Проект BOTUS: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Тези инструкции ще опишат робота BOTUS, който е построен като срочен проект за първата ни година на инженерство в Universite de Sherbrooke, в Sherbrooke, Квебек, Канада. BOTUS означава roBOT Universite de Sherbrooke или, както обичаме да го наричаме, roBOT Under Skirt:) Проектът, който ни беше предложен, се състоеше в намиране на интересно приложение за гласов контрол. Тъй като един от нашите членове е почитател на роботиката и следваме стъпките на предишния ни проект*, решихме да изградим дистанционно управляван робот, който да използва гласова команда като допълнителна функция за хора, които не са свикнали да манипулират сложни дистанционни управления с множество бутони (с други думи, не-геймъри;)). Екипът, отговорен за постигането на робота, се състои от (по азбучен ред):- Александър Болдук, компютърно инженерство- Луи-Филип Браул, електротехника- Винсент Шуинар, Електротехника- JFDuval, Електротехника- Себастиен Ганьон, Електротехника- Саймън Марку, Електротехника- Юджийн Морин, Компютърна техника- Гийом Плорд, Компютърно инженерство- Саймън Сент-Хилер, Електротехника Като студенти ние нямаме точно неограничен бюджет. Това ни принуди да използваме отново много материали, от поликарбонат до батерии до електронни компоненти. Както и да е, сега ще спра да бъркам и ще ви покажа от какво е направен този звяр! Забележка: За да поддържаме духа на споделяне, всички схеми за печатната платка, както и кодът, който управлява робота, ще бъдат дадени в тази инструкция … Насладете се!*Вижте Cameleo, робота за промяна на цвета. Този проект не беше завършен в крайния срок, забележете неравномерните движения, но все пак успяхме да получим споменаване за иновации за нашата функция „Съчетаване на цветове“.

Стъпка 1: Бърза еволюция на робота

Подобно на много проекти, BOTUS премина през множество етапи на еволюция, преди да стане това, което е сега. Първо беше направен 3D модел, който да даде по -добра представа за окончателния дизайн на всички участващи. След това започна прототипирането с изработването на тестова платформа. След като потвърдихме, че всичко работи добре, започнахме изграждането на последния робот, който трябваше да бъде променен няколко пъти. Основната форма не е променена. Използвахме поликарбонат, за да поддържаме всички електронни карти, MDF като основа и ABS тръби като централна кула, която поддържа нашите инфрачервени сензори за разстояние и нашата камера.

Стъпка 2: Движения

Първоначално роботът беше оборудван с два двигателя Maxon, които задвижваха две колела с ролки. Въпреки че роботът можеше да се движи, въртящият момент, осигурен от двигателите, беше твърде малък и те трябваше да се карат максимално през цялото време, което намалява точността на движенията на робота. За да разрешим този проблем, използвахме повторно две Escap P42 двигатели от усилията на Eurobot 2008 на JFDuval. Те трябваше да бъдат монтирани на две кутии по поръчка, а колелата сме сменени на две колела за скутери. Третата опора на робота се състои от просто свободно колело (всъщност това е само метален сачмен лагер в този случай).

Стъпка 3: Грайфери

Грайферите също са резултат от възстановяване. Първоначално те са били част от роботизирана рамена, използвана като учебно пособие. Добавено е серво, което му позволява да се върти наоколо, в допълнение към способността му да грабва. Имаме голям късмет, тъй като грайферите имаха физическо устройство, което им пречеше да се отварят твърде далеч или да се затварят прекалено здраво (макар че след „тест с пръст“разбрахме, че има доста добро сцепление …).

Стъпка 4: Камера и сензори

Основната характеристика на робота, поне за проекта, който ни беше даден, беше камерата, която трябваше да може да се огледа и да позволи прецизен контрол на движението му. Решението, на което се спряхме, беше прост Pan & Tilt монтаж, който се състои от две сервоустройства, артистично залепени (хммм) отгоре на които се намира много висока резолюция камера, налична на eBay за около 20 $ (хех …). Нашият гласов контрол ни позволи да преместваме камерата с двете оси, осигурени от сервомоторите. Самият монтаж е монтиран на върха на централната ни „кула“, комбиниран с едно серво, монтирано малко извън центъра, което позволява на камерата да погледне надолу и да види грайферите, помагайки на оператора с маневрите му. Ние също така оборудвахме BOTUS с 5 инфрачервени сензори за разстояние, монтирани отстрани на централната кула, което им позволява добър "изглед" отпред и отстрани на робота. Обхватът на предния сензор е 150 см, сензорите отстрани имат обхват 30 см, а диагоналните имат обхват до 80 см.

Стъпка 5: Но какво ще кажете за мозъка?

Както всеки добър робот, и нашият се нуждаеше от мозък. Персонализиран контролен борд е проектиран да направи точно това. Наречен "Colibri 101" (което означава Hummingbird 101, защото е малък и ефективен, разбира се), дъската включва повече от достатъчно аналогови/цифрови входове, някои захранващи модули за колелата, LCD дисплей и XBee модул, който се използва за безжична комуникация. Всички тези модули се управляват от микрочип PIC18F8722. Дъската е доброволно проектирана да бъде много компактна, както за спестяване на място в робота, така и за пестене на печатни платки. Повечето от компонентите на платката сме мостри, което ни позволи да намалим общите разходи за печатни платки. Самите дъски бяха направени безплатно от AdvancedCircuits, така че им благодаря за спонсорството. микроконтролер тук и тук.

Стъпка 6: Захранване

Сега всички тези неща са доста спретнати, но се нуждаят от малко сок, за да продължат. За целта отново се обърнахме към робота Eurobot 2008, като му отнехме батериите, което е Dewalt 36V литиево-йонно нанофосфат с 10 клетки A123. Първоначално сме дарени от DeWALT Canada. По време на последната ни презентация батерията издържа около 2,5 часа, което е много уважавано.

Стъпка 7: Но … Как да контролираме нещата?

Тук започва "официалната" част от термина проект. За съжаление, тъй като различните модули, които използвахме, за да филтрираме гласа ни и да ги преобразуваме в гласови команди, са проектирани от Universite de Sherbrooke, няма да мога да ги опиша с много подробности. Въпреки това мога да ви кажа, че ние третираме гласа чрез поредица от филтри, които позволяват на FPGA да разпознае, в зависимост от състоянието на всеки изход, който нашите филтри дават, коя фонема е произнесена от оператора. нашите студенти по компютърно инженерство разработиха графичен интерфейс, който показва цялата информация, събрана от робота, включително видео емисията на живо. (Този код не е включен, за съжаление) Тази информация се предава чрез модула XBee на Colibri 101, който след това се получава от друг модул XBee, който след това преминава през сериен към USB конвертор (плановете за тази платка също са включени във.rar файла) и след това се приемат от програмата. Операторът използва обикновен геймпад за предаване на командите за движение/захващане към робота и слушалки за управление на камерата. Ето пример за робота в действие:

Стъпка 8: Заключение

Е, това е всичко. Въпреки че тези инструкции не описват подробно как сме построили нашия робот, което вероятно няма да ви помогне, момчета поради доста „уникалните“материали, които използвахме, силно ви препоръчвам да използвате схемите и кода, които предоставихме, за да вдъхновите Вие създавате свой собствен робот! Ако имате някакви въпроси или в крайна сметка направете робот с помощта на нашите неща, ще се радваме да разберем! Благодарим ви за четенето! PS: Ако не искате да гласувате за мен, разгледайте проекта на Jerome Demers тук или дори проекта на JFDuval, достъпен чрез личната му страница тук. Ако някой от тях спечели, може да успея да вкарам няколко лазерно изрязани парчета;)