BOTUS նախագիծ ՝ 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:53

Այս հրահանգները նկարագրելու են BOTUS ռոբոտը, որը կառուցվել է որպես ինժեներական մեր առաջին տարվա տերմինալ նախագիծ ՝ Universite de Sherbrooke- ում, Շերբրուկում, Քվեբեկ, Կանադա: BOTUS- ը նշանակում է roBOT Universite de Sherbrooke կամ, ինչպես մենք սիրում ենք այն անվանել, roBOT Under Skirt- ը:) Մեզ առաջարկված նախագիծը բաղկացած էր ձայնային կառավարման հետաքրքիր ծրագիր գտնելուց: Մեր անդամներից մեկը լինելով ռոբոտաշինության երկրպագու և հետևելով մեր նախորդ նախագծի հետքերով*, մենք որոշեցինք կառուցել հեռակառավարվող ռոբոտ, որը ձայնային հրամանը կօգտագործի որպես լրացուցիչ գործառույթ այն մարդկանց համար, ովքեր սովոր չեն շահարկել բարդ հեռակառավարման վահանակները բազմաթիվ կոճակներով (այլ կերպ ասած ՝ ոչ խաղացողներ;)): Ռոբոտի կատարման համար պատասխանատու թիմը բաղկացած է (այբբենական կարգով)., Էլեկտրատեխնիկա- JFDuval, Էլեկտրատեխնիկա- Սեբաստիան Գագնոն, Էլեկտրատեխնիկա- Սիմոն Մարկու, Էլեկտրատեխնիկա- Յուջին Մորին, Համակարգչային ճարտարագիտություն- Գիյոմ Պլուրդ, Համակարգչային ճարտարագիտություն- Սիմոն Սենտ-Հիլեր, Էլեկտրատեխնիկա Որպես ուսանողներ, մենք ճշգրիտ անսահմանափակ բյուջե չունենք. Սա մեզ ստիպեց վերաօգտագործել շատ նյութեր ՝ պոլիկարբոնատից մինչև մարտկոցներ մինչև էլեկտրոնային բաղադրիչներ: Ամեն դեպքում, ես հիմա կդադարեմ դողալ և ցույց տալ ձեզ, թե ինչից է պատրաստված այս գազանը: Նշում. Կիսվելու ոգով պահպանելու համար PCB- ն, ինչպես նաև ռոբոտին քշող կոդը տրված են այս ուսանելի ծրագրում… Վայելեք!*Տես Cameleo- ն ՝ գույնը փոխող ռոբոտը: Այս նախագիծը վերջնաժամկետին չի ավարտվել, նկատեք անհավասար տեղաշարժերը, բայց մենք, այնուամենայնիվ, հասցրեցինք նորամուծության մասին հիշատակում ստանալ մեր «Գույնի համապատասխանեցում» հնարավորության համար:

Քայլ 1. Ռոբոտի արագ զարգացում

Ինչպես շատ նախագծեր, այնպես էլ BOTUS- ն անցել է էվոլյուցիայի մի քանի փուլ ՝ նախքան այն, ինչ այժմ է: Սկզբում ստեղծվեց 3D մոդել ՝ վերջնական դիզայնի ավելի լավ պատկերացում կազմող բոլոր մասնակիցների համար: Դրանից հետո սկսվեց նախատիպերի պատրաստումը ՝ փորձարկման հարթակի պատրաստմամբ: Հաստատվելուց հետո, որ ամեն ինչ լավ է աշխատում, մենք սկսեցինք վերջնական ռոբոտի կառուցումը, որը պետք է մի քանի անգամ փոփոխության ենթարկվեր: Հիմնական ձևը չի փոխվել: Մենք օգտագործեցինք պոլիկարբոնատ `բոլոր էլեկտրոնային քարտերին աջակցելու համար, MDF- ն` որպես հիմք, և ABS խողովակները `որպես կենտրոնական աշտարակ, որն ապահովում է մեր ինֆրակարմիր հեռավորության տվիչները և տեսախցիկի հավաքումը:

