Зугтах робот: Зугтах тоглоомын RC машин: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Энэхүү төслийн гол зорилго нь одоо байгаа роботуудаас ялгагдах, бодит бөгөөд шинэлэг салбарт ашиглах боломжтой робот бүтээх явдал байв.

Хувийн туршлага дээрээ үндэслэн Escape Game-д хэрэгжүүлэх машин хэлбэртэй робот бүтээхээр шийдсэн. Янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ачаар тоглогчид хянагч дээрх оньсогыг тайлж, машиныхаа чиглэлийг хянаж, өрөөнөөс зугтахын тулд замдаа түлхүүр авах замаар машинаа асааж болно.

Энэхүү төсөл нь Бельги улсын Université Libre de Bruxelles (U. L. B.), Vrije Universiteit Brussel (V. U. B.) зэрэг сургуулиудад өгсөн Мехатроникийн сургалтын нэг хэсэг байсан тул эхэнд хэд хэдэн шаардлагыг танилцуулсан болно.

• Механик, электроник, програмчлалын салбаруудыг ашиглах, хослуулах
• 200 еврогийн төсөв
• Шинэ зүйлийг авчирдаг дууссан, ажилладаг роботтой байх

Бодит амьдрал дахь зугтах тоглоомын сешнүүдэд, заримдаа хэд хэдэн удаа дараалан ашиглах тул хэд хэдэн шаардлагыг биелүүлэх шаардлагатай байв.

• Бие даасан байдал: тоглоомын хязгаарлалтыг хүндэтгэхийн тулд роботыг хагас бие даасан болгох арга замыг хайж олох
• Хэрэглэгчдэд ээлтэй: ашиглахад хялбар, камерын санал хүсэлт бүхий дэлгэцтэй байх
• Бат бөх байдал: цохилтыг шингээх чадвартай хүчтэй материал
• Аюулгүй байдал: тоглогчид роботтой шууд харьцдаггүй

Алхам 1: Үндсэн ойлголт ба сэдэл

Танилцуулгад тайлбарласнаар энэ төслийн гол үзэл баримтлал нь эхлээд зугтах тоглоомын тоглогчид удирддаг, дараа нь хяналтаа тоглогчдоос буцааж авах чадвартай хагас бие даасан робот бүтээх, бүтээх явдал юм.

Энэ зарчим дараах байдалтай байна: Та хэсэг найзуудтайгаа өрөөнд түгжигдсэн байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Өрөөнөөс гарах цорын ганц боломж бол түлхүүр хайх явдал юм. Түлхүүр нь таны хөл дор, харанхуй завсрын шалан дээр байрлах төөрдөг байшинд нуугдсан байдаг. Энэ түлхүүрийг авахын тулд танд алсын удирдлага, газрын зураг, дэлгэц гэсэн гурван зүйл бий. Алсын удирдлага нь алсын удирдлагын одоо байгаа товчлуурууд дээр төсөөлж байсан оньсогыг шийдэх замаар завсрын давхарт байгаа машиныг удирдах боломжийг танд олгоно. Та энэ оньсогыг шийдсэний дараа машин асаалттай байна (5 -р алхам: Кодлох - үндсэн функц нь 'loop ()') бөгөөд та өгсөн газрын зургийн тусламжтайгаар машинаа лабиринтаар удирдаж эхлэх боломжтой. Дэлгэц нь роботын урд байрлуулсан камерын ачаар машин юу харж байгааг шууд харуулах боломжтой бөгөөд ингэснээр траекторийг, хамгийн чухал нь түлхүүрийг харахад тусална. Роботын ёроолд байгаа соронзны ачаар түлхүүрийг олж аваад, лабиринтийн төгсгөлд очсоны дараа та түлхүүрээ аваад түгжигдсэн өрөөнөөсөө зугтах боломжтой болно.

Тиймээс роботын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:

1. Алсын удирдлага дээр шийдэгдэх оньсого
2. Алсын удирдлагатай тоглогчид роботыг хянах
3. Камераар шууд хийсэн видео дээр үндэслэсэн хяналтын дэлгэц

Ийм тоглоомонд гол хязгаарлалт бол цаг хугацаа байдаг (ихэнх зугтах тоглоомуудад амжилтанд хүрэхийн тулд 30 минутаас 1 цаг хүртэл хугацаа шаардагддаг) тул мэдрэгчийг роботын суурь дээр холбож, холбосон бөгөөд хэрэв та тоглогчдын хувьд давсан бол тодорхой цаг (манай тохиолдолд 30 минут), робот хяналтаа буцааж аваад паркурсаа өөрөө дуусгадаг тул тоглоомын цаг дуусахаас өмнө өрөөний түлхүүрийг авах боломжтой болно (манай тохиолдолд 1 цаг)

Түүнчлэн, машин бүрэн харанхуй өрөөнд байгаа тул LED -ийг мэдрэгчээс холгүй байрлуулж, дохиог газраас уншихад нь тусалдаг.

