Robot Penghindar Rintangan Dengan Kepribadian!: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Tidak seperti kebanyakan 'bot roaming', yang satu ini benar-benar menjelajah sedemikian rupa sehingga benar-benar terlihat 'berpikir'! Dengan mikrokontroler BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamp, Coridium Stamp, dll.), semacam sasis, beberapa sensor, dan beberapa kode canggih dari instruksi ini, Anda dapat membuat robot yang akan mengeksekusi gerakan yang bahkan tidak pernah Anda lakukan. diprogram ke dalamnya! Ini videonya (kualitasnya agak rendah, tapi saya sedang mengerjakannya. (Saya masih mencoba mengerjakan bagian yang terlalu lambat.)

Langkah 1: Sensor

The (nama?)…Yah, sebut saja Bob. Bob memiliki lima sensor

• Pencari Jarak Ultrasonik (alias "sonar")
• 2 Sensor IR GP2D12 Tajam
• 1 Majelis IR Standar (lebih lanjut tentang ini nanti)
• 1 CdS (Kadmium Sulfida) Fotosel

Pengintai ultrasonik membantu Bob melihat rintangan yang ada di depannya; mereka juga memberi tahu dia berapa jarak benda itu darinya. Ini bisa didapat dari banyak sumber. Anda dapat menemukannya dari (Parallax; mereka menyebutnya "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies, dan banyak lagi situs lainnya. Ke mana pun Anda pergi untuk menemukannya, harganya hampir sama (~ $30). Kedua sensor IR besutan Sharp ini sangat mudah digunakan saat digunakan untuk pendeteksian objek sederhana seperti pada kasus ini. Anda bisa mendapatkannya di Mei toko online, seperti yang tercantum di atas. Mereka membantu Bob melihat rintangan yang tidak bisa dilihat oleh pengintai ultrasonik; rintangan yang datang terlalu dekat ke sisi sasis. Harganya sekitar $ 12 hingga $ 15 tergantung di mana Anda mendapatkannya. "Perakitan IR" yang saya buat sendiri; lihat langkah 2 untuk perakitan. CdS Photocell (atau resistor variabel cahaya, apa pun preferensi Anda) adalah untuk mendeteksi perubahan dalam pencahayaan sekitar. Bob menggunakannya untuk mengetahui kapan dia berada di ruangan yang gelap atau terang. Jika ada orang yang memiliki pengalaman sebelumnya dengan penjaga IR Sharp, FYI, mereka tidak digunakan untuk pengukuran jarak sebenarnya di robot ini. Saya tidak memiliki ADC (Analog-to-Digital Converter), saya juga tidak tahu cara menggunakannya. Mereka hanya memberikan sinyal TINGGI atau RENDAH ke mikrokontroler BS2. Lembar data untuk IR Sharp serta sensor Ping))) dapat ditemukan di internet, tetapi jika Anda malas seperti saya, Anda dapat menggulir ke bawah sedikit lebih jauh dan itu dia!

Langkah 2: Perangkat Keras, Otak, dan Komponen Lainnya

Oke. Untuk memulai, perangkat keras yang digunakan untuk robot ini adalah bagian dari kit yang saya dapatkan. Ini adalah kit "Boe-Bot" dari Parallax (https://www. Parallax.com), tetapi desain ini sangat fleksibel; Anda dapat menggunakan sasis apa pun yang Anda inginkan, pastikan bahwa 1) pengukur jarak ultrasonik berada pada ketinggian tertinggi pada robot sehingga tidak mengenai bagian bawah pagar, dll, dan 2) sensor IR dimiringkan sedemikian rupa sehingga mereka bahkan dapat mendeteksi objek yang berjarak sekitar 1 "dari robot. Ini mencegahnya mengenai tepi benda yang mungkin mengenai roda. Dipasang pada sasis adalah Boe-Board Parallax yang disertakan dengan kit Boe-Bot saya, yang hanya papan pengembangan yang dapat digunakan dengan mikrokontroler Stamp apa pun dengan persyaratan tegangan dan tata letak pin yang sama. Ada banyak papan pengembangan Stamp yang berbeda di internet. Harganya $65 dari Parallax. Di papan pengembangan, sebagai otak Bob, adalah BS2e (BASIC Stamp 2 e), yang pada dasarnya sama dengan BS2, kecuali dengan lebih banyak memori (RAM dan EEPROM). EEPROM adalah untuk penyimpanan program, dan RAM untuk menyimpan variabel (sementara, tentu saja). Bob mungkin tidak jadilah pemikir tercepat di dunia (~4, 000 instruksi/detik), tapi hei, itu cukup baik. Bob bergerak melalui dua servos rotasi terus menerus dari Parallax yang, seperti banyak servos, memiliki banyak torsi. Untuk jus, ia memiliki paket baterai AA 4-sel (dengan total 6V) yang terhubung ke regulator 5V di papan pengembangan, yang memberikan output stabil, Anda dapat menebaknya, 5V agar tidak menggoreng komponen. Banyak perangkat untuk robotika berjalan baik pada suplai 5V atau 6V; untuk beberapa alasan, itu standar. Dan Anda TIDAK ingin menggoreng komponen ini; mereka mahal. BS2e memiliki regulator internal, tetapi jangan berikan lebih dari 9V jika Anda tidak menggunakan papan pengembangan! Juga, jika Anda tidak menggunakan papan pengembangan (yang selalu memiliki regulator), maka PASTIKAN menggunakan regulator 5V. CATATAN: Untuk konsumsi daya, Bob sangat rakus. Gunakan baterai RECHARGEABLE untuk ini; mereka bertahan BANYAK lebih lama. Saya menggunakan 4 energizer rechargeables @ 2500ma masing-masing, yang pasti memperpanjang hidup.