Քայլ 2: Շարժումներ

Ի սկզբանե, ռոբոտը հագեցած էր երկու Maxon շարժիչով, որոնք շարժվում էին երկու անվավոր անիվներով: Չնայած ռոբոտը կարողացավ շարժվել, շարժիչների կողմից մատուցվող ոլորող մոմենտը չափազանց փոքր էր, և դրանք պետք է անընդհատ առավելագույնի հասցվեին, ինչը նվազեցրեց ռոբոտի շարժումների ճշգրտությունը: Այս խնդիրը լուծելու համար մենք կրկին օգտագործեցինք երկուսը Escap P42 շարժիչներ JFDuval- ի Eurobot 2008 ջանքերից: Նրանք պետք է տեղադրվեին երկու պատվերով կառուցված փոխանցման տուփերի վրա, իսկ անիվները փոխվեցին երկու սկուտերների: Ռոբոտի երրորդ հենարանը բաղկացած է պարզ ազատ անիվից (իրականում դա միայն մետաղյա գնդիկավոր կրող է այս դեպքում):

Քայլ 3: Բռնակներ

Բռնակալները նաև վերականգնման արդյունք են: Նրանք ի սկզբանե մաս էին կազմում ռոբոտային ձեռքի հավաքածուի, որն օգտագործվում էր որպես ուսուցման գործիք: Ավելացվել է սերվո, որը թույլ է տալիս պտտվել շուրջը, բացի բռնելու ունակությունից: Մենք բախտավոր ենք, քանի որ բռնակներն ունեին ֆիզիկական սարք, որը թույլ չէր տալիս նրանց շատ հեռու բացվել կամ շատ ամուր փակվել (չնայած «մատների թեստից» հետո մենք հասկացանք, որ այն բավականին լավ բռնում է…):

Քայլ 4: Տեսախցիկ և տվիչներ

Ռոբոտի հիմնական առանձնահատկությունը, գոնե մեզ տրված նախագծի համար, տեսախցիկն էր, որը պետք է կարողանար շուրջը նայել և թույլ էր տալիս ճշգրիտ վերահսկել իր շարժումը: Լուծումը, որի վրա մենք հաստատվեցինք, պարզ Pan & Tilt հավաքույթն էր, որը բաղկացած է երկու սերվերից, որոնք գեղարվեստորեն սոսնձված են իրար (հմմմ), որոնց գագաթին տեղադրված է շատ բարձր պաշտպանված տեսախցիկ, որը հասանելի է eBay- ում մոտ 20 դոլարով (հե…): Մեր ձայնային կառավարումը թույլ տվեց մեզ տեղափոխել տեսախցիկը սերվերի տրամադրած երկու առանցքով: Հավաքույթն ինքնին տեղադրված է մեր կենտրոնական «աշտարակի» գագաթին, որը մի փոքր անջատված կենտրոնից տեղադրված մեկ servo- ի հետ թույլ է տալիս տեսախցիկին նայել ներքև և տեսնել բռնակները ՝ օգնելով օպերատորին իր մանևրներում: Մենք նաև հագեցրեցինք BOTUS- ը 5 ինֆրակարմիր հեռավորության սենսորներ, որոնք տեղադրված են կենտրոնական աշտարակի կողքին ՝ թույլ տալով նրանց լավ «դիտել» ռոբոտի դիմային և կողային հատվածները: Առջևի տվիչի միջակայքը 150 սմ է, կողմերի ցուցիչները ՝ 30 սմ, իսկ անկյունագծերը ՝ մինչև 80 սմ:

Քայլ 5: Բայց ինչ վերաբերում է ուղեղին:

Ինչպես յուրաքանչյուր լավ ռոբոտ, այնպես էլ մերոնք ուղեղի կարիք ունեին: Customիշտ դա անելու համար նախագծված էր հատուկ կառավարման տախտակ: Անվանված «Colibri 101» (որը նշանակում է Hummingbird 101, քանի որ այն փոքր է և արդյունավետ, իհարկե), տախտակը ներառում է ավելի քան բավարար անալոգային/թվային մուտքեր, անիվների էներգիայի որոշ մոդուլներ, LCD էկրան և XBee մոդուլ, որն օգտագործվում է: անլար կապի համար: Այս բոլոր մոդուլները վերահսկվում են PIC18F8722 միկրոչիպի միջոցով: Տախտակն ինքնակամ նախագծվել է շատ կոմպակտ լինելու համար ՝ ինչպես ռոբոտում տարածք խնայելու, այնպես էլ PCB նյութը խնայելու համար: Գրատախտակի բաղադրիչների մեծ մասը մենք նմուշներ ենք, ինչը թույլ տվեց նվազեցնել PCB- ի ընդհանուր արժեքը: Տախտակները իրենք անվճար կատարվեցին AdvancedCircuits- ի կողմից, ուստի մեծ շնորհակալություն նրանց հովանավորության համար: Նշում. Կիսվելու ոգով պահպանելու համար դուք կգտնեք սխեմաները, տախտակի ձևավորման Cadsoft Eagle ֆայլերը և C18 ծածկագիրը միկրոկոնտրոլեր այստեղ և այստեղ:

Քայլ 6: Հզորություն

Այժմ այս ամենը բավականին կոկիկ է, բայց դրա վրա աշխատելու համար անհրաժեշտ է որոշակի հյութ: Դրա համար մենք կրկին դիմեցինք Eurobot 2008 ռոբոտին ՝ նրան զրկելով մարտկոցներից, որը, ըստ երևույթին, Dewalt 36V լիթիում-իոն նանոֆոսֆատ է `10 A123 բջիջով: Սրանք ի սկզբանե նվիրաբերվել են DeWALT Կանադայի կողմից: Մեր վերջին ներկայացման ընթացքում մարտկոցը տևեց մոտ 2,5 ժամ, ինչը շատ հարգելի է:

Քայլ 7: Բայց… Ինչպե՞ս ենք մենք վերահսկում իրը:

Այստեղ է սկսվում նախագծի տերմինի «պաշտոնական» մասը: Unfortunatelyավոք, քանի որ մեր ձայնը զտելու և ձայնային հրամանների վերածելու համար օգտագործվող տարբեր մոդուլները նախագծվել են Universite de Sherbrooke- ի կողմից, ես չեմ կարող դրանք նկարագրել շատ մանրամասներ: Այնուամենայնիվ, ես կարող եմ ձեզ ասել, որ մենք ձայնին վերաբերվում ենք մի շարք զտիչների միջոցով, որոնք թույլ են տալիս FPGA- ին ճանաչել ՝ կախված յուրաքանչյուր ֆիլտրի ելքի վիճակից, որը հնչում է օպերատորի կողմից: Այդուհետ մեր համակարգչային ճարտարագիտության ուսանողները նախագծել են գրաֆիկական ինտերֆեյս, որը ցույց է տալիս ռոբոտի հավաքած ամբողջ տեղեկատվությունը, ներառյալ կենդանի տեսաֆիլմը: (Codeավոք, այս ծածկագիրը ներառված չէ) Այս տեղեկությունները փոխանցվում են Colibri 101-ի XBee մոդուլով, որոնք այնուհետ ստանում են մեկ այլ XBee մոդուլով, որն այնուհետ անցնում է Serial-to-USB փոխարկիչով (այս տախտակի ծրագրերն են նաև ներառված է.rar ֆայլում) և այնուհետև ստացվում է ծրագրի կողմից: Օպերատորը օգտագործում է սովորական Gamepad ՝ շարժումը/բռնելու հրամանները ռոբոտին փոխանցելու համար, և ականջակալը ՝ տեսախցիկը կառավարելու համար: Ահա գործողության մեջ գտնվող ռոբոտի օրինակ.

Քայլ 8: Եզրակացություն

Դե, այդ մասին է խոսքը: Թեև այս հրահանգները մանրամասն չեն նկարագրում, թե ինչպես ենք մենք ստեղծել մեր ռոբոտը, որը, հավանաբար, ձեզ չէր օգնի մեր օգտագործած բավականին «յուրահատուկ» նյութերի պատճառով, ես խստորեն խրախուսում եմ ձեզ օգտագործել ոգեշնչման համար տրամադրված սխեմաներն ու ծածկագիրը: դուք կառուցում եք ձեր սեփական ռոբոտը: Եթե ունեք որևէ հարց, կամ, ի վերջո, ռոբոտ եք պատրաստում մեր իրերի օգնությամբ, մենք ուրախ կլինենք իմանալ: Շնորհակալություն ընթերցման համար: PS: Եթե դուք չեք ցանկանում քվեարկել ինձ, նայեք Jerերոմ Դեմերսի նախագծին այստեղ կամ նույնիսկ JFDuval- ի նախագծին, որը հասանելի է այստեղ ՝ նրա անձնական էջի միջոցով: Եթե նրանցից որևէ մեկը հաղթի, ես գուցե կարողանամ միավորներ հավաքել լազերային կտրվածքով;)