Робот с личност, който избягва препятствията!: 7 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

За разлика от повечето роуминг „ботове“, този всъщност броди по такъв начин, че всъщност изглежда „мислещ“! С микроконтролер BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp и др.), Някакво шаси, няколко сензора и сложен код от тази инструкция, можете да създадете робот, който да изпълнява движения, които дори никога е програмиран в него! Ето един видеоклип (той е с ниско качество, но работя върху това. (Все още се опитвам да разработя частта, че е твърде бавна.)

Стъпка 1: Сензорите

(Името?) … Е, нека го наречем просто Боб. Боб има пет сензора

• Ултразвуков далекомер (известен още като "сонар")
• 2 инфрачервени сензора Sharp GP2D12
• 1 стандартен IR модул (повече за това по -късно)
• 1 CdS (кадмиев сулфид) фотоклетка

Ултразвуковият далекомер помага на Боб да види препятствия, които са точно пред него; те също му казват на какво разстояние е обектът от него. Това може да се получи от много източници. Можете да ги намерите от (Parallax; те го наричат "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies и толкова много други сайтове. Без значение къде отивате да ги намерите, всички те струват приблизително еднакво (~ 30 долара). Двата IR сензора, направени от Sharp, са много лесни за използване, когато се използват за просто откриване на обекти, както в този случай. Можете да ги получите в онлайн магазини на май, като изброените по -горе. Те помагат на Боб да види препятствия, които ултразвуковият далекомер не може; препятствия, които се доближават твърде близо до страните на шасито. Те струват около 12 до 15 долара в зависимост от това къде ги получавате. "IR сглобката", която направих сам; вижте стъпка 2 за сглобяване. CdS Photocell (или резистор с променлива светлина, независимо от вашите предпочитания) е за откриване на промени в околното осветление. Боб ги използва, за да знае кога е в тъмна или светла стая. Ако някой, който има предишен опит с някой от рейнджърите на Sharp IR, FYI, те не се използват за реално измерване на разстоянието в този робот. Нямам ADC (аналогово-цифров конвертор), нито знам как да ги използвам по този начин. Те просто предоставят ВИСОК или НИСКИ сигнал на микроконтролера BS2. Информационните листове за инфрачервените сензори на Sharp, както и сензора Ping))) могат да бъдат намерени в мрежата, но ако сте мързеливи като мен, можете да превъртите малко по -надолу и там са те!

Стъпка 2: Хардуерът, мозъкът и други компоненти

Добре. Като начало хардуерът, използван за този робот, беше част от комплекта, който получих. Това е комплектът "Boe-Bot" от Parallax (https://www. Parallax.com), но този дизайн е много гъвкав; можете да използвате всяко шаси, което искате, просто бъдете сигурни, че 1) ултразвуковият далекомер е на най -високата кота на робота, така че да не удря дъното на парапетите и т.н., и 2) инфрачервените сензори са под ъгъл по такъв начин, че те дори могат да откриват обекти, които са на около 1 инча от робота. Това го предпазва от удряне на ръбове на неща, които могат да ударят колелата. На шасито е монтиран Boe-Board на Parallax, който идва с моя комплект Boe-Bot, който е просто платка за разработка, която може да се използва с всеки микроконтролер Stamp със същите изисквания за напрежение и оформление на щифтове. В интернет има много различни дъски за разработка на Stamp. Това е $ 65 от Parallax. На дъската за разработка, като мозъка на Боб, е BS2e (BASIC Stamp 2 e), който по същество е същият като BS2, с изключение на повече памет (RAM и EEPROM). EEPROM е за съхранение на програми, а RAM е за съхранение на променливите (разбира се временно). Боб може да не бъде най -бързият мислител в света (~ 4 000 инструкции/сек), но хей, това е достатъчно добре. Боб се движи чрез две непрекъснато въртящи се сервомотора от Parallax, които, както правят много серво, имат много въртящ момент. За сока той има 4-клетъчна батерия тип АА (за общо 6V), свързана към 5V регулатора на платката за разработка, която дава постоянен изход от, предположихте, 5V, за да не изпържи компонентите. Много устройства за роботика работят на 5V или 6V захранване; по някаква причина това е стандарт. И НЕ "Искате да пържите тези компоненти; те са скъпи. BS2e има вътрешен регулатор, но не му давайте повече от 9V, ако не използвате платка за разработка! Също така, ако не използвате платка за разработка (които винаги имат регулатори), тогава ВНИМАТЕЛНО използвайте регулатор 5 V. ЗАБЕЛЕЖКА: Що се отнася до консумацията на енергия, Боб е много алчен. Използвайте за това презареждащи се батерии; те издържат МНОГО по -дълго. Използвах 4 презареждащи се Energizer при 2500 mA всеки, което определено удължава живота.

