Projekti BOTUS: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:32

Ky udhëzues do të përshkruajë robotin BOTUS, i cili u ndërtua si një projekt afatgjatë për vitin tonë të parë të inxhinierisë në Universite de Sherbrooke, në Sherbrooke, Quebec, Kanada. BOTUS qëndron për roBOT Universite de Sherbrooke ose, siç na pëlqen ta quajmë, roBOT Under Skirt:) Projekti që na u propozua konsistonte në gjetjen e një aplikacioni interesant për kontrollin e zërit. Me një nga anëtarët tanë që ishte një tifoz i robotikës, dhe duke ndjekur hapat e projektit tonë të mëparshëm*, ne vendosëm të ndërtonim një robot me telekomandë që do të përdorte komandën zanore si një veçori të shtuar për njerëzit që nuk janë mësuar të manipulojnë telekomandat komplekse me butona të shumtë (me fjalë të tjera, jo-lojtarë;)). Ekipi përgjegjës për realizimin e robotit përbëhet nga (sipas rendit alfabetik):- Alexandre Bolduc, Inxhinieri Kompjuterike- Louis-Philippe Brault, Inxhinieri Elektrike- Vincent Chouinard, Inxhinieri Elektrike- JFDuval, Inxhinieri Elektrike- Sebastien Gagnon, Inxhinieri Elektrike- Simon Marcoux, Inxhinieri Elektrike- Eugene Morin, Inxhinieri Kompjuterike- Guillaume Plourde, Inxhinieri Kompjuterike- Simon St-Hilaire, Inxhinieri Elektrike Si studentë, ne nuk kemi buxhet të pakufizuar Me Kjo na detyroi të ripërdorim shumë materiale, nga polikarbonati tek bateritë tek komponentët elektronikë. Gjithsesi, unë do të ndaloj së vrapuari tani dhe do t'ju tregoj se nga çfarë është bërë kjo bishë! Shënim: Për të mbajtur me frymën e ndarjes, të gjitha skemat për PCB si dhe kodi që drejton robotin do të jepet në këtë udhëzues… Shijoni!*Shihni Cameleo, robotin që ndryshon ngjyrën. Ky projekt nuk përfundoi në afat, vini re lëvizjet e pabarabarta, por ne prapë arritëm të marrim një përmendje për inovacionin për veçorinë tonë "Përputhja e ngjyrave".

Hapi 1: Një evolucion i shpejtë i robotit

Ashtu si shumë projekte, BOTUS kaloi nëpër faza të shumta të evolucionit para se të bëhej ajo që është tani. Së pari, një model 3D u krijua për të dhënë një ide më të mirë të modelit përfundimtar për të gjithë të përfshirë. Më pas, filloi modelimi i prototipit, me krijimin e një platforme testimi. Pasi vërtetuam se gjithçka po funksiononte mirë, filluam ndërtimin e robotit përfundimtar, i cili duhej të modifikohej disa herë. Forma themelore nuk u modifikua. Ne përdorëm polikarbonat për të mbështetur të gjitha kartat elektronike, MDF si bazë, dhe tubat ABS si kulla qendrore që mbështet sensorët tanë të distancës infra të kuqe dhe montimin tonë të kamerës.

Hapi 2: Lëvizjet

Fillimisht, roboti ishte i pajisur me dy motorë Maxon që mundësonin dy rrota me rrota. Megjithëse roboti ishte në gjendje të lëvizte, çift rrotullues i furnizuar nga motorët ishte shumë i vogël, dhe ata duhej të drejtoheshin në maksimum gjatë gjithë kohës, gjë që zvogëlonte saktësinë e lëvizjeve të robotit. Për të zgjidhur këtë problem, ne ripërdorëm dy Motorët Escap P42 nga përpjekjet e JFDuval Eurobot 2008. Ata duhej të montoheshin në dy kuti ingranazhesh të bëra me porosi dhe rrotat ne ndryshuam në dy rrota skuter. Mbështetja e tretë në robot përbëhet nga një rrotë e thjeshtë e lirë (në fakt është vetëm një mbajtës i topit metalik në këtë rast)

Hapi 3: Mbërthyes

Kapësit janë gjithashtu rezultat i rimëkëmbjes. Ata fillimisht ishin pjesë e një asambleje robotike të krahëve të përdorur si një mjet mësimor. Një servo u shtua për ta lejuar atë të rrotullohet, përveç aftësisë së tij për të kapur. Ne jemi mjaft me fat, pasi mbajtësit kishin një pajisje fizike e cila i pengonte ata të hapeshin shumë ose të mbylleshin shumë fort (edhe pse pas një "testi të gishtit", kuptuam se kishte një shtrëngim mjaft të mirë …).

