Membuat Robot Maze Runner: 3 Langkah (dengan Gambar)

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

Robot pemecah labirin berasal dari tahun 1970-an. Sejak itu, IEEE mengadakan kompetisi pemecahan labirin yang disebut Kontes Tikus Mikro. Tujuan dari kontes ini adalah untuk merancang robot yang dapat menemukan titik tengah labirin secepat mungkin. Algoritme yang digunakan untuk memecahkan labirin dengan cepat biasanya terbagi dalam tiga kategori; pencarian acak, pemetaan labirin, dan metode berikut dinding kanan atau kiri.

Yang paling fungsional dari metode ini adalah metode wall following. Dalam metode ini, robot mengikuti dinding sisi kanan atau kiri dalam labirin. Jika titik keluar terhubung ke dinding luar labirin, robot akan menemukan pintu keluar. Catatan aplikasi ini menggunakan metode berikut dinding kanan.

Perangkat keras

Aplikasi ini menggunakan:

• 2 Sensor jarak analog tajam
• Sensor pelacak
• pembuat enkode
• Motor dan pengemudi motor
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Pengatur tegangan, sasis robot.

Kami akan menggunakan sensor jarak analog untuk menentukan jarak ke dinding kanan dan depan. Sensor jarak Sharp adalah pilihan populer untuk banyak proyek yang membutuhkan pengukuran jarak yang akurat. Sensor IR ini lebih ekonomis daripada pengukur jarak sonar, namun memberikan kinerja yang jauh lebih baik daripada alternatif IR lainnya. Ada hubungan terbalik nonlinier antara tegangan keluaran sensor dan jarak yang diukur. Plot yang menunjukkan hubungan antara output sensor dan jarak yang diukur ditunjukkan pada gambar 1.

Sebuah garis putih terhadap dasar warna hitam ditetapkan sebagai target. Kami akan menggunakan sensor pelacak untuk mendeteksi garis putih. Sensor pelacak memiliki lima output analog, dan data yang dikeluarkan dipengaruhi oleh jarak dan warna objek yang terdeteksi. Titik yang terdeteksi dengan reflektansi inframerah yang lebih tinggi (putih) akan menyebabkan nilai output yang lebih tinggi, dan reflektansi inframerah yang lebih rendah (hitam) akan menyebabkan nilai output yang lebih rendah.

Kami akan menggunakan encoder roda pololu untuk menghitung jarak yang ditempuh robot. Papan encoder quadrature ini dirancang untuk bekerja dengan pololu micro metal gearmotors. Ini berfungsi dengan menahan dua sensor reflektansi inframerah di dalam hub roda Pololu 42x19mm dan mengukur pergerakan dua belas gigi di sepanjang tepi roda.

Papan sirkuit driver motor (L298N) digunakan untuk mengontrol motor. Pin INx digunakan untuk mengarahkan motor, dan pin ENx digunakan untuk mengatur kecepatan motor.

Juga, regulator tegangan digunakan untuk mengurangi tegangan dari baterai ke 5V.

Langkah 1: Deskripsi Algoritma

Instruksi ini menggabungkan metode berikut dinding kanan. Hal ini didasarkan pada pengorganisasian prioritas arah dengan lebih memilih arah yang paling kanan mungkin. Jika robot tidak dapat mendeteksi dinding di sebelah kanan, ia berbelok ke kanan. Jika robot mendeteksi dinding kanan dan tidak ada dinding di depannya, robot akan maju. Jika ada dinding di sebelah kanan robot dan bagian depan, ia berbelok ke kiri.

Catatan penting adalah bahwa tidak ada dinding untuk referensi setelah robot baru saja berbelok ke kanan. Oleh karena itu "belok kanan" dilakukan dalam tiga langkah. Maju, belok kanan, maju.

Selain itu, robot harus menjaga jarak dari dinding saat bergerak maju. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan satu motor menjadi lebih cepat atau lebih lambat dari yang lain. Keadaan akhir dari diagram alir ditunjukkan pada gambar 10.

