Ֆենբոլի ինքնավար սեղան. 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

Projectրագրի հիմնական նպատակն էր լրացնել աշխատանքային նախատիպը ինքնավար ֆոսբոլի սեղանի համար (AFT), որտեղ մարդ խաղացողը հանդիպում է ռոբոտ -հակառակորդի: Խաղի մարդկային տեսանկյունից, ֆոսբոլի սեղանը շատ նման է սովորական սեղանին: Մարդու կողմից խաղացողը (խաղացողները) վերահսկվում են չորս բռնակներով, որոնք կարող են շարժվել ներս և դուրս և պտտվել ՝ խաղացողներին գծային գծով խաղադաշտ տեղափոխելու և գնդակը դեպի հակառակորդի դարպասը խփելու համար: Ինքնավար կողմը բաղկացած է. վեբ -տեսախցիկի պատկերները, իրականացնում են արհեստական ինտելեկտ և միկրոկառավարիչի հետ հաղորդակցման նախատիպի բյուջետային սահմանափակումները որոշ չափով դանդաղեցրին նախագիծը և նվազագույնի հասցրին դրա ֆունկցիոնալությունը: Պարզվեց, որ շարժիչները խաղացողներին մրցունակ արագությամբ շարժելու համար շատ թանկ էին, ուստի պետք էր օգտագործել ցածրակարգ սերվերներ: Թեև այս կոնկրետ իրականացումը սահմանափակված էր ծախսերով և ժամանակով, հանդերձանքի ավելի մեծ հարաբերակցությունը ավելի արագ խաղացող ռոբոտ կտար, չնայած դա անելը կարժենա ավելի քան $ 500 բազային գին (գին ՝ առանց էլեկտրամատակարարման և համակարգչի):

Քայլ 1. Շարժիչի կառավարման տախտակի հավաքում

Կցված պատկերները ամբողջական սխեմայի սխեման են, ինչպես նաև շարժիչի կառավարման տախտակի վերջնական արտադրանքի պատկերը: Այս բոլոր անհրաժեշտ մասերը կարելի է ձեռք բերել էլեկտրոնիկայի խոշորագույն առցանց խանութներից (ներառյալ Digi-Key- ը և Mouser- ը): կամ կցված PCB- ի դիզայնի միջոցով: Շատ ավելի փոքր փաթեթ կարող է ստեղծվել ՝ օգտագործելով մի շարք մակերևույթի ամրացման մասեր: Երբ մենք իրականացնում էինք դիզայնը, մենք շարժիչի կառավարման տարրերը բաժանում ենք 2 սխեմաների, չնայած դա անելուց առավելություն չունի ցանկացած հատուկ մալուխային սխեմա: Փոքր կապույտ տախտակն իրականացնում է PWM կառավարման սխեման, որը հիմնականում ընդամենը ժամացույցային PIC-12F որոշ մասնագիտացված կոդով է:

Քայլ 2: Servo Motor հավաքում

Օգտագործվում են երկու տարբեր տեսակի սերվերներ: Նախ, կողային շարժումը վերահսկվում է չորս մեծ պտտող պտույտների սերվոների խմբի կողմից ՝ Robotis Dynamixel Tribotix AX-12: Այս չորսն աշխատում են մեկ սերիական գծի վրա և ապահովում են զարմանալի ֆունկցիոնալություն: Բարձր ոլորող մոմենտը հնարավորություն է տալիս այս սերվոներին այնպես ապահովել, որ ապահովի կողային շարժման բարձր շոշափելի արագություն: Մենք կարողացանք գտնել 3.5 դյույմանոց շարժակների և հետքերի հավաքածու, որը նրանց հետ պետք է գնա Grainger- ից ՝ յուրաքանչյուրի համար մոտ $ 10 գնով: Սերվոները ապահովում են պտտվող մոմենտի գերբեռնվածություն, անհատական servo հասցեավորման սխեմա, արագ հաղորդակցություններ, ներքին ջերմաստիճանի մոնիտորինգ, երկկողմանի հաղորդակցություն և այլն: Այսպիսով, ավելի արագ շարժում ստանալու համար օգտագործվում են Hitec HS-81- երը: HS-81- երը համեմատաբար էժան են, ունեն պատշաճ արագ անկյունային արագություն և հեշտ են ինտերֆեյսի մեջ (ստանդարտ PWM): Այնուամենայնիվ, HS-81- ները պտտվում են միայն 90 աստիճանով (չնայած հնարավոր է, և խորհուրդ չի տրվում `փորձել դրանք փոփոխել մինչև 180 աստիճան): Բացի այդ, նրանք ունեն ներքին նեյլոնե շարժիչներ, որոնք հեշտությամբ քանդվում են, եթե փորձեք փոփոխել սերվոն: Գումար արժեր գտնել 180 աստիճանի պտտվող սերվո, որն ունի այս տիպի անկյունային արագություն: Ամբողջ համակարգը կապված է միջին խտության մանրաթելերի (MDF) և բարձր խտության մանրաթելերի (HDF) կտորների հետ: Սա ընտրվել է իր ցածր գնով (~ 5 դոլար 6'x4 'թերթի համար), կտրելու հեշտությամբ և գործնականում ցանկացած մակերևույթի հետ շփվելու ունակությամբ: Ավելի մշտական լուծում կլինի ալյումինե փակագծերի մշակումը `ամեն ինչ միասին պահելու համար: PWM սերվերը տեղում պահող պտուտակները սովորական մեքենայական պտուտակներ են (#10s), վեցանկյուն ընկույզներով, որոնք դրանք պահում են մյուս կողմից: 1 մմ տրամագծով մեքենայի պտուտակներ, մոտավորապես 3/4 դյույմ երկարությամբ, AX-12- ը պահում են MDF- ում, որը միացնում է երկու սերվերը միմյանց: Երկակի գործողության գզրոցի ուղին պահում է ամբողջ հավաքածուն ներքև և գծին համապատասխան:

Քայլ 3: Softwareրագրակազմ

Վերջին քայլը մեքենայի վրա օգտագործվող բոլոր ծրագրերի տեղադրումն է: Սա բաղկացած է մի քանի առանձին կոդերից. ԱՀ Պատկերի մշակումը կատարվում է Java Media Framework (JMF) - ի միջոցով, որը հասանելի է այստեղ Sun- ի միջոցով: Նաև մատչելի է Sun- ի միջոցով, Java Communications API- ն օգտագործվում է շարժիչի կառավարման տախտակին հաղորդակցվելու համար ՝ համակարգչի սերիական պորտի միջոցով: Java- ի օգտագործման գեղեցկությունն այն է, որ այն * պետք է * գործի ցանկացած օպերացիոն համակարգի վրա, չնայած մենք օգտագործում էինք Ubuntu ՝ Linux բաշխում: Հակառակ տարածված կարծիքի, Java- ում մշակման արագությունը այնքան էլ վատ չէ, հատկապես հիմնական հանգույցում (որը տեսողության վերլուծությունը բավականին քիչ է օգտագործում): Ինչպես երևում է սքրինշոթում, և՛ գնդակը, և՛ հակառակորդ խաղացողները հետևվում են շրջանակի յուրաքանչյուր թարմացման վրա: Բացի այդ, սեղանի ուրվագիծը գտնվում է տեսողականորեն, այդ իսկ պատճառով կապույտ նկարիչների ժապավենը օգտագործվել է տեսողական ուրվագիծ ստեղծելու համար: Գոլերը գրանցվում են, երբ համակարգիչը չի կարողանում գնդակը տեղավորել 10 հաջորդական շրջանակների համար, ինչը սովորաբար ցույց է տալիս, որ գնդակը ընկել է դարպասը `խաղադաշտից դուրս: Երբ դա տեղի ունենա, ծրագրակազմը ձայնային բայթ է նախաձեռնում կամ ինքն իրեն ուրախացնելու կամ հակառակորդին սուլելու համար ՝ կախված նպատակի ուղղությունից: Ավելի լավ համակարգ, թեև մենք ժամանակ չունեինք այն իրագործելու համար, կլիներ օգտագործել ինֆրակարմիր ճառագայթիչ/սենսորային զույգ ՝ դարպասի մեջ ընկած գնդակը հայտնաբերելու համար: Այս նախագծում օգտագործվող բոլոր ծրագրերը հասանելի են մեկ zip ֆայլում:, այստեղ Java կոդը կազմելու համար օգտագործեք javac հրամանը: PIC-18F և PIC-12F ծածկագիրը բաշխվում է Microchip- ի MPLAB ծրագրակազմով:

Քայլ 4: Տեսախցիկի տեղադրում

Օգտագործվել է Philips SPC-900NC վեբ-տեսախցիկ, թեև խորհուրդ չի տրվում: Այս տեսախցիկի բնութագրերը կեղծվել են կամ Philips- ի ինժեներական կամ վաճառքի աշխատակիցների կողմից: Փոխարենը, ցանկացած էժան վեբ -տեսախցիկ կաներ, քանի դեռ այն ապահովված է օպերացիոն համակարգով: Լինուքսի ներքո վեբ -տեսախցիկների օգտագործման վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների համար այցելեք այս էջը: Մենք չափեցինք հեռախոսի տեսախցիկի կիզակետային հեռավորության պահանջվող հեռավորությունը `ֆոսբոլի ամբողջ սեղանը շրջանակում տեղավորելու համար: Այս տեսախցիկի մոդելի համար այդ թիվը պարզվեց, որ 5 ոտնաչափից ավելին է: Մենք օգտագործում էինք դարակաշարերի դարակներ, որոնք առկա են ցանկացած խոշոր սարքավորման խանութից ՝ տեսախցիկի համար հենարան կառուցելու համար: Դարակաշարերի դարակաշարերը սեղանի չորս անկյուններից յուրաքանչյուրից բարձրանում են վերև և խաչաձև ամրացվում են անկյունային ալյումինե փակագծերով: Շատ կարևոր է, որ տեսախցիկը կենտրոնացած լինի և չունենա անկյունային պտույտ, քանի որ ծրագրաշարը ենթադրում է, որ x և y առանցքները հավասարեցված են սեղանին:

Քայլ 5: Եզրակացություն

Բոլոր հարակից նախագծերի ֆայլերը կարելի է ներբեռնել այս կայքում: Կայքի բովանդակության մեծամասնության կրկնօրինակը կարելի է գտնել այստեղ ՝ իմ անձնական վեբ հաղորդավարի մոտ: Սա ներառում է վերջնական զեկույցը, որն ունի շուկայավարման վերլուծություն, ինչպես նաև այն, ինչ մենք կփոխեինք, մեր սկզբնական նպատակները և ցուցակ, թե իրականում ինչ բնութագրեր են ձեռք բերվել: Նախագիծը նախատեսված չէ լինել աշխարհի ամենամրցունակ խաղացողը: Դա լավ գործիք է `ցույց տալու ավելի շատ քայլեր, որոնք օգտագործվում են նման գազանի նախագծման մեջ, ինչպես նաև այս տեսակի ռոբոտների արժանապատիվ նախատիպը, որը կառուցվել է անհավանական ցածր գնով: Աշխարհում կան նման այլ ռոբոտներ, և, անշուշտ, նրանցից շատերը «կծեծեին» այս ռոբոտին: Այս նախագիծը նախագծվել է Georgia Tech- ի չորս էլեկտրական/համակարգչային ինժեներների խմբի կողմից `որպես ավագ նախագծային նախագիծ: Ոչ մի մեխանիկական ճարտարագետի կողմից ոչ մի օգնություն չի ստացվել, և երրորդ կողմի ֆինանսավորում չի օգտագործվել: Դա հիանալի ուսուցման գործընթաց էր բոլորիս համար և ավագ դիզայնի դասընթացների արժանապատիվ օգտագործում: Ես կցանկանայի շնորհակալություն հայտնել> բժիշկ Jamesեյմս Հեմբլենին, մեր բաժնի խորհրդատուին, տեխնիկական ռազմավարություններում շարունակական օգնության համար> դոկտոր ennենիֆեր Մայքլս, առաջատար պրոֆեսոր մեզ չհուսահատեցնելու ավելի հավակնոտ նախագծի փորձից> Jamesեյմս Սթեյնբերգը և Էդգար onesոնսը, դիզայներական լաբորատորիայի ավագ ադմինիստրատորները, մասերի պատվիրման, անսարքությունների հայտնաբերման և «թույն իրեր» գտնելու համար `ցածր գնով և նախագծին գտնելու համար: բարձր ֆունկցիոնալություն> Եվ, իհարկե, իմ թիմի մյուս երեք անդամները, որոնցից ոչ մեկը հնարավոր չէր լինի `Մայքլ Էբերհարդը, Էվան Թարը և Նարդիս Ուոքերը: