Качуу роботу: RC унаасы качуу оюну үчүн: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул долбоордун негизги максаты мурунтан бар роботтордон айырмалана турган жана чыныгы жана инновациялык аймакта колдонула турган роботту куруу болчу.

Жеке тажрыйбамдын негизинде, Escape Оюнунда ишке ашырыла турган машинага окшош роботту куруу чечими кабыл алынды. Ар кандай компоненттердин жардамы менен, оюнчулар контроллердеги табышмакты чечүү менен машинаны күйгүзүп, машинанын траекториясын көзөмөлдөп, бөлмөдөн качып кетүү үчүн жолдо ачкычты ала алышкан.

Бул долбоор Бельгия университети Libre de Bruxelles (ULB) жана Vrije Universiteit Brussel (V. U. B.) Мехатроника курстарынын бир бөлүгү болгондуктан, башында бир нече талаптар коюлган, мисалы:

• Механика, электроника жана программалоо тармактарын колдонуу жана айкалыштыруу
• Бюджети 200 евро
• Жаңы нерсени алып келген бүткөн жана иштеп жаткан роботко ээ болуу

Ал реалдуу жашоодогу качуу оюндарынын сеанстарында, кээде катары менен бир нече сессияларда колдонула турган болгондо, дагы бир нече талаптарды аткаруу керек болчу:

• Автономия: роботту оюндун чектөөлөрүн урматтоо үчүн жарым автономдуу кылуунун жолун табуу
• Колдонуучуга ыңгайлуу: колдонууга оңой, камеранын пикири бар экрандын болушу
• Ишенимдүүлүк: соккуларды сиңирүүгө жөндөмдүү күчтүү материалдар
• Коопсуздук: оюнчулар робот менен түз байланышта эмес

1 -кадам: Негизги түшүнүк жана мотивация

Киришүүдө түшүндүрүлгөндөй, бул долбоордун негизги концепциясы-бул жарым автономдуу роботту түзүү жана куруу, адегенде качып кетүү оюнунун оюнчулары тарабынан башкарылат, андан кийин оюнчулардан көзөмөлдү кайра тартып алууга жөндөмдүү.

Принцип төмөнкүчө: Досторуңуз менен бөлмөдө камалып жатканыңызды элестетиңиз. Бөлмөдөн чыгуунун жалгыз мүмкүнчүлүгү - ачкычты табуу. Ачкыч караңгы аралыкта, бутуңуздун астында жайгашкан лабиринтте катылган. Бул ачкычты алуу үчүн сизде үч нерсе бар: алыстан башкаруу, карта жана экран. Алыстан башкаруу пульттун башкаруучу баскычтарында элестетилген табышмакты чечүү менен, ортоңку кабатта турган машинаны башкарууга мүмкүндүк берет. Бул табышмакты чечкенден кийин, машина күйгүзүлөт (5 -кадам: Coding - негизги функция 'loop ()'), жана сиз берилген картанын жардамы менен машинаны лабиринтте жетектей баштасаңыз болот. Экран роботтун алдына орнотулган камеранын жардамы менен машинанын көргөндөрүн жандуу көрсөтөт, ошондуктан траекторияларды жана эң маанилүүсү ачкычты көрүүгө жардам берет. Роботтун түбүндөгү магниттин жардамы менен ачкычты алгандан кийин жана лабиринттин аягына жеткенде, сиз ачкычты алып, камалып калган бөлмөдөн качып кете аласыз.

Ошентип, роботтун негизги компоненттери:

1. Табышмак алыстан башкаруу пультунда чечилет
2. Оюнчулар тарабынан роботту алыстан башкаруу пульту менен башкаруу
3. Камера тарабынан тартылган видеого негизделген дисплей

Мындай оюндарда негизги чектөө - убакыт (көпчүлүк качуу оюндарында ийгиликке жетүү үчүн 30 мүнөттөн 1 саатка чейин убактыңыз бар), роботтун түбүнө сенсор тиркелет жана туташтырылат, эгер сиз оюнчу катары ашып кетсеңиз белгилүү бир убакыт (биздин учурда 30 мүнөт), робот көзөмөлдү артка кайтарат жана паркурстарды өзү бүтүрөт, андыктан оюндун таймери өчкөнгө чейин бөлмөнүн ачкычын алуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болосуз (биздин учурда 1 саат)

Ошондой эле, унаа таптакыр караңгы бөлмөдө болгондуктан, светодиоддор жердин сигналын окууга жардам берүү үчүн сенсордон алыс эмес жайгашкан.

Бул топтук долбоордун артындагы каалоо - бул өзүбүздү рынокто бар нерсеге таянуу, жеке баалуулукту кошуу менен өзгөртүү жана аны кызыктуу жана интерактивдүү талаада колдонуу. Чындыгында, Бельгиянын Брюсселдеги ийгиликтүү Escape Room менен байланышкандан кийин, биз качып бараткан оюндар барган сайын атактуу болуп калбасын, бирок аларда интерактивдүүлүк жоктугун жана кардарлар жетишсиз деп нааразы экенин билдик. оюн.

Ошентип, биз оюнчуларды оюндун бир бөлүгү болууга чакырып, ошол талаптарга жооп бере турган роботтун идеясын чыгарууга аракет кылдык.

Бул жерде роботто эмне болоору жөнүндө кыскача маалымат:

- Автономдуу эмес бөлүгү: алыстан башкаруу пульту кабыл алгыч аркылуу Arduino менен байланышкан. Оюнчулар пультту башкарышат, ошондуктан моторлорду башкарган Arduino -ны башкарышат. Arduino оюн баштала электе күйгүзүлөт, бирок оюнчулар алыстан башкаруучудагы табышмакты чечкенде негизги функцияга кирет. IR зымсыз камерасы мурунтан эле күйгүзүлгөн (күйгүзүү/өчүрүү күйгүзүлгөндө "бүтүндөй" (Arduino тарабынан башкарылат) менен бир убакта күйгүзүлгөн). Оюнчулар машинаны алыстан башкаруучу менен жетектешет: алар ылдамдыгын жана багытын көзөмөлдөйт (5 -кадам: схема). Негизги функция киргенде башталган таймер 30 мүнөткө барабар болгондо, контроллерден башкаруу өчүрүлөт.

- Автономдуу бөлүк: көзөмөлдү Arduino башкарат. 30 мүнөттөн кийин, IR линиясынын трекер сенсору паркурстарды бүтүрүү үчүн жердеги сызыкты ээрчип баштайт.

2 -кадам: материалдар жана шаймандар

МАТЕРИАЛ

Электрондук тетиктер

• Микроконтроллер:

  • Arduino UNO
  • Arduino мотор калканы - Райхельт - 22.52 €

• Сенсорлор:

  IR линиясынын трекери - Мак Хобби - 16.54 €

• Батареялар:

  6x 1.5V батарея

• Башка:

  • Protoboard
  • Зымсыз камера (ресивер) - Banggood - 21.63 €
  • Алыстан башкаруу (өткөргүч + алуучу) - Amazon - 36.99 €
  • Заряддоо док (Qi ресивер) - Райхельт - 22.33 € (колдонулбайт - cfr. 7 -кадам: Корутунду)
  • LED - Amazon - 23.60 €

Механикалык бөлүгү

• DIY унаа шасси комплект - Amazon - 14.99 €

  • Колдонулган:

    • 1x которуу
    • 1x кастор дөңгөлөгү
    • 2x дөңгөлөк
    • 2x DC мотору
    • 1х батарея кармагыч

  • Колдонулбайт:

    • 1x унаа шасси
    • 4x M3*30 бурама
    • 4x L12 аралык
    • 4x бекиткичтер
    • 8x M3*6 бурама
    • M3 гайкасы
• Магнит - Amazon - 9.99 €

• Болттар, гайкалар, бурамалар

  • М2*20
  • M3*12
  • M4*40
  • M12*30
  • бардык тиешелүү жаңгактар

• 3D басып чыгарылган бөлүктөр:

  • 5x пружина
  • 2x мотор бекитүү
  • 1x L формасындагы линия трекеринин фиксациясы

• Лазердик кесилген бөлүктөр:

  • 2x тегерек жалпак табак
  • 5x тик бурчтуу кичинекей жалпак табак

КУРАЛ

• Машиналар:

  • 3D принтер
  • Лазердик кескич
• Бурамалар
• Кол бургулоочу
• Акиташ
• Электроника

3 -кадам: (Лазердик) кесүү жана (3D) басып чыгаруу

Биз кээ бир компоненттерибизди алуу үчүн лазер кесүү жана 3D басып чыгаруу ыкмаларын колдондук. Сиз бардык CAD файлдарын файлдын астынан таба аласыз

Лазердик кескич

Роботтун эки негизги фиксациясы лазердик түрдө кесилген: (Материал = 4 мм MDF картон)

- роботтун негизин (же шассисин) жасоо үчүн 2 тегерек жалпак диск

- Механикалык жана электрондук компоненттерди жайгаштыруу үчүн эки дискте бир нече тешик бар

- 5 шасси плитасынын ортосундагы пружиналарды бекитүү үчүн 5 тик бурчтуу кичинекей табактар

3D принтер (Ultimakers & Prusa)

Роботтун ар кандай элементтери аларга бир эле убакта каршылык көрсөтүү жана ийкемдүүлүк берүү үчүн 3D басып чыгарылган: (Материал = PLA)- 5 булак: пружина блоктор түрүндө басылганына көңүл буруңуз. алардын "жазгы" формалары!

- Моторлорду оңдоо үчүн 2 тик бурчтуу көңдөй тетиктер

- Line трекерди жайгаштыруу үчүн L формасындагы бөлүк

4 -кадам: Электрониканы чогултуу

Электрондук эскиздерде көрүнүп тургандай, Arduino электрондук бөлүктүн борбордук бөлүгү күтүлгөндөй.

Connexion Arduino - Line Tracker: (cfr. Тиешелүү жолдоочуларынын эскизи)

Connexion Arduino - Motors: (cfr. Тиешелүү жалпы эскиз - сол)

Connexion Arduino - Remote Control Receiver: (cfr. Тиешелүү жалпы эскиз - өйдө)

Connexion Arduino - LED: (cfr. Тиешелүү жалпы эскиз - сол)

Протобоард 5V жана GND портторунун санын көбөйтүү жана бардык байланыштарды жеңилдетүү үчүн колдонулат.

Бул кадам оңой эмес, анткени ал жогоруда белгиленген талаптарды аткарышы керек (автономия, колдонууга ыңгайлуу, бекемдик, коопсуздук) жана электрдик схемага өзгөчө көңүл буруу жана сактык керек.

5 -кадам: Коддоо

Коддоо бөлүгү Arduino, моторлор, алыстан башкаруу, линия трекери жана LEDлерге тиешелүү.

Сиз коддон таба аласыз:

1. Өзгөрмөлөрдүн декларациясы:

• RC алуучу тарабынан колдонулган пин декларациясы
• Пойнт декларациясы DC Motors тарабынан колдонулат
• Светодиоддор тарабынан колдонулган пин декларациясы
• 'Табышмак' функциясы тарабынан колдонулуучу өзгөрмөлөрдүн декларациясы
• IR сенсорлору колдонгон пин декларациясы
• IR Deck колдонгон өзгөрмөлөрдүн декларациясы

2. Initialization милдети: ар кандай казыктарды жана LEDдерди баштоо

'Setup ()' функциясы

3. Моторлор үчүн функция:

• 'Turn_left ()' функциясы
• 'Turn_right ()' функциясы
• Функция 'CaliRobot ()'

4. Функция линиясынын трекери: роботтун жарым автономдуу жүрүм-турумунда мурунку 'CaliRobot ()' функциясын колдонот

'Follower ()' функциясы

5. Алыстан башкаруу функциясы (табышмак): оюнчуларга берилген табышмактын туура чечимин камтыйт

'Riddle ()' функциясы

6. Негизги цикл функциясы: оюнчулар табышмактын чечимин тапкандан кийин машинаны башкарууга мүмкүнчүлүк берет, таймерди баштайт жана таймер 30 мүнөттөн ашкандан кийин санариптикке (алыстан башкарылуучу) санарипке (автономдуу) өтөт.

'Loop ()' функциясы

Коддун негизги процесси жогоруда көрсөтүлгөн схемада түшүндүрүлүп, негизги функциялары баса белгиленген.

Ошондой эле бул долбоордун бүт кодун Arduino IDE өнүктүрүү интерфейси аркылуу жазылган.ino тиркелген файлдан таба аласыз.

6 -кадам: чогултуу

Бизде бардык компоненттер лазер менен кесилгенден кийин, 3D басып чыгарылган жана даяр: биз баарын чогулта алабыз!

