LEGO ռոբոտը քշում է լաբիրինթոսով. 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Սա պարզ, ինքնավար ռոբոտ է, որը նախատեսված է լաբիրինթոսով դեպի ելք քշելու համար: Այն կառուցված է LEGO Mindstorms EV3- ի միջոցով: EV3 Software- ը աշխատում է համակարգչի վրա և ստեղծում է ծրագիր, որն այնուհետև ներբեռնվում է միկրոկոնտրոլերի վրա, որը կոչվում է EV3 Brick: Րագրավորման մեթոդը պատկերակի վրա հիմնված է և բարձր մակարդակի: Դա շատ հեշտ է և բազմակողմանի:

ՄԱՍՆԵՐ

1. LEGO Mindstorms EV3 հավաքածու
2. LEGO Mindstorms EV3 ուլտրաձայնային տվիչ: Այն ներառված չէ EV3 հավաքածուի մեջ:
3. . Ալքավոր ստվարաթուղթ լաբիրինթոսի համար: Երկու տուփ պետք է բավարար լինի:
4. Փոքր կտոր բարակ ստվարաթուղթ, որն օգնում է կայունացնել որոշ անկյուններ և պատեր:
5. Սոսինձ և ժապավեն `ստվարաթղթե կտորները միմյանց միացնելու համար:
6. Կարմիր շնորհավորական քարտի ծրար `լաբիրինթոսի ելքը նույնականացնելու համար:

ԳՈՐOOLԻՔՆԵՐ

1. Ստվարաթուղթը կտրելու համար օգտակար դանակ:
2. Պողպատե քանոն `օգնելու կտրման գործընթացին:

ԼԱZ-ԼԱՅՆ ՄԵԹՈԴ

Լաբիրինթոսում նավարկելու մի քանի եղանակ կա: Եթե դուք հետաքրքրված եք դրանք ուսումնասիրելով, դրանք շատ լավ նկարագրված են Վիքիպեդիայի հետևյալ հոդվածում ՝

Ես ընտրեցի պատին հետևող ձախ ձեռքի կանոնը: Գաղափարն այն է, որ ռոբոտը կպահի պատը իր ձախ կողմում ՝ լաբիրինթոսով անցնելիս կայացնելով հետևյալ որոշումները.

1. Եթե հնարավոր է թեքվել ձախ, արեք դա:
2. Հակառակ դեպքում, հնարավորության դեպքում ուղիղ գնացեք:
3. Եթե այն չի կարող ձախ կամ ուղիղ գնալ, հնարավորության դեպքում թեքվեք աջ:
4. Եթե վերը նշվածներից ոչ մեկը հնարավոր չէ, ապա դա պետք է փակուղի լինի: Շրջվել.

Oneգուշացումն այն է, որ մեթոդը կարող է ձախողվել, եթե լաբիրինթոսն իր մեջ մի օղակ ունի: Կախված օղակի տեղադրությունից, ռոբոտը կարող է շարունակել պտտվել օղակի շուրջը: Այս խնդրի հնարավոր լուծումը կլինի այն, որ ռոբոտը անցնի աջ պատի հետևորդի կանոնին, եթե գիտակցի, որ այն գնում է շրջանագծի մեջ: Ես այս կատարելագործումը չեմ ներառել իմ նախագծում:

ՌՈԲՈՏԻ ՇԻՆՈՄ ՔԱՅԼԵՐ

Չնայած LEGO Mindstorms EV3- ը շատ բազմակողմանի է, այն թույլ է տալիս ոչ ավելի, քան մեկ տեսակի Աղյուսին միացված յուրաքանչյուր տեսակի սենսորից: Երկու կամ ավելի Աղյուսներ կարող էին շղթայված լինել, բայց ես չէի ուզում գնել մեկ այլ Աղյուս, և ես օգտագործեցի հետևյալ սենսորները (երեք ուլտրաձայնային տվիչների փոխարեն) ՝ ինֆրակարմիր տվիչ, գույնի ցուցիչ և ուլտրաձայնային տվիչ: Սա լավ ստացվեց: Ստորև բերված լուսանկարների զույգերը ցույց են տալիս, թե ինչպես կարելի է կառուցել ռոբոտը: Յուրաքանչյուր զույգի առաջին լուսանկարում ցուցադրվում են անհրաժեշտ մասերը, իսկ երկրորդ լուսանկարում ՝ միացված իրար միացած մասերը:

Քայլ 1: Ռոբոտի հիմքը

Առաջին քայլը ռոբոտի հիմքի կառուցումն է ՝ օգտագործելով ցուցադրված մասերը: Ռոբոտների բազան ցուցադրվում է գլխիվայր: Ռոբոտի հետևի L- ձևավորված փոքր հատվածը մեջքի համար հենարան է: Այն սահում է, երբ ռոբոտը շարժվում է: Սա լավ է աշխատում: EV3 հավաքածուն չունի շարժակազմի տիպի մաս:

Քայլ 2: Հիմքի վերև

Հաջորդ 3 քայլերը ռոբոտի հիմքի վերևի, գույնի ցուցիչի և մալուխների համար են, որոնք բոլորը 10 դյույմ (26 սմ) մալուխներ են

Քայլ 3. Ինֆրակարմիր և ուլտրաձայնային տվիչներ

Հաջորդը ՝ ինֆրակարմիր սենսորն է (ռոբոտի ձախ կողմում) և ուլտրաձայնային տվիչը (աջ կողմում): Բացի այդ, 4 կապում `Աղյուսը վերևում ամրացնելու համար:

Ինֆրակարմիր և ուլտրաձայնային տվիչները գտնվում են ուղղահայաց ՝ սովորական հորիզոնականի փոխարեն: Սա ապահովում է պատերի անկյունների կամ ծայրերի ավելի լավ նույնականացում:

Քայլ 4: Մալուխներ

Կցեք Աղյուսը և միացրեք մալուխները հետևյալ կերպ.

• B նավահանգիստ. Ձախ մեծ շարժիչ:
• Նավահանգիստ C ՝ աջ մեծ շարժիչ:
• Պորտ 2: ուլտրաձայնային տվիչ:
• Պորտ 3: գույնի ցուցիչ:
• Պորտ 4: ինֆրակարմիր ցուցիչ:

Քայլ 5. Ռոբոտի կառուցման վերջին քայլը. Դեկորացիա

Թևերն ու լողակները միայն դեկորացիայի համար են:

Քայլ 6. Pseրագրի կեղծ կոդ

1. Սպասեք 3 վայրկյան և ասեք «Գնա»:
2. Սկսեք ռոբոտին շարժվել ուղիղ առաջ:
3. Եթե հնարավոր է թեքվել ձախ (այսինքն ՝ եթե ինֆրակարմիր սենսորը մոտակայքում գտնվող օբյեկտը չի զգում), ասեք «Ձախ» և գնացեք ձախ:
4. Գնացեք մոտ 15 դյույմ առաջ ՝ ձախ կեղծ շրջադարձից խուսափելու համար: Պատճառն այն է, որ ռոբոտը շրջվելուց հետո սենսորը կտեսնի այն երկար տարածությունը, որից նա նոր էր եկել, և ռոբոտը կարծում էր, որ այն պետք է թեքվի ձախ, ինչը ճիշտ չէ: Վերադառնալ 2 -րդ քայլին:
5. Եթե հնարավոր չէ թեքվել ձախ, ստուգեք, թե ինչ է տեսնում Գույնի տվիչը ռոբոտից առաջ:
6. Եթե գույն չկա (այսինքն ՝ օբյեկտ չկա), ապա վերադառնաք 2 -րդ քայլին:
7. Եթե գույնը կարմիր է, սա ելքն է: Դադարեցրեք ռոբոտը, նվագարկեք երկրպագություն և դադարեցրեք ծրագիրը:

8. Եթե գույնը շագանակագույն է (այսինքն ՝ շագանակագույն ստվարաթուղթ առջևում), ապա կանգնեցրեք ռոբոտին:

   1. Եթե հնարավոր է թեքվել աջ (այսինքն, եթե ուլտրաձայնային տվիչը մոտակայքում գտնվող օբյեկտը չի զգում), ասեք «Աջ» և գնացեք աջ: Վերադառնալ 2 -րդ քայլին:
   2. Եթե հնարավոր չէ թեքվել աջ, ասեք «Uh-oh», հետ կանգնեք մոտ 5 դյույմ (12.5 սմ) և շրջվեք: Վերադառնալ 2 -րդ քայլին:

Քայլ 7: րագիր

LEGO Mindstorms EV3- ն ունի պատկերների վրա հիմնված ծրագրավորման շատ հարմար մեթոդ: Բլոկները ցուցադրվում են համակարգչի ցուցադրման էկրանի ներքևում և կարող են քաշվել-իջեցվել ծրագրավորման պատուհանում `ծրագիր ստեղծելու համար: Էկրանի կադրը ցույց է տալիս այս նախագծի ծրագիրը: Բլոկները նկարագրվում են հաջորդ քայլին:

Ես չկարողացա պարզել, թե ինչպես կարգավորել ծրագրի ներլցումը ձեզ համար, ուստի բլոկները նկարագրվում են հաջորդ քայլին: Յուրաքանչյուր բլոկ ունի ընտրանքներ և պարամետրեր: Դա շատ հեշտ է և բազմակողմանի: Shouldրագիրը մշակելու և (կամ) փոխելու այն ձեր կարիքներին համապատասխանելը ձեզանից շատ ժամանակ չի պահանջի: Ինչպես միշտ, լավ գաղափար է ծրագիրը մշակելիս պարբերաբար պահպանել այն:

EV3 Brick- ը կարող է միացված լինել համակարգչին USB մալուխի, Wi-Fi- ի կամ Bluetooth- ի միջոցով: Երբ այն միացված և միացված է, դա նշվում է համակարգչի EV3 պատուհանի ներքևի աջ անկյունում գտնվող փոքր պատուհանում: Աջ կողմում գտնվող «EV3»-ը կարմիր է դառնում: Երբ այս ցուցադրումը սահմանվում է Port View- ի վրա, այն իրական ժամանակում ցույց է տալիս, թե ինչ է հայտնաբերում յուրաքանչյուր սենսոր: Սա օգտակար է փորձերի համար:

Այս ծրագիրը կառուցելիս ես կառաջարկեի աշխատել ձախից աջ և վերևից ներքև, և մեծացնել Loop- ը և Switch Blocks- ը ՝ նախքան մյուս Blocks- ը ներս քաշելը: Ես բախվեցի խառնաշփոթ խնդիրների ՝ փորձելով լրացուցիչ բլոկներ ներս մտցնել մեծանալուց առաջ:

Քայլ 8: Blրագրի արգելափակումներ

1. Theրագրի ձախ մասից սկսած ՝ Start Block- ը ինքնաբերաբար ներկա է, երբ ծրագիրը մշակվում է:
2. Հաջորդը Wait Block- ն է ՝ մեզ 3 վայրկյան տալու համար, որպեսզի ռոբոտը տեղադրենք լաբիրինթոսի մուտքի մոտ ՝ ծրագիրը նախաձեռնելուց հետո:
3. A Sound Block- ը ստիպում է ռոբոտին ասել «Գնա»:
4. Loop Block- ը պարունակում է ծրագրի մեծ մասը: Theուցադրումը պետք է փոքրանա 4 կամ 5 անգամ, և այս Loop Block- ը պետք է մեծացվի mingրագրավորման կտավի գրեթե աջ եզրին ՝ նախքան Blocks տեղադրելը սկսելը: Հետագայում այն կարող է փոքրացվել:
5. Օղակի ներսում առաջին բլոկը շարժական ղեկանիվ է, որի ղեկը զրոյական է, իսկ հզորությունը ՝ 20: Սա սկսում է շարժիչները շարժվել ուղիղ առաջ ցածր արագությամբ: Ավելի մեծ արագություն կստիպի ռոբոտին շատ հեռու շարժվել, երբ այն շարունակի առաջ ՝ հաջորդ քայլերում խոսելով:
6. Ինֆրակարմիր սենսորների հարևանության ռեժիմի անջատիչ բլոկը ստուգում է, թե արդյոք կա 30 -ից ավելի արժեք ունեցող օբյեկտ: Սա շագանակագույն ստվարաթղթի համար համարժեք է մոտավորապես 23 դյույմ (23 սմ): Եթե արժեքը 30 -ից մեծ է, ապա 7, 8 և 9 բլոկները կատարվում են, հակառակ դեպքում ծրագիրը գնում է ներքևում գտնվող 10 -րդ բլոկ:
7. A Sound Block- ը ստիպում է ռոբոտին ասել «Ձախ»:
8. A Move ղեկի բլոկ ՝ ղեկը -45 -ով, հզորությունը ՝ 20, պտույտները ՝ 1.26, իսկ արգելակը վերջում ՝ True: Սա ստիպում է ռոբոտին թեքվել ձախ:
9. A Move ղեկի բլոկը, որի ղեկը զրոյական է, հզորությունը `20, պտույտները` 1.2, իսկ արգելակի վերջում `True: Դա ստիպում է ռոբոտին մոտ 15 դյույմ առաջ գնալ ՝ ձախ կեղծ շրջադարձից խուսափելու համար:
10. Գույնի տվիչի չափիչ գույնի ռեժիմի անջատիչ բլոկը ստուգում է, թե ինչ գույն է առջևում ռոբոտին: Եթե չկա գույն (այսինքն ՝ ոչ մի օբյեկտ), ապա ծրագիրը գնում է հանգույցի վերջ: Եթե գույնը կարմիր է, ապա 11, 12 և 13 բլոկները կատարվում են: Եթե գույնը դարչնագույն է, ծրագիրը անցնում է ներքևում գտնվող բլոկ 14:
11. Շարժիչները կանգնեցնելու համար շարժեք ղեկի բլոկը անջատված ռեժիմում:
12. A Sound Block- ը նվագախումբ է խաղում:
13. Loop Interrupt Block- ը դուրս է գալիս Loop- ից:
14. Շարժիչները կանգնեցնելու համար անջատիչ ռեժիմում շարժեք ղեկի բլոկը:
15. Ուլտրաձայնային տվիչի անջատիչ բլոկը Համեմատեք հեռավորությունը դյույմերի ռեժիմում ստուգում է, արդյոք կա 20 դյույմից ավելի հեռու գտնվող որևէ առարկա: Եթե դա ավելի քան 8 դյույմ է, ապա Blocks16- ը և 17 -ը կատարվում են, հակառակ դեպքում ծրագիրը գնում է ներքևում գտնվող Block 18:
16. Sound Block- ը ստիպում է ռոբոտին ասել «ճիշտ»:
17. A Move ղեկի բլոկ ՝ ղեկը -55 -ով, հզորությունը ՝ -20, պտույտները ՝ 1.1, և արգելակը վերջում ՝ True: Սա ստիպում է ռոբոտին թեքվել աջ:
18. A Sound Block- ը ստիպում է ռոբոտին ասել «Uh-oh»:
19. A Move Tank Block with Power Left- ը սահմանել է -20, Power Right- ը `-20, Rotations- ը` 1, և Brake at End- ը `True: Սա ռոբոտին ստիպում է հետ կանգնել մոտ 5 դյույմ (12,5 սմ), որպեսզի շրջադարձ կատարի:
20. A Move Tank Block with Power Left- ը սահմանել է -20, Power Right- ը `20, Rotations- ը` 1.14, և Brake at End- ը `True: Սա ստիպում է ռոբոտին շրջվել:
21. Օղակի ելքի մոտ կանգառի ծրագրի արգելափակում է:

Քայլ 9. Կառուցեք MAZE

Երկու ծալքավոր ստվարաթղթե տուփ պետք է բավարար լինի լաբիրինթոսի համար: Ես դարձրեցի լաբիրինթոսի պատերը 12 դյույմ (12,5 սմ) բարձրությամբ, բայց 4 դյույմը (10 սմ) պետք է նույնքան լավ աշխատեն, եթե ծալքավոր ստվարաթղթի պակաս ունեք:

Նախ, ես կտրեցի տուփերի պատերը ՝ ներքևից 10 դյույմ (25 սմ): Հետո ես պատերի շուրջը կտրեցի ներքևից 5 դյույմ: Սա ապահովում է մի քանի 5-դյույմանոց պատեր: Բացի այդ, ես կտրեցի տուփերի ներքևի մասերը ՝ թողնելով կայունության համար պատերին ամրացված մոտ 1 դյույմ (2,5 սմ):

Տարբեր կտորները կարելի է կտրել և սոսնձել կամ կպցնել այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է ՝ լաբիրինթոս ձևավորելու համար: Պատերի միջև փակուղի ունեցող ցանկացած արահետի մեջ պետք է լինի 12 դյույմ (30 սմ) տարածություն: Այս հեռավորությունը անհրաժեշտ է, որպեսզի ռոբոտը շրջվի:

Լաբիրինթոսի որոշ անկյուններ կարող են ամրապնդման կարիք ունենալ: Բացի այդ, որոշ ուղիղ պատեր պետք է թեքվել, եթե դրանք ներառում են ստվարաթղթե ուղղված անկյուն: Այդ վայրերում պետք է սոսնձել բարակ ստվարաթղթի փոքր կտորներ, ինչպես ցույց է տրված:

Ելքն ունի կարմիր պատնեշ, որը բաղկացած է կարմիր բացիկի կես ծրարից և 2 կտոր բարակ ստվարաթղթից պատրաստված հիմքից, ինչպես ցույց է տրված:

Oneգուշացումներից մեկն այն է, որ լաբիրինթոսը չպետք է մեծ լինի: Եթե ռոբոտի պտույտները մի փոքր անկյան տակ են համապատասխան շրջադարձից, ապա անհամապատասխանությունները ավելանում են մի քանի պտույտից հետո: Օրինակ, եթե ձախ շրջադարձը 3 աստիճան անջատված է, ապա 5 ձախ շրջադարձից հետո ռոբոտը 15 աստիճան անջատվում է: Մեծ լաբիրինթոսն ավելի շատ պտույտներ ուներ, քան փոքրը, և ռոբոտը կարող էր բախվել պատերին: Ես ստիպված եղա մի քանի անգամ սուսերամարտել պտույտների պտույտների կարգավորումներով, որպեսզի հաջողությամբ շարժվեմ նույնիսկ իմ արած փոքրիկ լաբիրինթոսով:

ԱՊԱԳԱՅԻ ՀԵՏԱՈՏՈՄՆԵՐ

Ակնհայտ հետագա նախագիծն այն է, որ ռոբոտը կարողանա լաբիրինթոսում նավարկելու ընթացքում ուղիղ ուղի որոշել, այնուհետև անմիջապես ուղիղ ճանապարհով անցնել (փակուղիներից խուսափելով):

Սա շատ ավելի բարդ է, քան ներկայիս նախագիծը: Ռոբոտը պետք է հիշի իր անցած ճանապարհը, հեռացնի փակուղիները, պահի նոր ուղին, այնուհետև գնա նոր ճանապարհով: Ես նախատեսում եմ մոտ ժամանակներս աշխատել այս նախագծի վրա: Ես ակնկալում եմ, որ հնարավոր է հասնել LEGO Mindstorms EV3- ի միջոցով `օգտագործելով զանգվածային գործողությունների բլոկներ և մաթեմատիկայի հետ կապված որոշ բլոկներ:

Եզրափակիչ դիտողություն

Սա զվարճալի նախագիծ էր: Հուսով եմ, որ ձեզ նույնպես հետաքրքիր կլինի: