Obstakel vermijdende robot met een persoonlijkheid! 7 stappen (met afbeeldingen) Antwoorden op al uw "Hoe?"

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In tegenstelling tot de meeste rondzwervende 'bots', zwerft deze zo rond dat het lijkt alsof hij 'denkt'! Met een BASIC Stamp-microcontroller (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp, etc.), een soort chassis, een paar sensoren en een aantal geavanceerde code van deze instructable, kun je een robot maken die bewegingen uitvoert die je nooit eens erin geprogrammeerd! Hier is een video (het is een beetje van lage kwaliteit, maar daar werk ik aan. (Ik probeer nog steeds uit te werken dat het te traag is.)

Stap 1: De sensoren

De (naam?)…Nou, laten we het gewoon Bob noemen. Bob heeft vijf sensoren

• Ultrasone afstandsmeter (ook bekend als "sonar")
• 2 Sharp GP2D12 IR-sensoren
• 1 Standaard IR-montage (hierover later meer)
• 1 CdS (cadmiumsulfide) fotocel

De ultrasone afstandsmeter helpt Bob obstakels te zien die recht voor hem staan; ze vertellen hem ook hoe ver het object van hem verwijderd is. Dit kan worden verkregen uit vele bronnen. Je kunt ze vinden op (Parallax; ze noemen het de "Ping)))")), Acroname, HVW Technologies en nog veel meer sites. Waar je ze ook gaat vinden, ze kosten allemaal ongeveer hetzelfde (~ $30). De twee IR-sensoren van Sharp zijn zeer eenvoudig te gebruiken wanneer ze worden gebruikt voor eenvoudige objectdetectie, zoals in dit geval. Je kunt ze krijgen bij vele online winkels, zoals de hierboven genoemde. Ze helpen Bob obstakels te zien die de ultrasone afstandsmeter niet kan; obstakels die te dicht bij de zijkanten van het chassis komen. Ze kosten ongeveer $ 12 tot $ 15, afhankelijk van waar je ze krijgt. De "IR assembly" heb ik zelf gemaakt; zie stap 2 voor montage. De CdS-fotocel (of lichtvariabele weerstand, wat uw voorkeur ook heeft) is voor het detecteren van veranderingen in het omgevingslicht. Bob gebruikt ze om te weten wanneer hij in een donkere of lichte kamer is. Als iemand eerdere ervaring heeft met een van de Sharp IR-rangers, ter informatie, deze worden niet gebruikt voor daadwerkelijke afstandsmeting in deze robot. Ik heb geen ADC (Analog-to-Digital Converter), en ik weet ook niet hoe ik ze op die manier moet gebruiken. Ze geven gewoon een HOOG of LAAG signaal aan de BS2-microcontroller. De datasheets voor de Sharp IR's en de Ping)))-sensor zijn te vinden op het net, maar als je lui bent zoals ik, kun je iets verder naar beneden scrollen en daar zijn ze!

Stap 2: De hardware, hersenen en andere componenten

OK. Om te beginnen maakte de hardware die voor deze robot werd gebruikt deel uit van een kit die ik kreeg. Het is de "Boe-Bot" kit van Parallax (https://www. Parallax.com), maar dit ontwerp is zeer flexibel; je kunt elk chassis gebruiken dat je wilt, zorg er wel voor dat 1) de ultrasone afstandsmeter zich op het hoogste punt van de robot bevindt, zodat deze de onderkant van de leuningen, enz. ze kunnen zelfs objecten detecteren die zich op ongeveer 2,5 cm afstand van de robot bevinden. Dit voorkomt dat hij randen raakt van dingen die de wielen kunnen raken. een ontwikkelbord dat kan worden gebruikt met elke Stamp-microcontroller met dezelfde spanningsvereisten en pinlay-out. Er zijn veel verschillende Stamp-ontwikkelborden op internet. Het kost $ 65 van Parallax. Op het ontwikkelbord, als het brein van Bob, bevindt zich de BS2e (BASIC Stamp 2 e), die in principe hetzelfde is als de BS2, behalve met meer geheugen (RAM en EEPROM). De EEPROM is voor programma-opslag en de RAM is voor het opslaan van de variabelen (tijdelijk natuurlijk). Bob mag dat niet wees de snelste denker ter wereld (~ 4.000 instructies/sec), maar hey, dat is goed genoeg. Bob beweegt via twee continu draaiende servo's van Parallax die, zoals veel servo's, VEEL koppel hebben. Voor het sap heeft hij een 4-cell AA-batterijpakket (voor een totaal van 6V) aangesloten op de 5V-regelaar op het ontwikkelbord, wat een constante output geeft van, je raadt het al, 5V om de componenten niet te braden. Veel apparaten voor robotica werken op een 5V- of 6V-voeding; om de een of andere reden is het een standaard. En je wilt deze componenten NIET frituren; ze zijn duur. De BS2e heeft een interne regelaar, maar geef hem niet meer dan 9V als je geen ontwikkelbord gebruikt! ontwikkelbord (dat altijd regelaars heeft), ZORG er dan voor dat je een 5V-regelaar gebruikt. OPMERKING: wat betreft stroomverbruik is Bob erg gulzig. Gebruik hiervoor OPLAADBARE batterijen; ze gaan VEEL langer mee. Ik heb 4 Energizer-oplaadbare batterijen van elk 2500 ma gebruikt, wat zeker de levensduur verlengt.

Stap 3: Montage van het lichtsensorcircuit

De lichtsensor heeft een circuit nodig zodat de BS2e deze goed kan gebruiken. Ik heb dit circuit rechtstreeks uit een van de boeken van Parallax gehaald (eigenlijk degene die bij mijn kit zat). OPMERKING: PIN 6 IS WERKELIJK PIN 1; DIT MOET OVEREENKOMEN MET DE CODE OF ANDERE COMPONENTEN KUNNEN BESCHADIGD worden. WEES VOORZICHTIG DAT U DAT NIET VERKNOEIT.

Stap 4: Montage van de dropoff-detector

Dit kan op een kale PCB in elkaar gezet worden. Ik rende gewoon naar RadioShack en kreeg er een, en knipte het bord af om in het circuit te passen. Dit onderdeel is CRUCIAAL. Als je dit verpest, kan de arme Bob sterven. De IR-detector is een Panasonic PNA4601, maar je kunt ze krijgen van RatShack, evenals de weerstanden en de IR-LED. Het maakt niet uit welke maat IR LED je krijgt, zorg ervoor dat het geen IR FOTOTRANSISTOR is. Dat is een heel ander apparaat. U moet ook een krimpkous of een soort rietje gebruiken (u kunt het zwart spuiten) om de straal van de IR-LED te verkleinen, maar deze moet volledig zijn verwisseld (behalve het uiteinde van de LED), of de sensor zal niet werken. Ik gebruikte een plastic behuizing van Parallax. U kunt de LED en de behuizing bestellen op hun website.

Helaas was het frequentiebereik op de IR-detector die ik gebruikte erg breed, wat betekent dat deze veel gevoeliger is voor interferentie. Gelukkig biedt RadioShack degenen die alleen zijn afgestemd op 38 Khz, wat betekent dat Bob zich minder snel vreemd zal gedragen in de buurt van afstandsbedieningen en andere apparaten die IR gebruiken. De DP2D12's zijn geweldig omdat ze vrijwel storingsvrij zijn vanwege geavanceerde optica (de lenzen) en circuits. In toekomstige projecten zal ik geen gewone IR-detectoren gebruiken. De Sharp IR's hebben de voorkeur boven eenvoudige IR-ontvangers. OPMERKING: PIN 8 IS WERKELIJK PIN 10. PIN 9 IS JUIST!

Stap 5: Bob heeft geluid nodig

Sluit een piëzo-luidspreker aan op PIN 5 en - op aarde. Bob moet zich uiten! De beste soort piëzoluidspreker om te gebruiken is een op het oppervlak gemonteerde luidspreker. Ze zijn bijna altijd 5 volt. Anders, als je er een gebruikt met een vermogen van minder dan 5V, heb je een weerstand nodig.

Stap 6: De 'Koplamp' toevoegen

Om Bob er in het donker koeler uit te laten zien, doet hij een koplamp aan als hij een donkere kamer binnenkomt. Elke witte LED zal hiervoor werken. Omdat het circuit zo verdomd eenvoudig is, ga ik je gewoon vertellen: gebruik gewoon een 220ohm-weerstand om de stroom te beperken. En of natuurlijk, - gaat naar de grond.

Stap 7: Vul Bob's Brain op

Hier is de code voor Bob. Het is opgedeeld in secties: declaraties (constanten en variabelen), initialisatie, de 'hoofd'-lus en subroutines. Het type programmering dat ik heb gebruikt is Subsumption-Based FSM (Finite State Machine) Architecture. Kortom, het zorgt ervoor dat de robot sneller werkt en de code beter organiseert. Als je je in dat relatief complexe domein wilt wagen, lees dan de PDF op deze pagina. Ik heb opmerkingen toegevoegd (de tekst in groen) om de verschillende delen van de code te helpen identificeren. Hieronder staan alle aansluitingen op de BS2e nog eens opgesomd

• PIN 0 - 220ohm weerstand naar de CdS fotocel
• PIN 5 - positieve kabel van piëzo-luidspreker
• PIN 6 - SIG (signaal) lijn van linker GP2D12 (links als je van boven naar de robot kijkt)
• PIN 8 - SIG lijn van rechts GP2D12
• PIN 9 - OUT (output) lijn van de IR detector (dropoff sensor)
• PIN 10 - 1Kohm-weerstand naar de positieve kabel van de IR-LED
• PIN 15 - SIG-kabel van ultrasone afstandsmeter

De code van Bob is zo geschreven dat 1) hij, of natuurlijk, objecten en drop-offs vermijdt 2) het aantal keren telt dat elk van de sensoren is geactiveerd en bepaalt of hij zich op een plek bevindt waar hij niet kan worden gemanoeuvreerd 3) pseudo- willekeurige getallen om beweging willekeurig te maken4) schakelt "koplampen" in nadat hij heeft vastgesteld dat hij zich in een donkere kamer bevindt met behulp van timers en IF…THEN-verklaringen Ik ben nog steeds bezig met het 'lag'-gedeelte. Het heeft te maken met de ontlaadtijd van de condensator voor de lichtsensor, maar ook met een overbelaste BS2e.