Hapi 4: Kamera dhe sensorë

Karakteristika kryesore e robotit, të paktën për projektin që na është dhënë, ishte kamera, e cila duhej të ishte në gjendje të shikonte përreth dhe të lejonte kontroll të saktë të lëvizjes së tij. Zgjidhja në të cilën u vendosëm ishte një montim i thjeshtë Pan & Tilt, i cili përbëhet nga dy servos të ngjitur artistikisht së bashku (hmmm), në krye të të cilave qëndron një aparat fotografik shumë i lartë i disponueshëm në eBay për rreth 20 dollarë (heh…). Kontrolli ynë zanor na lejoi të lëvizim kamerën me dy boshtet e ofruara nga servos. Asambleja vetë është montuar në majë të "kullës" sonë qendrore, e kombinuar me një servo të montuar pak jashtë qendrës, lejuan që kamera të shikonte poshtë dhe të shihte kapëset, duke ndihmuar operatorin me manovrat e tij. Ne gjithashtu pajisëm BOTUS me 5 infra të kuqe sensorë të distancës, të montuar në anën e kullës qendrore, duke u lejuar atyre një "pamje" të mirë të pjesës së përparme dhe anëve të robotit. Gama e sensorit të përparmë është 150cm, sensorët në anët kanë një gamë prej 30cm dhe ato diagonale kanë një gamë deri në 80cm.

Hapi 5: Por, ç'të themi për trurin?

Si çdo robot i mirë, yni kishte nevojë për një tru. Një bord kontrolli me porosi u krijua për ta bërë pikërisht këtë. I quajtur "Colibri 101" (që do të thotë për Hummingbird 101 sepse është i vogël dhe efikas, natyrisht), bordi përfshin më shumë se hyrje analoge/dixhitale të mjaftueshme, disa module energjie për rrotat, një ekran LCD dhe një modul XBee i cili përdoret për komunikim pa tel. Të gjitha këto module kontrollohen nga një mikroçip PIC18F8722. Bordi u krijua vullnetarisht për të qenë shumë kompakt, si për të kursyer hapësirë në robot ashtu edhe për të kursyer materialin PCB. Shumica e përbërësve në tabelë jemi mostra, të cilat na lejuan të zvogëlojmë koston e përgjithshme të PCB. Vetë bordet u bënë falas nga AdvancedCircuits, kështu që një falënderim i madh për sponsorizimin. Shënim: Për të mbajtur me shpirtin e ndarjes do të gjeni skemat, skedarët Cadsoft Eagle për modelin e bordit dhe kodin C18 për mikrokontrollues këtu dhe këtu.

Hapi 6: Fuqia

Tani, të gjitha këto gjëra janë mjaft të rregullta, por i duhet pak lëng për të vazhduar. Për këtë, ne iu drejtuam edhe një herë robotit Eurobot 2008, duke i hequr bateritë e tij, i cili ndodh të jetë një Nano Fosfat Lithium-Jon Dewalt 36V me 10 qeliza A123. Këto fillimisht ne jemi dhuruar nga DeWALT Canada. Gjatë prezantimit tonë përfundimtar, bateria zgjati rreth 2.5 orë, gjë që është shumë e respektueshme.

Hapi 7: Por… Si e kontrollojmë gjënë?

Këtu fillon pjesa "zyrtare" e termit projekt. Fatkeqësisht, sepse modulet e ndryshme që kemi përdorur për të filtruar zërin tonë dhe për t'i kthyer ato në komanda zanore janë projektuar nga Universite de Sherbrooke, nuk do të jem në gjendje t'i përshkruaj me shumë detaje. Megjithatë, mund t'ju them se ne e trajtojmë zërin përmes një serie filtrash, të cilat lejojnë një FPGA të njohë, në varësi të gjendjes së çdo daljeje që japin filtrat tanë, të cilat fonema u shqiptuan nga operatori. Prej atëherë, studentët tanë të inxhinierisë kompjuterike hartuan një ndërfaqe grafike e cila tregon të gjithë informacionin e mbledhur nga roboti, përfshirë edhe burimin e drejtpërdrejtë të videos. (Ky kod nuk është përfshirë, për fat të keq) Këto informacione transmetohen përmes modulit XBee në Colibri 101, të cilat më pas merren nga një modul tjetër XBee, i cili më pas kalon përmes një konvertuesi Serial-në USB (planet për këtë bord janë gjithashtu të përfshira në skedarin.rar) dhe pastaj merren nga programi. Operatori përdor një Gamepad të rregullt për të transmetuar komandat e lëvizjes/mbërthimit te roboti dhe një kufje për të kontrolluar kamerën. Këtu është një shembull i robotit në veprim:

Hapi 8: Përfundimi

Epo, kjo është për të. Edhe pse ky udhëzues nuk përshkruan në detaje se si e kemi ndërtuar robotin tonë, i cili ndoshta nuk do t'ju ndihmojë juve për shkak të materialeve mjaft "unike" që kemi përdorur, ju inkurajoj fuqimisht të përdorni skemat dhe kodin që kemi dhënë për të frymëzuar ju jeni duke ndërtuar robotin tuaj! Nëse keni ndonjë pyetje, ose përfundoni duke bërë një robot me ndihmën e gjërave tona, ne do të ishim të lumtur ta dinim! Faleminderit për leximin! PS: Nëse nuk ju pëlqen të votoni për mua, hidhini një sy projektit të Jerome Demers këtu apo edhe projektit të JFDuval të disponueshëm përmes faqes së tij personale këtu. Nëse secili prej tyre fiton, unë mund të jem në gjendje të shënoj disa pjesë të prera me lazer;)