Энэхүү группын төслийн цаад зорилго нь зах зээл дээр аль хэдийн бий болсон зүйл дээр тулгуурлаж, хувийн үнэ цэнээ нэмэн өөрчилж, хөгжилтэй, интерактив талбар дээр ашиглах чадвартай байх явдал байв. Үнэн хэрэгтээ Бельгийн Брюссель хотод амжилттай оргон зайлах өрөөтэй холбоо барьсны дараа бид зугтах тоглоом нь улам бүр алдартай болж байгааг олж мэдсэн боловч ихэнхдээ интерактив байдаггүй, үйлчлүүлэгчид хангалттай биш гэж гомдоллодог болохыг олж мэдсэн. тоглоом.

Тиймээс бид тоглогчдыг тоглоомын нэг хэсэг болоход урихын зэрэгцээ өгөгдсөн шаардлагыг хангасан роботыг бий болгохыг хичээсэн.

Робот дээр юу болж байгааг тоймлон хүргэж байна

Автономит бус хэсэг: алсын удирдлага нь хүлээн авагчаар дамжуулан Arduino-той холбогддог. Тоглогчид алсын удирдлагыг удирддаг тул хөдөлгүүрийг удирддаг Arduino -ийг удирддаг. Тоглоом эхлэхээс өмнө Arduino асаалттай байдаг боловч тоглогчид алсын удирдлага дээр оньсого тайлах үед үндсэн функцэд ордог. IR утасгүй камер аль хэдийн асаалттай байна (асаах/унтраах үед "бүхэл бүтэн" (Arduino удирддаг) -тай зэрэг асдаг). Тоглогчид машинаа алсын удирдлагатай удирддаг: тэд хурд, чиглэлийг хянадаг (5 -р алхам: урсгалын схем). Үндсэн функцийг оруулах үед эхлэх таймер 30 минуттай тэнцүү бол хянагчийн удирдлага идэвхгүй болно.

- Автономит хэсэг: хяналтыг Arduino удирддаг. 30 минутын дараа IR шугамын трекер мэдрэгч нь мөрийг дуусгахын тулд газар дээрх мөрийг дагаж эхэлдэг.

Алхам 2: Материал ба багаж хэрэгсэл

МАТЕРИАЛ

Цахим эд анги

• Микроконтроллер:

  • Ардуино НҮБ
  • Arduino хөдөлгүүрийн бамбай - Райхельт - 22.52 евро

• Мэдрэгч:

  IR шугам мөрдөгч - Мак Хобби - 16.54 евро

• Батерей:

  6х 1.5В батерей

• Бусад:

  • Protoboard
  • Утасгүй камер (хүлээн авагч) - Banggood - 21.63 €
  • Алсын удирдлага (дамжуулагч + хүлээн авагч) - Амазон - 36.99 €
  • Цэнэглэх зогсоол (Qi хүлээн авагч) - Reichelt - 22.33 € (ашиглаагүй - cfr. Алхам 7: Дүгнэлт)
  • LED - Амазон - 23.60 €

Механик хэсэг

• DIY машины явах эд анги - Амазон - 14.99 €

  • Ашигласан:

    • 1х унтраалга
    • 1х кастор дугуй
    • 2х дугуй
    • 2х DC мотор
    • 1х зай эзэмшигч

  • Ашиглагдахгүй байгаа:

    • 1х машины явах эд анги
    • 4х M3*30 шураг
    • 4х L12 зай
    • 4x бэхэлгээ
    • 8х М3*6 шураг
    • М3 самар
• Соронзон - Амазон - 9.99 €

• Боолт, самар, эрэг

  • М2*20
  • М3*12
  • М4*40
  • M12*30
  • холбогдох бүх самар

• 3D хэвлэсэн хэсгүүд:

  • 5x булаг
  • 2x мотор бэхэлгээ
  • 1x L хэлбэрийн шугам мөрдөгчийн бэхэлгээ

• Лазер хайчлах хэсгүүд:

  • 2х дугуй хавтгай хавтан
  • 5х тэгш өнцөгт хэлбэртэй жижиг хавтгай хавтан

Хэрэгсэл

• Машин:

  • 3D принтер
  • Лазер таслагч
• Халив
• Гар өрөмдөгч
• Шохой
• Электроник гагнуур

Алхам 3: (Лазер) хайчлах ба (3D) хэвлэх

Бид лазер хайчлах болон 3D хэвлэх аргуудыг ашиглан зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олж авсан бөгөөд та бүх CAD файлуудыг доорх алхамаас олж болно

Лазер таслагч

Роботын бэхэлгээний хоёр үндсэн хэсгийг лазераар хайчилж авсан: (Материал = 4 мм хэмжээтэй БСХС -ийн картон)

- Роботын үндэс (эсвэл явах эд анги) болгохын тулд 2 дугуй хавтгай диск

- Механик болон электрон эд ангиудыг байрлуулахын тулд хоёр дискэн дээр хэд хэдэн нүх гаргажээ

- Явах эд ангийн хоёр хавтангийн хоорондох булгийг засах 5 тэгш өнцөгт жижиг хавтан

3D принтер (Ultimakers & Prusa)

Роботын янз бүрийн элементүүдийг нэгэн зэрэг эсэргүүцэх, уян хатан байлгахын тулд 3D хэвлэсэн: (Материал = ХАЧА)- 5 булаг: булгийг блок хэлбэрээр хэвлэсэн болохыг анхаарна уу. Тэд "хаврын" хэлбэрүүд!

- Хөдөлгүүрийг засах тэгш өнцөгт хөндийтэй 2 хэсэг

- Line tracker-ийг байрлуулах L хэлбэрийн хэсэг

Алхам 4: Электроникийг угсрах

Цахим ноорог дээр харж байгаагаар Arduino нь электрон хэсгийн гол хэсэг юм.

Connexion Arduino - Шугам мөрдөгч: (харгалзах дагалдагчийн ноорог)

Connexion Arduino - Motors: (cfr. Харгалзах ерөнхий ноорог - зүүн талд)

Connexion Arduino - Алсын удирдлага хүлээн авагч: (харгалзах ерөнхий ноорог - дээш)

Connexion Arduino - LED: (cfr. Харгалзах ерөнхий ноорог - зүүн талд)

Протобордыг 5V ба GND портуудын тоог нэмэгдүүлэх, бүх холболтыг хөнгөвчлөхөд ашигладаг.

Энэ алхам нь хамгийн хялбар алхам биш, учир нь дээр дурдсан шаардлагуудыг (бие даасан байдал, хэрэглэгчдэд ээлтэй байдал, бат бөх байдал, аюулгүй байдал) хангах шаардлагатай бөгөөд цахилгаан хэлхээнд онцгой анхаарал, урьдчилан сэргийлэх шаардлагатай байна.

Алхам 5: Кодлох

Кодлох хэсэг нь Arduino, мотор, алсын удирдлага, шугам хянагч, LED -т хамаарна.

Та код дээрээс олж болно:

1. Хувьсагчийн мэдэгдэл:

• RC хүлээн авагчийн ашигладаг Pin -ийн мэдэгдэл
• DC Motors -ийн ашигладаг Pin -ийн мэдэгдэл
• LED -ийн ашигладаг Pin -ийн тунхаглал
• 'Riddle' функцэд ашиглагддаг хувьсагчдын тунхаглал
• IR мэдрэгчийн ашигладаг Pin -ийн мэдэгдэл
• IR Deck -ийн ашигладаг хувьсагчдын мэдэгдэл

2. Эхлүүлэх функц: янз бүрийн тээглүүр ба LED -ийг эхлүүлэх

'Setup ()' функц

3. Моторын чиг үүрэг:

• 'Turn_left ()' функц
• 'Turn_right ()' функц
• 'CaliRobot ()' функц

4. Функцийн шугамын мөрдөгч: роботын хагас бие даасан зан үйлийн үед өмнөх 'CaliRobot ()' функцийг ашигладаг.

'Follower ()' функц

5. Алсын удирдлагын функц (оньсого): тоглогчид танилцуулсан оньсогоны зөв шийдлийг агуулсан болно

'Riddle ()' функц

6. Гол давталтын функц: Тоглогчид тааврын шийдлийг олсны дараа машинаа удирдах боломжийг олгодог, таймерыг эхлүүлж, таймер 30 минутаас дээш орсны дараа тоон (алсын удирдлага) -аас тоон (бие даасан) руу шилждэг.

'Loop ()' функц

Кодын үндсэн үйл явцыг дээрх схемд тайлбарласан бөгөөд үндсэн функцуудыг тодруулсан болно.

Та энэ төслийн бүх кодыг Arduino IDE хөгжлийн интерфейсийг ашиглан бичсэн.ino хавтаснаас олж болно.

Алхам 6: угсрах

Бид бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг лазераар хайчилж, 3D хэвлэж, бэлэн болгосны дараа бид бүх зүйлийг угсарч чадна!

Нэгдүгээрт, бид 3D хэвлэсэн булгийг лазераар тайрсан тэгш өнцөгт хавтан дээр булаг доторх нүхний диаметртэй тэнцэх диаметртэй боолтоор засдаг.

5 пүршийг жижиг ялтсууд дээр бэхлэсний дараа бид сүүлчийн хэсгийг доод боолтоор бэхлэх боломжтой.

Хоёрдугаарт, бид моторыг жижиг боолтоор явах эд ангиудын доод хавтангийн доор 3D хэвлэсэн моторын бэхэлгээнд засах боломжтой.

Эдгээрийг зассны дараа бид явах эд ангиудын доод хавтангийн нүхний доторх мотор дээрх 2 дугуйг засах боломжтой.

Гуравдугаарт, бид касторын дугуйг, мөн явах эд ангиудын доод хавтангийн доор, жижиг боолттой, доод явах эд анги нь хэвтээ байхаар засах боломжтой.

Одоо бид бусад бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг засах боломжтой

• Доод явах эд ангиудын хавтан:

  • Доор:

    • Шугам мөрдөгч
    • LED

  • Дууссан:

    • Алсын удирдлага хүлээн авагч
    • Arduino ба моторын бамбай
    • LED

• Дээд явах эд анги хавтан:

  • Доор:

    Камер

  • Дууссан:

    • Батерей
    • Асаах/унтраах унтраалга

Эцэст нь бид явах эд ангиудын хоёр хавтанг хамтад нь угсарч болно.

Анхаарна уу: Бүх эд ангиудыг угсрахдаа болгоомжтой байгаарай! Манай тохиолдолд хоёр нимгэн хавтангийн угсрах явцад булаг шандны нэг жижиг хавтан эвдэрч гэмтсэн. Бид дахин том өргөнтэй ажиллаж эхэллээ. Лазер хайчлахдаа бат бөх материал (3D принтер гэх мэт) ашиглахыг анхаарна уу.

Алхам 7: Дүгнэлт

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг угсарсны дараа (бүх эд ангиудыг сайн бэхэлсэн, унах эрсдэлгүй байгаа эсэхийг шалгаарай) камерын хүлээн авагчийг дэлгэцэн дээр (өөрөөр хэлбэл телевизийн дэлгэц) холбож, батерейг (6x 1.5V) холбоно. зай эзэмшигч, та бүх зүйлийг туршиж үзэхэд бэлэн байна!

Бид батерейг (6x 1.5V) зөөврийн батерейгаар солих замаар төслийг нэг алхам урагшлуулахыг хичээсэн.

• цэнэглэх зогсоол барих (утасгүй цэнэглэгчийг лазераар цэнэглэх станцад суурилуулсан (зураг харна уу));
• зөөврийн батерей дээр хүлээн авагч (Qi хүлээн авагч) нэмэх (зураг харна уу);
• Arduino дээр функц бичихдээ роботыг газар дээрх шугамыг эсрэг чиглэлд дагаж цэнэглэх зогсоол дээр очиж батерейгаа цэнэглэхийг хүссэн бөгөөд ингэснээр робот бүхэлдээ дараагийн тоглоомын бэлтгэлд бэлэн болно.

Төслийн хугацаа дуусахаас өмнө батерейг зөөврийн батерейгаар солиход асуудалтай тулгарсан тул (сануулга: энэ төслийг ULB/VUB -ийн профессорууд удирдаж байсан тул бид хүндэтгэн үзэх эцсийн хугацаатай байсан) бид эцсийн шалгалтаа өгч чадаагүй. робот. Гэсэн хэдий ч та компьютерээс (USB холболт) ажилладаг, алсын удирдлагаар удирддаг роботын видеог эндээс олж болно.

Гэсэн хэдий ч бид зорилтот түвшинд хүрсэн бүх нэмэлт үнэт зүйлсэд хүрч чадсан:- Бат бөх байдал- Дугуй хэлбэр- Асаах оньсого- Хяналтын унтраалга (алсын удирдлагатай-> бие даасан) Хэрэв энэ төсөл таны анхаарал, сониуч байдлыг хадгалсан бол бид маш сайн байна. Та юу хийснийг харах, бидний хийсэн алхамаас өөр алхам хийсэн эсэх, бие даасан цэнэглэх үйл явцад амжилтанд хүрсэн эсэхээ харах сонирхолтой байна.

Энэ төслийн талаар юу гэж бодож байгаагаа бидэнд хэлэхээс бүү эргэлзээрэй!