Swarm Bots: montage en coöperatief transport - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Dag iedereen, Deze instructable gaat over 'Swarm Bots: Assembly and Co-operative Transport' waarin we onze eigen master- en slave-robot kunnen bouwen, slave zal master-robot volgen en we zullen master-robot besturen met onze smartphone. Het is een leuk project, probeer gewoon je elektronica-nerd in je en speel met robotica. Ik zal veel afbeeldingen, video's, korte uitleg over dit project proberen om een duidelijk idee te krijgen.

Waarom COBOT anders is dan Swarm en normale bots, vind je hier

1. INLEIDING

1.1 Wat is eigenlijk zwermrobotica

1. Zwermrobotica is een nieuwe benadering voor de coördinatie van multi-robotsystemen die bestaan uit grote aantallen, meestal eenvoudige fysieke robots.

2. Deze benadering is ontstaan op het gebied van kunstmatige zwermintelligentie en de biologische studie van insecten, mieren en andere gebieden in de natuur, waar zwermgedrag optreedt.

3. Swarm Robotics is een opkomend gebied in collectieve robotica dat een volledig gedistribueerd besturingsparadigma en relatief eenvoudige robots gebruikt om gecoördineerd gedrag op groepsniveau te bereiken.

4. Zwermrobotsystemen zijn zelforganiserend, wat inhoudt dat constructief collectief (of macroscopisch) gedrag voortkomt uit individuele (of microscopische) beslissingen die robots nemen.

Stap 1: Oorsprong van zwerm & referentie in films

1.2 Oorsprong van de zwerm 1. De meeste onderzoeken naar zwermintelligentie zijn geïnspireerd op hoe zwermen in de natuur, zoals sociale insecten, vissen of zoogdieren, in het echte leven in de zwerm met elkaar omgaan.

2. Deze zwermen variëren in grootte van een paar individuen die in de kleine natuurgebieden leven tot sterk georganiseerde kolonies die de grote gebieden kunnen bezetten en uit meer dan miljoenen individuen bestaan.

3. Het groepsgedrag dat in de zwermen naar voren komt, vertoont een grote flexibiliteit en robuustheid, zoals padplanning, nestconstructie, taaktoewijzing en vele andere complexe collectieve gedragingen in verschillende natuurzwerm.

4. De individuen in de natuurzwerm vertonen zeer slechte vermogens, maar het complexe groepsgedrag kan zich voordoen in de hele zwerm, zoals het migreren van vogelmassa's en visscholen, en het foerageren van mieren- en bijenkolonies zoals getoond in Fig. Termieten zwermen naar kolonies bouwen, vogels zwermen om voedsel te vinden, bijen zwermen om honing te verzamelen.

Stap 2: PROBLEEMDEFINITIE

1. Inleiding

In dit hoofdstuk zullen we werken aan twee hoofddoelen van ons project, namelijk zelfassemblage en coöperatief transport. Bij zelfassemblage zullen twee robots in lijnformatie assembleren en in coöperatief transport zullen deze twee bots het blok van de ene plaats naar de andere transporteren.

1..1 Zelfassemblage van zwermrobots

We streven ernaar om een groep s-bots volledig autonoom aan te sturen, zodanig dat ze een object lokaliseren, benaderen en verbinden.

1.2 Coöperatief vervoer

In dit werk wordt het probleem van

a) hoe afzonderlijke s-bots te besturen om autonoom verbinding te maken met een object en/of met elkaar, en

b) hoe je een swarm-bot of een verzameling swarm-bots bestuurt om een object naar een doel te transporteren.

Het ontwerp en de bruikbaarheid van een hybride besturingsarchitectuur voor het besturen van een zelfassemblerende groep s-bots die zich bezighouden met een coöperatieve transporttaak, zijn al bestudeerd in simulatie. Het probleem is ontleed in de subproblemen van het besturen van de acties.

1. S-bots die zichzelf kunnen assembleren. Geassembleerde s-bots die in staat zijn het doelwit te lokaliseren tijdens transport.

2. Geassembleerde s-bots die tijdens transport niet in staat zijn het doelwit te lokaliseren. Gebruik één master- en slave-microcontroller.

3. Koppelende optische ontwijkersensor met zwermrobot.

4. SPI-communicatie tussen zwermrobots ontwikkeld.

5. Synchronisatie tussen twee zwermrobots. Beperkt transport van objecten is de enige beperking van ons project.

Stap 3: METHODOLOGIE

Het vijf hoofdblok van het zwermproject bestaat uit:

A) Arduino Master & Slave: de master en slave zijn twee op arduino gebaseerde bots, die samenwerken om de gewenste taak uit te voeren, in ons geval het transporteren van zware voorwerpen. De master bestuurt de beweging en acties van de slave via de RF-module die in het volgende deel wordt uitgelegd.

B) RF-module (nrf24l01): De communicatie tussen de master en de slave vindt plaats via de RF-module. De Master stuurt het gewenste commando via de zendermodule, die wordt ontvangen en gevolgd door de Slave via de ontvangermodule die eraan is bevestigd.

C) Obstacle Avoider: Dit is het oog van de bots. Obstacle Avoider helpt de bots om ongewenste obstakels te vermijden en voorkomt ook botsingen met elkaar. Het bestaat uit een systeem van fotodiodes en LED's, die respectievelijk op de master en de slave worden geplaatst

D) Eén schild: het eerste deel is een schild dat fysiek is verbonden met uw Arduino-bord en fungeert als een draadloze tussenpersoon, die gegevens tussen Arduino en elke Android-smartphone via Bluetooth doorstuurt. Het is een softwareplatform en app op Android-smartphones die de communicatie tussen ons schild en uw smartphone beheert en u laat kiezen tussen verschillende beschikbare schilden.

E) LV-MaxSonar: onze ultrasone sensoren zijn in de lucht, contactloze objectdetectie en afstandssensoren die objecten binnen een gebied detecteren. Deze sensoren worden niet beïnvloed door de kleur of andere visuele kenmerken van het gedetecteerde object. Ultrasone sensoren gebruiken hoogfrequent geluid om objecten in verschillende omgevingen te detecteren en te lokaliseren.

Stap 4: INTERFACEREN VAN DE COMPONENTEN

Swarm Bots: Montage en coöperatief transport Pin Beschrijving:

A. nrf24L01 pinbeschrijving:

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! NIET 5V

3 - CE naar Arduino pin 9

4 - CSN naar Arduino pin 10

5 - SCK naar Arduino pin 13

6 - MOSI naar Arduino pin 11

7 - MISO naar Arduino pin 12

8 - ONGEBRUIKT

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Gegevenspin - A5

C. L293D Motorstuurprogramma IC

LeftMotorForward - D7 (digitale pin 7)

Links MotorAchteruit - D6

RechtsMotorForward - D5

RechtsMotorAchteruit - D4

D. Fotodiode (optioneel)

VCC-5V

GND

Gegevenspin - D0

U kunt de pin aansluiten volgens uw PCB-ontwerp, maar de nodige wijzigingen in de code moeten worden aangebracht.

Opmerking: mensen zullen bij de eerste poging een probleem tegenkomen bij het koppelen en uitvoeren van het programma, doorloop alle verbindingen en code op de juiste manier en probeer het opnieuw.

Stap 5: PROGRAMMERING

Hackster.io

Opmerking: het volgende bijgevoegde txt-bestand bevat het Master.ino- en Slave.ino-programma. Neem de referentie van de code, begrijp het werken en upload het vervolgens naar de respectievelijke master arduino en slave arduino:)

Stap 6: BEHUIZING & PCB & PROTOTYPING

U kunt elke koffer voor uw robot nemen

PCB bevat nrF, obstakelvermijdingssensor, batterij, L293D IC. U hoeft geen PCB te maken, sluit gewoon elk onderdeel op een purfboard aan en soldeer het

Stap 7: OBSTAKELVERMIJDINGSENSOR TESTEN

Stap 8: NRF24L01 ZENDONTVANGER TESTEN

Opmerking: Sorry voor watermerk in video;)

Stap 9: TESTEN ENKELE BOT & 1SHEELD WERKEN

Stap 10: AVENGERS MONTEREN VOOR DE LAATSTE TESTEN

Stap 11: LAATSTE TESTEN

Stap 12: CONCLUSIE

1. Ons project is in principe gebaseerd op het natuurlijke gedrag van een zwerm bijen of een zwerm mieren die de taak die hen is opgedragen effectief en efficiënt uitvoeren.

2. De coördinatie tussen de Master en de Slave-bot is effectief bij het tot stand brengen van de taak die Objecttransport is

3. Hier worden slechts 1 Master- en 1 Slave-bots gebruikt, wat een beperking oplegt aan de grootte van het object dat van de bron naar de bestemming kan worden getransporteerd.

4. Zodra de zelfmontage is voltooid, is het transport van het object een eenvoudig en betrouwbaar proces.

5. Het gebruik van Wireless Bots maakt het Master- en Slave Bot-paar handig in gebruik.

TOEKOMSTIGE TOEPASSING

1. Door het aantal slaven te vergroten, kunnen grotere en zwaardere objecten worden vervoerd.

2. Deze zwermrobots kunnen worden gebruikt voor verschillende reddingsoperaties waarbij de situaties niet gunstig zijn voor mensen om in te grijpen.

3. Het gebruik van Swarm Robotics kan worden uitgebreid om een natie te dienen door middel van militaire diensten. Dit zal het aantal slachtoffers van een oorlog verminderen.

Stap 13: BEDANKT:)

Hartelijk dank voor uw tijd om deze instructable te bekijken

Ik hoop dat ik een korte uitleg heb gegeven voor dit project, zodat iedereen het project gemakkelijk kan begrijpen en er zijn eigen project van kan maken. Omdat het een klein complex project is, kunt u in eerste instantie problemen ondervinden tijdens interfacing, codering en testen. Volg gewoon stap één voor één en elimineer de foutregel, upload niet alleen direct code en begin te rennen. Code is ook een algemene code, het kan zijn dat mensen wijzigingen moeten aanbrengen volgens uw vereisten.

Wat ik voorstel is om eerst een componentcode te koppelen en te testen, dan een andere code toe te voegen en te testen. Dit zal beter helpen. Neem wat referentie van Google, want mijn code is ook niet 100% correct. Eindelijk ben ik ook een newbie in arduino en programmeren, dus ik heb mijn best gedaan zo veel mogelijk als ik kan.

Ik hoop dat je het leuk vind:)

Gelieve Favoriet dit Instructable

STEM alsjeblieft op mij in de ROBOT-wedstrijd

Proost