart poshtë, dhe të zmadhoni Loop dhe Switch Blocks para se të tërhiqni Blloqe të tjera brenda. Kam hasur në probleme të çrregullta duke u përpjekur të fus Blloqe shtesë brenda para se të zmadhohesha.

Hapi 8: Bllokimet e programit

1. Duke filluar nga ana e majtë e programit, Blloku i Fillimit është i pranishëm automatikisht kur një program është duke u zhvilluar.
2. Tjetra është një bllok pritjeje, për të na dhënë 3 sekonda për ta vendosur robotin në hyrje të labirintit, pas fillimit të programit.
3. Një Sound Block e bën robotin të thotë "Shko".
4. Një bllok loop përmban shumicën e programit. Ekrani duhet të zmadhohet 4 ose 5 herë dhe ky bllok Loop duhet të zmadhohet pothuajse në skajin e djathtë të Canvas Programming para se të filloni të fusni Blocks. Mund të bëhet më i vogël më pas.
5. Blloku i parë brenda Lakut është një Zhvendosje Blloku Drejtues me Drejtimin e vendosur në zero dhe Fuqia e vendosur në 20. Kjo fillon që motorët të punojnë drejt përpara me shpejtësi të ulët. Një shpejtësi më e madhe do ta bënte robotin të lëvizte shumë larg kur vazhdon përpara ndërsa flet në hapat pasues.
6. Një bllok bllokues në modalitetin e afërsisë së sensorit infra të kuqe kontrollon nëse ka ndonjë objekt më larg se një vlerë prej 30. Kjo është e barabartë me afërsisht 9 inç (23 cm) për kartonin ngjyrë kafe. Nëse vlera është më e madhe se 30, atëherë Blloqet 7, 8 dhe 9 ekzekutohen, përndryshe programi shkon në Bllokun 10 më poshtë.
7. Një Sound Block e bën robotin të thotë "Majtas".
8. A Move Steering Block me drejtimin e vendosur në -45, Fuqia e vendosur në 20, Rotations vendosur në 1.26, dhe Brake at End të vendosur në True. Kjo e bën robotin të kthehet majtas.
9. Një Zhvendos Bllokun Drejtues me Drejtimin e vendosur në zero, Fuqia e vendosur në 20, Rotacionet e vendosur në 1.2 dhe Brake at End janë vendosur në Vërtetë. Kjo e bën robotin të ecë përpara rreth 15 inç për të shmangur një kthesë të rreme majtas.
10. Një bllok bllokues në Sensorin e Ngjyrës Me Masë Ngjyra Kontrollon se çfarë ngjyre është përpara robotit. Nëse nuk ka ngjyrë (pra nuk ka objekt), atëherë programi shkon në fund të lakut. Nëse ngjyra është e Kuqe, atëherë Blloqet 11, 12 dhe 13 ekzekutohen. Nëse ngjyra është kafe, programi shkon në Bllokun 14 më poshtë.
11. Një Lëviz Bllokun Drejtues në Modalitetin Fikur për të ndaluar motorët.
12. Një Sound Block luan një fanfare.
13. Një bllok i ndërprerjes së lakut del nga laku.
14. Një Lëviz Bllokun Drejtues në Modalitetin Fikur për të ndaluar motorët.
15. Një bllok bllokues në sensorin tejzanor Krahasoni modalitetin në distancë inç kontrollon nëse ka ndonjë objekt më larg se 20 inç. Nëse është më shumë se 8 inç, atëherë Blocks16 dhe 17 ekzekutohen, përndryshe programi shkon në Bllokun 18 më poshtë.
16. Një Sound Block e bën robotin të thotë "E drejtë".
17. A Move Steering Block me drejtimin e vendosur në -55, fuqinë e vendosur në -20, Rotations vendosur në 1.1, dhe Brake at End të vendosur në True. Kjo e bën robotin të kthehet djathtas.
18. Një Sound Block e bën robotin të thotë "Uh-oh".
19. Një bllok blloku i rezervuarit me fuqi të majtë të vendosur në -20, fuqi djathtas të vendosur në -20, rrotullime të vendosura në 1 dhe frenim në fund të vendosur në të vërtetë. Kjo e bën robotin të kthehet mbrapa rreth 5 inç (12.5 cm) për të bërë hapësirë për t'u kthyer.
20. Një bllok blloku i rezervuarit me fuqi të majtë të vendosur në -20, fuqinë e djathtë të vendosur në 20, rrotullimet të vendosura në 1.14 dhe Brake at End të vendosur në True. Kjo e bën robotin të kthehet.
21. Në dalje të lakut është një bllok programi i ndaluar.

