Qaçış Robotu: Qaçış Oyunu üçün RC Avtomobil: 7 Adım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu layihənin əsas məqsədi, artıq mövcud olan robotlardan fərqlənəcək və real və yenilikçi bir sahədə istifadə edilə bilən bir robot qurmaq idi.

Şəxsi təcrübəyə əsaslanaraq, Qaçış Oyunda tətbiq ediləcək avtomobil şəklində bir robotun qurulmasına qərar verildi. Fərqli komponentlər sayəsində oyunçular idarəedicidəki bir tapmaca həll edərək maşını işə sala, maşının traektoriyasını idarə edə və otaqdan qaçmaq üçün yolda bir açar əldə edə bilər.

Bu layihə Université Libre de Bruxelles (ULB.) və Vrije Universiteit Brussel (V. U. B.), Belçikada verilən Mexatronika kursunun bir hissəsi olduğu üçün əvvəlində bir neçə tələb təqdim edildi, məsələn:

• Mexanika, elektronika və proqramlaşdırma sahələrinin istifadəsi və birləşdirilməsi
• 200 € büdcə
• Yeni bir şey gətirən bitmiş və işləyən bir robotun olması

Və real həyatda qaçış oyun seanslarında, bəzən birdən çox seansda istifadə ediləcəyi üçün bir neçə tələbin yerinə yetirilməsi lazım idi:

• Muxtariyyət: robotun oyun məhdudiyyətlərinə hörmətlə yanaşması üçün yarı muxtar hala gətirmək üçün bir yol tapmaq
• İstifadəçi dostu: istifadəsi asandır, kameranın rəyləri olan bir ekranın olması
• Sağlamlıq: zərbələri udmağa qadir olan güclü materiallar
• Təhlükəsizlik: oyunçular robotla birbaşa təmasda deyillər

Addım 1: Əsas Konsepsiya və Motivasiya

Girişdə izah edildiyi kimi, bu layihənin əsas konsepsiyası əvvəlcə qaçış oyununun oyunçuları tərəfindən idarə olunan, sonra idarəetməni oyunçulardan geri ala biləcək yarı avtonom bir robot yaratmaq və qurmaqdır.

Prinsip belədir: Təsəvvür edin ki, bir qrup dostunuzla bir otağa kilidlənmisiniz. Otaqdan çıxmağın yeganə yolu açar tapmaqdır. Açar ayaqlarınızın altında, qaranlıq bir ara mərtəbədə yerləşən bir labirentdə gizlidir. Bu açarı əldə etmək üçün əlinizdə üç şey var: pult, xəritə və ekran. Uzaqdan idarəetmə, uzaqdan idarəetmə düymələrində təsəvvür edilən bir tapmacanı həll edərək, artıq ara mərtəbədə olan bir avtomobili idarə etməyə imkan verir. Bu tapmacanı həll etdikdən sonra avtomobil işə düşür (cfr. Addım 5: Kodlaşdırma - 'loop ()' adlı əsas funksiya) və verilmiş xəritənin köməyi ilə avtomobili labirintdən keçməyə başlaya bilərsiniz. Robotun qarşısına sabitlənmiş kamera sayəsində avtomobilin gördüklərini canlı göstərmək üçün ekran var və buna görə də traektoriyaları və daha da əhəmiyyətlisi açarı görməyə kömək edir. Robotun altındakı bir maqnit sayəsində açarı aldıqdan və labirentin sonuna çatdıqdan sonra açarı götürüb kilidləndiyiniz otaqdan qaça bilərsiniz.

Robotun əsas komponentləri bunlardır:

1. Uzaqdan idarəedicidə tapmaca
2. Oyunçuların uzaqdan idarəetmə ilə robotu idarə etməsi
3. Kamera tərəfindən canlı çəkilən videoya əsaslanan nəzarət ekranı

Çünki bu cür oyunlarda əsas məhdudiyyət vaxtdır (əksər qaçış oyunlarında müvəffəqiyyət qazanmaq üçün 30 dəqiqədən 1 saata qədər vaxtınız var), robotun alt hissəsinə bir oyunçu kimi aşarsanız, bir sensor bağlanır və bağlanır. müəyyən bir vaxtda (bizim vəziyyətimizdə 30 dəqiqə), robot idarəetməni geri götürür və pərçimləri özü bitirir, belə ki oyunun taymeri bitməmiş otağın açarını əldə etmək şansınız var (bizim vəziyyətimizdə 1 saat)

Həmçinin avtomobil tamamilə qaranlıq bir otaqda olduğu üçün LEDlər yerdən gələn siqnalın oxunmasına kömək etmək üçün sensorun yaxınlığında sabitlənmişdir.

Bu qrup layihəsinin arxasındakı arzu, özümüzü bazarda mövcud olanlara əsaslandırmaq, şəxsi dəyər əlavə edərək onu dəyişdirmək və əyləncəli və interaktiv bir sahədə istifadə edə bilmək idi. Əslində, Belçikanın paytaxtı Brüsseldə müvəffəqiyyətli bir Qaçış Odası ilə əlaqə saxladıqdan sonra, qaçış oyunlarının nəinki daha çox məşhur olduğunu, həm də tez -tez interaktivlikdən məhrum olduqlarını və müştərilərin kifayət qədər olmamasından şikayət etdiklərini kəşf etdik. oyun.

Bu səbəbdən oyunçuları həqiqətən oyunun bir hissəsi olmağa dəvət edərkən verilən tələblərə cavab verən bir robot haqqında bir fikir ortaya qoymağa çalışdıq.