Langkah 3: Merakit Sirkuit Sensor Cahaya

Sensor cahaya membutuhkan sirkuit agar BS2e dapat menggunakannya dengan benar. Saya mendapatkan sirkuit ini langsung dari salah satu buku Parallax (sebenarnya, yang disertakan dengan kit saya). CATATAN: PIN 6 SEBENARNYA PIN 1; INI HARUS SESUAI DENGAN KODE ATAU ANDA DAPAT MERUSAK KOMPONEN LAIN. HATI-HATI JANGAN MENGGANGGU ITU.

Langkah 4: Merakit Detektor Dropoff

Ini dapat disatukan pada beberapa PCB kosong. Saya baru saja berlari ke RadioShack dan mendapatkan satu, dan memotong papan agar sesuai dengan sirkuit. Bagian ini PENTING. Jika Anda mengacaukannya, Bob yang malang bisa mati. Detektor IR adalah Panasonic PNA4601, tetapi Anda bisa mendapatkannya dari RatShack, serta resistor dan LED IR. Tidak masalah berapa ukuran LED IR yang Anda dapatkan, pastikan itu bukan IR PHOTOTRANSISTOR. Itu adalah perangkat yang BENAR-BENAR berbeda. Selain itu, Anda harus menggunakan tabung panas menyusut atau semacam sedotan (Anda dapat menyemprotkannya dengan cat hitam) untuk mempersempit pancaran LED IR, tetapi harus benar-benar tertutup (kecuali ujung LED), atau sensor Tidak akan berhasil. Saya menggunakan casing plastik dari Parallax. Anda dapat memesan LED dan casing di situs web mereka.

Sayangnya, rentang frekuensi pada detektor IR yang saya gunakan sangat lebar, yang berarti jauh lebih rentan terhadap gangguan. Untungnya, RadioShack menawarkan yang hanya disetel ke 38Khz, yang berarti Bob cenderung tidak bertingkah aneh di sekitar remote control dan perangkat lain yang menggunakan IR. DP2D12 sangat bagus karena hampir bebas gangguan karena optik canggih (lensa) dan sirkuit. Dalam proyek mendatang, saya tidak akan menggunakan detektor IR biasa. IR Sharp lebih disukai daripada penerima IR sederhana. CATATAN: PIN 8 SEBENARNYA PIN 10. PIN 9 BENAR

Langkah 5: Bob Membutuhkan Suara

Hubungkan speaker piezo ke PIN 5, dan - ke ground. Bob perlu mengekspresikan dirinya! Jenis piezospeaker terbaik untuk digunakan adalah yang dipasang di permukaan. Mereka hampir selalu 5 volt. Jika tidak, jika Anda menggunakan yang berperingkat di bawah 5V, Anda akan membutuhkan resistor.

Langkah 6: Menambahkan 'Headlight'

Untuk membuat Bob terlihat lebih keren dalam kegelapan, dia menyalakan lampu saat memasuki ruangan gelap. Setiap LED putih akan bekerja untuk ini. Karena rangkaiannya sangat sederhana, saya hanya akan memberi tahu Anda: cukup gunakan resistor 220ohm untuk membatasi arus. Dan atau tentu saja, - pergi ke tanah.

Langkah 7: Isi Otak Bob

Berikut adalah kode untuk Bob. Ini dipecah menjadi beberapa bagian: deklarasi (konstanta dan variabel), inisialisasi, loop 'utama', dan subrutin. Jenis pemrograman yang saya gunakan adalah Arsitektur FSM (Finite State Machine) Berbasis Subsumsi. Pada dasarnya, itu membuat robot berjalan lebih cepat, dan mengatur kode dengan lebih baik. Jika Anda ingin menjelajah ke ranah yang relatif kompleks itu, baca PDF di halaman ini. Saya telah menambahkan komentar (teks berwarna hijau) untuk membantu mengidentifikasi berbagai bagian kode. Semua koneksi ke BS2e terdaftar lagi di bawah ini

• PIN 0 - resistor 220ohm ke fotosel CdS
• PIN 5 - kabel positif dari speaker piezo
• PIN 6 - SIG (sinyal) garis GP2D12 kiri (kiri saat melihat robot dari atas)
• PIN 8 - garis SIG GP2D12 kanan
• PIN 9 - OUT (output) garis detektor IR (dropoff sensor)
• PIN 10 - resistor 1Kohm ke kabel positif LED IR
• PIN 15 - SIG memimpin pengintai ultrasonik

Kode Bob ditulis sedemikian rupa sehingga 1) Dia, atau tentu saja, menghindari objek dan jatuh2) menghitung berapa kali masing-masing sensor dipicu, dan menentukan apakah dia berada di tempat yang tidak dapat digerakkan dalam3) menghasilkan pseudo- nomor acak untuk mengacak gerakan4) menyalakan "lampu depan" setelah menentukan bahwa dia berada di ruangan gelap dengan menggunakan pengatur waktu dan pernyataan JIKA…MAKASaya masih mengerjakan bagian 'lag'. Ini ada hubungannya dengan waktu pengosongan kapasitor untuk sensor cahaya, serta BS2e yang terlalu terbebani.