Биринчиден, биз 3D басылган булактарды лазердик кесилген тик бурчтуу плиталарга, булактардын ичиндеги тешиктердин диаметри барабар болгон болттор менен бекитебиз.

5 булак кичинекей табактарга бекитилгенден кийин, экинчисин кичине болттор менен төмөнкү шасси табагына оңдой алабыз.

Экинчиден, биз моторлорду кичинекей болттор менен төмөнкү шасси табагынын астына, 3D басылган мотор фиксацияларына оңдой алабыз.

Булар оңдолгондон кийин, биз төмөнкү дөңгөлөктүн тешиктеринин ичиндеги моторлорго 2 дөңгөлөктү оңдоого келе алабыз.

Үчүнчүдөн, биз кичине болттор менен, төмөнкү шасси табакчасынын астына, кастор дөңгөлөгүн оңдой алабыз, төмөнкү шасси плитасы горизонталдуу

Эми биз башка бардык компоненттерди оңдой алабыз

• Төмөнкү шасси плитасы:

  • Төмөндө:

    • Line Tracker
    • LED

  • Бүткөн:

    • Алыстан башкаруучу алуучу
    • Arduino & Motor калканы
    • LED

• Жогорку шасси плитасы:

  • Төмөндө:

    Камера

  • Бүткөн:

    • Батарейкалар
    • Күйгүзүү/өчүрүү

Акырында, биз эки шасси пластинасын чогуу чогулта алабыз.

Эскертүү: Бардык компоненттерди чогуу чогултканда этият болуңуз! Биздин учурда, булактар үчүн кичинекей плиталардын бири эки шасси пластинасын куроодо бузулган, анткени ал өтө ичке болчу. Биз дагы чоңураак туурадан баштадык. Лазердик кесүүнү колдонууда күчтүү материалдарды колдонууну унутпаңыз (ошондой эле 3D принтеринде) жана даанаңыз өтө ичке же өтө морт болбошу үчүн өлчөмдөрдү текшериңиз.

7 -кадам: Жыйынтык

Бардык компоненттер чогултулгандан кийин (бардык компоненттердин жакшы бекитилгенин жана түшүп кетүү коркунучу жок экенин текшериңиз), камеранын ресивери экранга туташат (б.а. телекөрсөтүү) жана батарейкалар (6х 1,5В) батарея кармагыч, сиз баарын сынап көрүүгө даярсыз!

Биз долбоорду бир кадам алдыга жылдырууга аракет кылдык: батарейкаларды (6х 1,5В) портативдик батареяга алмаштыруу менен:

• заряддоо докун куруу (лазердик заряддоо станциясына бекитилген зымсыз кубаттоочу (сүрөттөрдү караңыз));
• көчмө батареяга ресивер (Qi ресивер) кошуу (сүрөттөрдү караңыз);
• Ардуинодо функцияны жазуу менен робот жердин сызыгын карама -каршы багытта ээрчип, заряддоо докуна жетүү үчүн жана батарейканы толуктоо үчүн робот бүт оюн кийинки сессияга автономдуу түрдө даяр болот.

Долбоордун мөөнөтү аяктаганга чейин батарейкаларды портативдүү батареяга алмаштырууда көйгөйлөргө туш болгондой (эскертүү: бул долбоорду ULB/VUBдун профессору көзөмөлдөп турган, ошондуктан урматтоо мөөнөтү бар болчу), биз аягына чыгарылган тесттен өтө алган жокпуз. робот. Сиз бул жерден роботтун компьютерден (USB туташуусу) жана алыстан башкаруучу тарабынан башкарылган видеосун таба аласыз.

Ошентсе да, биз багытталган бардык кошумча баалуулуктарга жете алдык:- Бекемдик- Тегерек форма- Күйгүзүү табышмак- Башкаруу котормосу (алыстан-> автономдуу) Эгерде бул долбоор сиздин көңүлүңүздү жана кызыгууңузду сактап калган болсо, анда биз абдан Кызык, эмне кылганыңды, бизден башкача кадамдарды жасаганыңды жана автономдуу кубаттоо процессинде ийгиликке жеткениңди көрүү!

Бул долбоор тууралуу оюңузду айтуудан тартынбаңыз!