Robot LEGO Berkendara Melalui Labirin: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Ini adalah robot otonom sederhana yang dirancang untuk mengemudi melalui labirin ke pintu keluar. Itu dibangun menggunakan LEGO Mindstorms EV3. Perangkat Lunak EV3 berjalan di komputer dan menghasilkan program, yang kemudian diunduh ke mikrokontroler yang disebut EV3 Brick. Metode pemrograman berbasis ikon dan tingkat tinggi. Ini sangat mudah dan serbaguna.

BAGIAN

1. LEGO Mindstorms EV3 set
2. Sensor ultrasonik LEGO Mindstorms EV3. Itu tidak termasuk dalam set EV3.
3. Karton bergelombang untuk labirin. Dua karton sudah cukup.
4. Sepotong kecil karton tipis untuk membantu menstabilkan beberapa sudut dan dinding.
5. Rekatkan dan rekatkan untuk menyambungkan potongan karton.
6. Amplop kartu ucapan merah untuk mengidentifikasi jalan keluar labirin.

PERALATAN

1. Pisau utilitas untuk memotong karton.
2. Penggaris besi untuk membantu proses pemotongan.

METODE PEMECAHAN MAZE

Ada beberapa metode navigasi labirin. Jika Anda tertarik untuk mempelajarinya, mereka dijelaskan dengan sangat baik di artikel Wikipedia berikut:

Saya memilih aturan pengikut dinding sebelah kiri. Idenya adalah robot akan menjaga dinding di sisi kirinya dengan membuat keputusan berikut saat melewati labirin:

1. Jika memungkinkan untuk berbelok ke kiri, lakukanlah.
2. Jika tidak, jalan lurus jika memungkinkan.
3. Jika tidak bisa ke kiri atau lurus, belok kanan, jika memungkinkan.
4. Jika tidak ada hal di atas yang mungkin, ini pasti jalan buntu. Berputar.

Satu peringatan adalah bahwa metode ini bisa gagal jika labirin memiliki lingkaran di dalamnya. Tergantung pada penempatan loop, robot dapat terus berputar dan berputar di sekitar loop. Solusi yang mungkin untuk masalah ini adalah robot beralih ke aturan pengikut dinding kanan jika menyadari bahwa itu berjalan dalam satu lingkaran. Saya tidak menyertakan penyempurnaan ini dalam proyek saya.

LANGKAH-LANGKAH MEMBANGUN ROBOT

Meskipun LEGO Mindstorms EV3 sangat serbaguna, LEGO Mindstorms EV3 memungkinkan tidak lebih dari satu dari setiap jenis sensor yang terhubung ke satu Bata. Dua atau lebih Bata dapat dirangkai dengan daisy-chain, tetapi saya tidak ingin membeli Bata lain, jadi saya menggunakan sensor berikut (bukan tiga sensor ultrasonik): sensor inframerah, sensor warna, dan sensor ultrasonik. Ini berhasil dengan baik. Pasangan foto di bawah ini menunjukkan cara membuat robot. Foto pertama dari masing-masing pasangan menunjukkan bagian-bagian yang dibutuhkan, dan foto kedua menunjukkan bagian-bagian yang sama dihubungkan bersama.

Langkah 1: Basis Robot

Langkah pertama adalah membangun dasar robot, menggunakan bagian-bagian yang ditunjukkan. Basis robot ditampilkan terbalik. Bagian kecil berbentuk L di bagian belakang robot merupakan penyangga bagian belakang. Ini meluncur saat robot bergerak. Ini bekerja dengan baik. Kit EV3 tidak memiliki bagian tipe bola bergulir.

Langkah 2: Puncak Pangkalan

3 langkah selanjutnya adalah untuk bagian atas dasar robot, sensor warna, dan kabel-kabel yang semuanya adalah kabel 10 inci (26 cm).

Langkah 3: Sensor Inframerah dan Ultrasonik

Selanjutnya, adalah sensor inframerah (di sisi kiri robot) dan sensor ultrasonik (di sebelah kanan). Juga, 4 pin untuk memasang Bata di atas.

Sensor inframerah dan ultrasonik terletak secara vertikal, bukan horizontal normal. Ini memberikan identifikasi sudut atau ujung dinding yang lebih baik.

Langkah 4: Kabel

Pasang Bata dan sambungkan kabel sebagai berikut:

• Port B: kiri motor besar.
• Port C: motor besar kanan.
• Port 2: sensor ultrasonik.
• Port 3: sensor warna.
• Port 4: sensor inframerah.

Langkah 5: Langkah Terakhir dalam Membangun Robot: Dekorasi

Sayap dan sirip hanya untuk hiasan.

Langkah 6: Pseudocode untuk Program

1. Tunggu 3 detik dan katakan "Pergi".
2. Mulai robot bergerak lurus ke depan.
3. Jika memungkinkan untuk berbelok ke kiri (yaitu, jika sensor inframerah tidak mendeteksi adanya objek di dekatnya), ucapkan “Kiri” dan ke kiri.
4. Maju sekitar 6 inci (15 cm) untuk menghindari belokan kiri yang salah. Alasannya adalah bahwa setelah robot berputar, sensor akan melihat jarak jauh yang baru saja datang, dan robot akan berpikir bahwa ia harus berbelok ke kiri, yang bukanlah hal yang tepat untuk dilakukan. Kembali ke langkah 2.
5. Jika tidak memungkinkan untuk berbelok ke kiri, periksa apa yang dilihat Sensor Warna di depan robot.
6. Jika tidak ada warna (yaitu tidak ada objek), maka kembali ke langkah 2.
7. Jika warnanya Merah, ini jalan keluarnya. Hentikan robot, mainkan keriuhan, dan hentikan program.

8. Jika warnanya Coklat (yaitu, karton coklat di depan), maka hentikan robot.

   1. Jika memungkinkan untuk berbelok ke kanan (yaitu, jika sensor ultrasonik tidak merasakan adanya objek di dekatnya), ucapkan “Kanan” dan ke kanan. Kembali ke langkah 2.
   2. Jika tidak memungkinkan untuk berbelok ke kanan, ucapkan “Uh-oh”, mundur sekitar 5 inci (12,5 cm), dan putar balik. Kembali ke langkah 2.

Langkah 7: Program

LEGO Mindstorms EV3 memiliki metode pemrograman berbasis ikon yang sangat nyaman. Blok ditampilkan di bagian bawah layar tampilan pada komputer dan dapat diseret-dan-jatuhkan ke jendela pemrograman untuk membuat program. Tangkapan layar menunjukkan program untuk proyek ini. Blok dijelaskan pada langkah berikutnya.

Saya tidak tahu cara mengatur pengunduhan program untuk Anda, dan Blok dijelaskan pada langkah berikutnya. Setiap Blok memiliki opsi dan parameter. Ini sangat mudah dan serbaguna. Tidak perlu banyak waktu bagi Anda untuk mengembangkan program dan/atau mengubahnya agar sesuai dengan kebutuhan Anda. Seperti biasa, sebaiknya simpan program secara berkala saat mengembangkannya.

EV3 Brick dapat dihubungkan ke komputer dengan kabel USB, Wi-Fi, atau Bluetooth. Saat terhubung dan dihidupkan, ini ditunjukkan di jendela kecil di sudut kanan bawah jendela EV3 di komputer. "EV3" di sisi paling kanan berubah menjadi merah. Ketika tampilan ini diatur ke Port View, ini menunjukkan secara real time, apa yang dideteksi oleh setiap sensor. Ini berguna untuk bereksperimen.

Saat membangun program ini, saya sarankan untuk bekerja dari kiri ke kanan dan atas ke bawah, dan untuk memperbesar Loop dan Switch Blocks sebelum menyeret Block lain ke dalamnya. Saya mengalami masalah berantakan saat mencoba memasukkan Blok tambahan ke dalam sebelum memperbesar.

Langkah 8: Blok Program

1. Mulai dari sisi kiri program, Start Block hadir secara otomatis ketika sebuah program sedang dikembangkan.
2. Berikutnya adalah Blok Tunggu, untuk memberi kita 3 detik untuk menempatkan robot di pintu masuk labirin, setelah memulai program.
3. Blok Suara membuat robot mengatakan "Pergi."
4. Sebuah Loop Block berisi sebagian besar program. Tampilan harus diperbesar 4 atau 5 kali dan Blok Loop ini harus diperbesar hampir ke tepi kanan Kanvas Pemrograman sebelum Anda mulai memasukkan Blok. Itu bisa dibuat lebih kecil setelahnya.
5. Blok pertama di dalam Loop adalah Blok Kemudi Pindah dengan Kemudi disetel ke nol dan Daya disetel ke 20. Ini memulai motor berjalan lurus ke depan dengan kecepatan rendah. Kecepatan yang lebih cepat akan membuat robot bergerak terlalu jauh ketika terus maju saat berbicara di langkah berikutnya.
6. Blok Sakelar dalam Mode Kedekatan Sensor Inframerah memeriksa apakah ada objek yang lebih jauh dari nilai 30. Ini setara dengan kira-kira 9 inci (23 cm) untuk karton coklat. Jika nilainya lebih besar dari 30, maka Blok 7, 8 dan 9 dijalankan, jika tidak program menuju Blok 10 di bawah.
7. Blok Suara membuat robot mengatakan "Kiri."
8. Blok Kemudi Bergerak dengan Kemudi disetel ke -45, Daya disetel ke 20, Rotasi disetel ke 1,26, dan Rem di Akhir disetel ke True. Hal ini membuat robot berbelok ke kiri.
9. Blok Kemudi Bergerak dengan Kemudi disetel ke nol, Daya disetel ke 20, Rotasi disetel ke 1,2, dan Rem di Akhir disetel ke True. Ini membuat robot maju sekitar 6 inci (15 cm) untuk menghindari belokan kiri yang salah.
10. Blok Sakelar dalam Mode Warna Ukur Sensor Warna memeriksa warna apa yang ada di depan robot. Jika tidak ada warna (yaitu tidak ada objek), maka program menuju ke akhir loop. Jika warnanya Merah, maka Blok 11, 12 dan 13 dieksekusi. Jika warnanya Coklat, program menuju ke Blok 14 di bawah ini.
11. Blok Kemudi Pindah dalam Mode Mati untuk menghentikan motor.
12. Sebuah Sound Block memainkan keriuhan.
13. Blok Interupsi Loop keluar dari Loop.
14. Blok Kemudi Pindah dalam Mode Mati untuk menghentikan motor.
15. Blok Sakelar di Sensor Ultrasonik Mode Bandingkan Jarak Inci memeriksa apakah ada objek yang lebih jauh dari 8 inci (20 cm). Jika lebih dari 8 inci, maka Blok 16 dan 17 akan dieksekusi, jika tidak program akan menuju ke Blok 18 di bawah.
16. Blok Suara membuat robot berkata "Benar."
17. Blok Kemudi Bergerak dengan Kemudi disetel ke -55, Daya disetel ke -20, Rotasi disetel ke 1.1, dan Rem di Akhir disetel ke True. Hal ini membuat robot berbelok ke kanan.
18. Blok Suara membuat robot berkata "Uh-oh."
19. Blok Tangki Bergerak dengan Daya Kiri disetel ke -20, Daya Kanan disetel ke -20, Rotasi disetel ke 1, dan Rem di Akhir disetel ke True. Ini membuat robot mundur sekitar 5 inci (12,5 cm) untuk memberi ruang untuk berbalik.
20. Blok Tangki Bergerak dengan Daya Kiri disetel ke -20, Daya Kanan disetel ke 20, Rotasi disetel ke 1,14, dan Rem di Akhir disetel ke True. Hal ini membuat robot berbalik.
21. Di pintu keluar Loop adalah Stop Program Block.

Langkah 9: MEMBANGUN MAZE

Dua karton karton bergelombang harus cukup untuk labirin. Saya membuat dinding labirin setinggi 5 inci (12,5 cm), tetapi 4 inci (10 cm) akan berfungsi dengan baik jika Anda kekurangan karton bergelombang.

Pertama, saya memotong dinding karton, 10 inci (25 cm) dari bawah. Lalu saya memotong sekitar dinding 5 inci dari bawah. Ini menyediakan beberapa dinding 5 inci. Juga, saya memotong di sekitar bagian bawah karton, menyisakan sekitar 2,5 cm (2,5 cm) yang menempel pada dinding untuk stabilitas.

Berbagai potongan dapat dipotong dan direkatkan atau direkatkan di mana pun diperlukan untuk membentuk labirin. Harus ada jarak 12 inci (30 cm) antara dinding di setiap jalan dengan jalan buntu. Jarak ini diperlukan agar robot dapat berputar.

Beberapa sudut labirin mungkin perlu diperkuat. Juga, beberapa dinding lurus harus dijaga agar tidak tertekuk jika memiliki sudut karton yang diluruskan. Potongan-potongan kecil karton tipis harus direkatkan ke bagian bawah di tempat-tempat itu, seperti yang ditunjukkan.

Pintu keluar memiliki penghalang merah yang terdiri dari setengah amplop kartu ucapan merah dan alas yang terbuat dari 2 lembar karton tipis, seperti yang ditunjukkan.

Satu peringatan adalah bahwa labirin tidak boleh besar. Jika belokan robot sedikit miring dari yang benar, perbedaan bertambah setelah beberapa belokan. Misalnya, jika belokan kiri 3 derajat, maka setelah 5 belokan ke kiri, robot akan berbelok 15 derajat. Labirin besar akan memiliki lebih banyak belokan dan jalur yang lebih panjang daripada labirin kecil, dan robot dapat menabrak dinding. Saya harus bermain-main beberapa kali dengan pengaturan Rotasi belokan untuk mendapatkan drive yang sukses bahkan melalui labirin kecil yang saya buat.

PENINGKATAN MASA DEPAN

Proyek lanjutan yang jelas adalah membuat robot dapat menentukan jalur langsung melalui labirin saat menavigasinya, dan kemudian mengarahkan jalur langsung ini (menghindari jalan buntu) segera setelahnya.

Ini jauh lebih rumit daripada proyek saat ini. Robot harus mengingat jalur yang telah dilaluinya, menghapus jalan buntu, menyimpan jalur baru, dan kemudian mengikuti jalur baru. Saya berencana untuk mengerjakan proyek ini dalam waktu dekat. Saya berharap itu mungkin untuk dicapai dengan LEGO Mindstorms EV3 menggunakan Blok Operasi Array dan beberapa Blok yang berhubungan dengan matematika.

UCAPAN PENUTUP

Ini adalah proyek yang menyenangkan. Saya harap Anda juga menganggapnya menarik.