Robot Pelari Labirin dapat diimplementasikan dengan sangat mudah dengan satu IC sinyal campuran (CMIC) yang dapat dikonfigurasi GreenPAK. Anda dapat melalui semua langkah untuk memahami bagaimana chip GreenPAK telah diprogram untuk mengontrol Robot Pelari Labirin. Namun, jika Anda hanya ingin membuat Robot Maze Runner dengan mudah tanpa memahami semua sirkuit dalam, unduh perangkat lunak GreenPAK untuk melihat File Desain GreenPAK Robot Maze Runner yang sudah selesai. Colokkan komputer Anda ke GreenPAK Development Kit dan tekan program untuk membuat IC khusus untuk mengontrol Robot Maze Runner Anda. Langkah selanjutnya akan membahas logika yang ada di dalam file desain Robot Maze Runner GreenPAK bagi yang tertarik untuk memahami cara kerja rangkaian tersebut.

Langkah 2: Desain GreenPAK

Desain GreenPAK terdiri dari dua bagian. Ini adalah:

• Interpretasi / pemrosesan data dari sensor jarak
• Status ASM dan output motor

Interpretasi / pemrosesan data dari sensor jarak

Penting untuk menginterpretasikan data dari sensor jarak. Pergerakan robot diatur sesuai dengan keluaran sensor jarak. Karena sensor jarak analog, kami akan menggunakan ACMP. Posisi robot relatif terhadap dinding ditentukan dengan membandingkan tegangan sensor dengan tegangan ambang batas yang telah ditentukan.

Kami akan menggunakan 3 ACMP;

• Untuk mendeteksi dinding depan (ACMP2)
• Untuk mendeteksi dinding kanan (ACMP0)
• Untuk melindungi jarak dinding kanan (ACMP1)

Karena ACMP0 dan ACMP1 bergantung pada sensor jarak yang sama, kami menggunakan sumber IN+ yang sama untuk kedua pembanding. Perubahan sinyal yang konstan dapat dicegah dengan memberikan histeresis ACMP1 25mv.

Kita dapat menentukan sinyal arah berdasarkan output ACMP. Sirkuit yang ditunjukkan pada gambar 12 menggambarkan diagram aliran yang diuraikan pada gambar 7.

Dengan cara yang sama, rangkaian yang menunjukkan posisi robot relatif terhadap dinding kanan ditunjukkan pada gambar 13.

Status ASM dan output motor

Aplikasi ini menggunakan Asynchronous State Machine, atau ASM, untuk mengontrol robot. Ada 8 negara bagian di ASM, dan 8 output di setiap negara bagian. Output RAM dapat digunakan untuk mengatur output ini. Negara-negara bagian tercantum di bawah ini:

• Awal
• Kontrol
• Menjauh dari dinding kanan
• Dekat dengan dinding kanan
• Belok kiri
• Maju-1
• Belok kanan
• Maju-2

Status ini menentukan output ke driver motor dan mengarahkan robot. Ada 3 output dari GreenPAK untuk setiap motor. Dua menentukan arah motor, dan output lainnya menentukan kecepatan motor. Gerakan motor menurut output ini ditunjukkan pada tabel berikut:

ASM Output RAM berasal dari tabel ini. Hal ini ditunjukkan pada gambar 14. Selain driver motor ada dua output lagi. Output ini menuju ke blok penundaan yang sesuai untuk memungkinkan robot menempuh jarak tertentu. Output dari blok penundaan ini juga terhubung ke input ASM.

PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor. ASM digunakan untuk menentukan PWM apa yang akan dijalankan oleh motor. Sinyal PWMA-S dan PWMB-S diatur ke bit pilih mux.

Langkah 3:

Dalam proyek ini, kami membuat robot pemecah labirin. Kami menafsirkan data dari beberapa sensor, mengontrol status robot dengan ASM GreenPAK, dan menggerakkan motor dengan driver motor. Umumnya, mikroprosesor digunakan dalam proyek semacam itu, tetapi GreenPAK memiliki beberapa keunggulan dibandingkan MCU: lebih kecil, lebih terjangkau, dan dapat memproses output sensor lebih cepat daripada MCU.