Bëni një robot Maze Runner: 3 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Robotët që zgjidhin labirint kanë origjinën nga vitet 1970. Që atëherë, IEEE ka mbajtur konkurse për zgjidhjen e labirintit të quajtur Konkursi Micro Mouse. Qëllimi i konkursit është të krijojë një robot që gjen pikën e mesit të një labirinti sa më shpejt të jetë e mundur. Algoritmet e përdorura për të zgjidhur shpejt labirintin zakonisht bien në tre kategori; kërkimi i rastësishëm, harta e labirintit dhe metodat e mëposhtme të murit të djathtë ose të majtë.

Më funksionale e këtyre metodave është metoda e mëposhtme e murit. Në këtë metodë, roboti ndjek murin e djathtë ose të majtë në labirint. Nëse pika e daljes është e lidhur me muret e jashtme të labirintit, roboti do të gjejë daljen. Ky shënim i aplikacionit përdor metodën e mëposhtme të murit të duhur.

Hardware

Ky aplikacion përdor:

• 2 Sensorë analog të mprehtë të distancës
• Sensori gjurmues
• Kodifikues
• Motorët dhe drejtuesi i motorit
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Rregullatori i tensionit, shasi robotike.

Ne do të përdorim sensorin analog të distancës për të përcaktuar distancat në muret e djathta dhe të përparme. Sensorët e distancës Sharp janë një zgjedhje popullore për shumë projekte që kërkojnë matje të sakta të distancës. Ky sensor IR është më ekonomik se sa matësit e rrezeve sonare, megjithatë siguron performancë shumë më të mirë se alternativat e tjera IR. Ekziston një lidhje jolineare, e kundërt midis tensionit të daljes së sensorit dhe distancës së matur. Grafiku që tregon marrëdhënien midis daljes së sensorit dhe distancës së matur është treguar në figurën 1.

Një vijë e bardhë kundër një toke me ngjyrë të zezë është vendosur si objektiv. Ne do të përdorim sensorin gjurmues për të zbuluar vijën e bardhë. Sensori gjurmues ka pesë dalje analoge, dhe të dhënat e nxjerra ndikohen nga distanca dhe ngjyra e objektit të zbuluar. Pikat e zbuluara me reflektim më të lartë infra të kuqe (e bardhë) do të shkaktojnë një vlerë më të lartë dalëse dhe reflektimi më i ulët infra të kuqe (i zi) do të shkaktojë një vlerë më të ulët dalëse.

Ne do të përdorim koduesin e rrotave pololu për të llogaritur distancën që roboti udhëton. Ky bord kodifikues kuadratura është projektuar për të punuar me ingranazhe pololu mikro metalike. Funksionon duke mbajtur dy sensorë të reflektimit infra të kuqe brenda shpërndarësit të një rrote Pololu 42 × 19 mm dhe duke matur lëvizjen e dymbëdhjetë dhëmbëve përgjatë buzës së timonit.

Një bord qarkor i drejtuesit të motorit (L298N) përdoret për të kontrolluar motorët. Kunjat INx përdoren për të drejtuar motorët, dhe kunjat ENx përdoren për të vendosur shpejtësinë e motorëve.

Gjithashtu, një rregullator i tensionit përdoret për të zvogëluar tensionin nga bateria në 5V.

Hapi 1: Përshkrimi i algoritmit

Ky udhëzues përfshin metodën e mëposhtme të murit të duhur. Kjo bazohet në organizimin e përparësisë së drejtimit duke preferuar drejtimin më të drejtë të mundshëm. Nëse roboti nuk mund të zbulojë murin në të djathtë, ai kthehet në të djathtë. Nëse roboti zbulon murin e duhur dhe nuk ka mur përpara, ai shkon përpara. Nëse ka një mur në të djathtë të robotit dhe në pjesën e përparme, ai kthehet në të majtë.

Një shënim i rëndësishëm është se nuk ka mur për referencë pasi roboti sapo është kthyer në të djathtë. Prandaj "kthimi djathtas" realizohet në tre hapa. Ec përpara, kthehu djathtas, ec përpara.

Përveç kësaj, roboti duhet të mbajë distancën e tij nga muri kur lëviz përpara. Kjo mund të bëhet duke rregulluar njërin motor që të jetë më i shpejtë ose më i ngadalshëm se tjetri. Gjendja përfundimtare e tabelës së rrjedhës është treguar në figurën 10.

Një Robot Maze Runner mund të zbatohet shumë lehtë me një IC të vetëm të sinjalit të përzier të konfigurueshëm (CMIC). Ju mund të kaloni të gjitha hapat për të kuptuar se si çipi GreenPAK është programuar për të kontrolluar Maze Runner Robot. Sidoqoftë, nëse thjesht dëshironi të krijoni me lehtësi Robotin Maze Runner pa kuptuar të gjithë qarkun e brendshëm, shkarkoni softuerin GreenPAK për të parë skedarin e dizajnit të përfunduar tashmë të Maze Runner Robot GreenPAK. Lidhni kompjuterin tuaj me GreenPAK Development Kit dhe goditni programin për të krijuar IC të personalizuar për të kontrolluar Robotin tuaj Maze Runner. Hapi tjetër do të diskutojë logjikën që është brenda skedarit të dizajnit Maze Runner Robot GreenPAK për ata që janë të interesuar të kuptojnë se si funksionon qarku.

Hapi 2: Dizajni i GreenPAK

Dizajni i GreenPAK përbëhet nga dy pjesë. Këto janë:

• Interpretimi / përpunimi i të dhënave nga sensorët e distancës
• Gjendjet ASM dhe daljet motorike

Interpretimi / përpunimi i të dhënave nga sensorët e distancës

Importantshtë e rëndësishme të interpretohen të dhënat nga sensorët e distancës. Lëvizjet e robotit janë të menduara sipas daljeve të sensorëve të distancës. Meqenëse sensorët e distancës janë analoge, ne do të përdorim ACMP -të. Pozicioni i robotit në lidhje me murin përcaktohet duke krahasuar tensionet e sensorëve me tensionet e paracaktuara të pragut.

Ne do të përdorim 3 ACMP;

• Për të zbuluar murin e përparmë (ACMP2)
• Për të zbuluar murin e djathtë (ACMP0)
• Për të mbrojtur distancën e murit të djathtë (ACMP1)

Meqenëse ACMP0 dhe ACMP1 varen nga i njëjti sensor distancë, ne përdorëm të njëjtin burim IN+ për të dy krahasuesit. Ndryshimi i vazhdueshëm i sinjalit mund të parandalohet duke dhënë ACMP1 25mv histerezë.

Ne mund të përcaktojmë sinjalet e drejtimit bazuar në daljet e ACMP -ve. Qarku i treguar në figurën 12 përshkruan diagramin e rrjedhës të përshkruar në figurën 7.

Në të njëjtën mënyrë, qarku i cili tregon pozicionin e robotit në raport me murin e djathtë është treguar në figurën 13.

Shtetet ASM dhe daljet motorike

Ky aplikacion përdor Makinën Asinkrone të Shtetit, ose ASM, për të kontrolluar robotin. Ka 8 shtete në ASM, dhe 8 dalje në secilin shtet. RAM -i i daljes mund të përdoret për të rregulluar këto dalje. Shtetet janë të listuara më poshtë:

• Fillo
• Kontroll
• Largohuni nga muri i djathtë
• Afër murit të djathtë
• Kthehu majtas
• Lëviz përpara-1
• Kthehu djathtas
• Lëviz përpara-2

Këto gjendje përcaktojnë daljen tek drejtuesi i motorit dhe drejtojnë robotin. Janë 3 dalje nga GreenPAK për secilin motor. Dy përcaktojnë drejtimin e motorit, dhe dalja tjetër përcakton shpejtësinë e motorit. Lëvizja motorike sipas këtyre rezultateve tregohet në tabelat e mëposhtme:

RAM -i i daljes ASM rrjedh nga këto tabela. Shtë treguar në figurën 14. Përveç drejtuesve të motorit ka edhe dy dalje të tjera. Këto dalje shkojnë në blloqet përkatëse të vonesës për të lejuar robotin të udhëtojë në një distancë të caktuar. Daljet e këtyre blloqeve të vonesës lidhen gjithashtu me hyrjet ASM.

PWM -të u përdorën për të rregulluar shpejtësinë e motorëve. ASM u përdor për të përcaktuar se në çfarë PWM do të punonte motori. Sinjalet PWMA-S dhe PWMB-S janë vendosur në bitët e përzgjedhur mux.

Hapi 3:

Në këtë projekt, ne krijuam një robot që zgjidh labirint. Ne interpretuam të dhëna nga sensorë të shumtë, kontrolluam gjendjen e robotit me ASM të GreenPAK dhe drejtuam motorët me një shofer motorik. Në përgjithësi, mikroprocesorët përdoren në projekte të tilla, por një GreenPAK ka disa avantazhe ndaj një MCU: është më e vogël, më e përballueshme dhe mund të përpunojë daljen e sensorit më shpejt se një MCU.