Hapi 9: Ndërtoni një MAZE

Dy kartona kartoni të valëzuar duhet të jenë të mjaftueshëm për labirint. I bëra muret e labirintit 5 inç (12.5 cm) të larta, por 4 inç (10 cm) duhet të funksionojnë po aq mirë nëse ju mungon kartoni i valëzuar.

Së pari, kam prerë rreth mureve të kartonëve, 10 inç (25 cm) nga fundi. Pastaj kam prerë rreth mureve 5 centimetra nga fundi. Kjo siguron disa mure 5 inç. Gjithashtu, kam prerë fundet e kartonëve, duke lënë rreth 1 inç (2.5 cm) të ngjitur në mure për qëndrueshmëri.

Pjesët e ndryshme mund të priten dhe ngjiten ose ngjiten kudo që është e nevojshme për të formuar labirintin. Duhet të ketë një hapësirë 12 inç (30 cm) midis mureve në çdo rrugë me një qorrsokak. Kjo distancë është e nevojshme që roboti të kthehet.

Disa nga qoshet e labirintit mund të kenë nevojë të përforcohen; Gjithashtu, disa mure të drejta duhet të mbahen nga lakimi nëse përfshijnë një qoshe kartoni të drejtuar. Copa të vogla kartoni të hollë duhet të ngjiten në fund në ato vende, siç tregohet.

Dalja ka një pengesë të kuqe të përbërë nga gjysma e një zarfi të kuq të kartolinave dhe një bazë e bërë nga 2 copa kartoni të hollë, siç tregohet.

Një paralajmërim është që labirinti të mos jetë i madh. Nëse kthesat e robotit janë në një kënd të vogël nga ai i duhuri, mospërputhjet shtohen pas disa kthesave. Për shembull, nëse një kthesë në të majtë është 3 gradë jashtë, atëherë pas 5 kthesave në të majtë roboti po fiket 15 gradë. Një labirint i madh do të kishte më shumë kthesa dhe një rrugë më të gjatë se një e vogël, dhe roboti mund të përplaset në mure. Më është dashur të futem disa herë me cilësimet e Rrotullimeve të kthesave në mënyrë që të arrij një makinë të suksesshme nëpër labirintin e vogël që kam bërë.

RRITJET E ARDHSHME

Një projekt i dukshëm vijues është ta bëjë robotin të aftë të përcaktojë një rrugë të drejtpërdrejtë përmes labirintit gjatë lundrimit në të, dhe pastaj të drejtojë këtë rrugë të drejtpërdrejtë (duke shmangur qorrsokakët) menjëherë më pas.

Kjo është shumë më e komplikuar sesa projekti aktual. Roboti duhet të mbajë mend rrugën që ka kaluar, të heqë qorrsokakët, të ruajë rrugën e re dhe pastaj të ndjekë rrugën e re. Kam në plan të punoj në këtë projekt në të ardhmen e afërt. Unë pres që është e mundur të arrihet me LEGO Mindstorms EV3 duke përdorur Blloqet e Operacioneve të Grupit dhe disa Blloqe të lidhura me matematikën.

VEMREJTJE PRFUNDIMTARE

Ky ishte një projekt argëtues. Shpresoj që edhe juve t’ju duket interesante.