Стъпка 3: Сглобяване на веригата на сензора за светлина

Светлинният сензор изисква верига, за да може BS2e да го използва правилно. Получих тази схема направо от една от книгите на Parallax (всъщност тази, която дойде с моя комплект). ЗАБЕЛЕЖКА: ПИН 6 е Всъщност ПИН 1; ТОВА ТРЯБВА ДА СЪОТВЕТСТВА С КОДА ИЛИ МОЖЕТЕ ДА УВРЕДИТЕ ДРУГИ КОМПОНЕНТИ. ВНИМАВАЙТЕ ДА НЕ ГО ПРЕПУСТИТЕ.

Стъпка 4: Сглобяване на детектора за изпускане

Това може да се събере на някоя гола печатна платка. Току -що изтичах до RadioShack и взех един, и отрязах дъската, за да пасне на веригата. Тази част е ОСНОВНА. Ако объркате това, бедният Боб може да умре. IR детекторът е Panasonic PNA4601, но можете да го получите от RatShack, както и резисторите и IR LED. Няма значение какъв размер IR LED ще получите, juts се уверете, че не е IR ФОТОТРАНЗИСТОР. Това е напълно различно устройство. Освен това трябва да използвате термосвиваеми тръби или някакъв вид слама (можете да я напръскате с черна боя), за да стесните лъча на инфрачервения светодиод, но той трябва да бъде напълно покрит (с изключение на края на светодиода) или сензора няма да работи. Използвах пластмасов корпус от Parallax. Можете да поръчате светодиода и корпуса на техния уебсайт.

За съжаление честотният диапазон на инфрачервения детектор, който използвах, беше много широк, което означава, че е много по -податлив на смущения. За щастие, RadioShack предлага такива, настроени само на 38Khz, което означава, че е по -малко вероятно Боб да се държи странно около дистанционното управление и други устройства, които използват IR. DP2D12 са страхотни, защото са практически без смущения поради усъвършенстваната оптика (лещите) и схемите. В бъдещи проекти няма да използвам обикновени IR детектори. Инфрачервените сензори Sharp са за предпочитане пред обикновените IR приемници. ЗАБЕЛЕЖКА: ПИН 8 е НАСТОЯЩО ПИН 10. ПИН 9 е ПРАВИЛЕН

Стъпка 5: Боб се нуждае от звук

Свържете пиезо високоговорител към PIN 5 и - към земята. Боб трябва да изрази себе си! Най -добрият вид пиезо говорител за използване би бил повърхностен. Те са почти винаги 5 волта. В противен случай, ако използвате такъв с номинал под 5V, ще ви е необходим резистор.

Стъпка 6: Добавяне на „фар“

За да изглежда Боб по -хладен в тъмното, той включва фара, когато влезе в тъмна стая. Всеки бял светодиод ще работи за това. Тъй като схемата е толкова адски проста, просто ще ви кажа: просто използвайте 220ohm резистор, за да ограничите тока. И или разбира се, - отива на земята.

Стъпка 7: Напълнете мозъка на Боб

Ето кода за Боб. Той е разделен на раздели: декларации (константи и променливи), инициализация, „основния“цикъл и подпрограми. Типът програмиране, който използвах, е FSM (Finite State Machine) базирана на подчинение архитектура. По принцип това кара робота да работи по -бързо и по -добре организира кода. Ако искате да се впуснете в тази сравнително сложна област, прочетете PDF файла на тази страница. Добавих коментари (текстът в зелено), за да идентифицирам различни части от кода. Всички връзки към BS2e са изброени отново по -долу

• PIN 0 - 220ohm резистор към CdS фотоклетката
• PIN 5 - положителен проводник на пиезо високоговорител
• PIN 6 - SIG (сигнална) линия вляво GP2D12 (вляво, когато гледате робота отгоре)
• PIN 8 - линия SIG отдясно GP2D12
• PIN 9 - OUT (изходна) линия на инфрачервения детектор (датчик за изпускане)
• PIN 10 - 1Kohm резистор към положителния проводник на IR LED
• PIN 15 - кабел SIG на ултразвуков далекомер

Кодът на Боб е написан по такъв начин, че 1) Той или, разбира се, избягва обекти и падания2) брои броя на задействанията на всеки от сензорите и определя дали той е на място, което не може да се маневрира3) генерира псевдо- случайни числа за рандомизиране на движението4) включва „фарове“, след като установи, че е в тъмна стая с помощта на таймери и IF… ТОГАВА все още работя частта „забавяне“. Това е свързано с времето за разреждане на кондензатора за светлинния сензор, както и с претоварената BS2e.