Robotda baş verənlərin xülasəsi budur:

- Avtonom olmayan hissə: uzaqdan idarəetmə cihazı qəbuledici vasitəsi ilə Arduino ilə əlaqələndirilir. Oyunçular pultu idarə edir və buna görə də mühərrikləri idarə edən Arduino -ya nəzarət edir. Arduino oyun başlamazdan əvvəl açılır, ancaq oyunçular uzaqdan idarəedici üzərində tapmaca həll etdikdə əsas funksiyaya daxil olur. IR simsiz kamera artıq açılmışdır (açma/söndürmə açıldıqda "bütün" (Arduino tərəfindən idarə olunur) ilə eyni vaxtda açılır). Oyunçular avtomobili uzaqdan idarəetmə ilə idarə edirlər: sürəti və istiqaməti idarə edirlər (cfr. Addım 5: axın cədvəli). Əsas funksiya daxil edildikdə başlayan taymer 30 dəqiqəyə bərabər olduqda, nəzarətçidən idarəetmə deaktiv edilir.

- Muxtar hissə: nəzarət daha sonra Arduino tərəfindən idarə olunur. 30 dəqiqədən sonra, IR xətti izləyicisi sensoru pərçimləri bitirmək üçün yerdə bir xətti izləməyə başlayır.

Addım 2: Material və Alətlər

MATERİAL

Elektron hissələr

• Mikro nəzarətçi:

  • Arduino UNO
  • Arduino mühərriki - Reichelt - 22.52 €

• Sensorlar:

  IR xətt izləyicisi - Mc Hobby - 16.54 €

• Batareyalar:

  6x 1.5V batareya

• Digər:

  • Protoboard
  • Simsiz kamera (alıcı) - Banggood - 21.63 €
  • Uzaqdan idarəetmə (ötürücü + alıcı) - Amazon - 36.99 €
  • Şarj yuvası (Qi alıcısı) - Reichelt - 22.33 € (istifadə edilmir - cfr. Addım 7: Nəticə)
  • LED - Amazon - 23.60 €

Mexanik hissə

• DIY avtomobil şassi dəsti - Amazon - 14.99 €

  • İstifadə olunur:

    • 1x keçid
    • 1x kastor təkəri
    • 2x təkərlər
    • 2x DC motor
    • 1x batareya tutacağı

  • İstifadə olunmur:

    • 1x avtomobil şassisi
    • 4x M3*30 vida
    • 4x L12 aralıq
    • 4x bağlayıcılar
    • 8x M3*6 vida
    • M3 qoz
• Maqnit - Amazon - 9.99 €

• Boltlar, qoz -fındıq, vintlər

  • M2*20
  • M3*12
  • M4*40
  • M12*30
  • bütün müvafiq qoz -fındıq

• 3D çaplı parçalar:

  • 5x yay
  • 2x motor fiksasiyası
  • 1x L şəkilli xətt izləyicisinin fiksasiyası

• Lazerlə kəsilmiş parçalar:

  • 2x yuvarlaq düz lövhə
  • 5x düzbucaqlı kiçik düz boşqab

ARAÇ

• Maşınlar:

  • 3D printer
  • Lazer kəsici
• Tornavidalar
• Əl qazıcısı
• Əhəng
• Elektron lehim

Addım 3: (Lazer) Kəsmə və (3D) Çap

Bəzi komponentlərimizi əldə etmək üçün həm lazer kəsmə, həm də 3D çap üsullarından istifadə etdik. Faylda bütün CAD fayllarını tapa bilərsiniz

Lazer kəsici

Robotun iki əsas fiksasiya parçası lazerlə kəsilmişdi: (Material = 4 mm MDF karton)

- Robotun əsasını (və ya şassisini) düzəltmək üçün 2 yuvarlaq düz disk

- Mexaniki və elektron komponentləri yerləşdirmək üçün iki diskdə bir neçə deşik

- İki şassi plitəsi arasındakı yayları düzəltmək üçün 5 düzbucaqlı kiçik lövhə

3D printer (Ultimakers və Prusa)

Robotun fərqli elementləri onlara eyni vaxtda müqavimət və elastiklik vermək üçün 3D çap edildi: (Material = PLA)- 5 yay: yayların blok şəklində çap olunduğunu nəzərə alaraq onları vermək üçün sənəd vermək lazımdır onlara 'bahar' formaları!

- Motorları düzəltmək üçün 2 düzbucaqlı çuxurlu hissə

- Line izləyicini yerləşdirmək üçün L şəkilli parça

Addım 4: Elektronikanın yığılması

Elektron eskizlərdə görə biləcəyiniz kimi, Arduino elektron hissənin mərkəzi hissəsidir.

Connexion Arduino - Xət izləyicisi: (cfr. Müvafiq təqibçinin eskizi)

Connexion Arduino - Motors: (cfr. Müvafiq ümumi eskiz - solda)

Connexion Arduino - Uzaqdan İdarəetmə Alıcısı: (cfr. Müvafiq ümumi eskiz - yuxarı)

Connexion Arduino - LEDlər: (cfr. Müvafiq ümumi eskiz - solda)

5V və GND portlarının sayını artırmaq və bütün əlaqələri asanlaşdırmaq üçün protoboarddan istifadə olunur.

Bu addım ən asan addım deyil, çünki yuxarıda qeyd olunan tələbləri yerinə yetirməlidir (muxtariyyət, istifadəçi dostu, sağlamlıq, təhlükəsizlik) və elektrik dövrəsinin xüsusi diqqət və ehtiyata ehtiyacı olduğu üçün.

Addım 5: Kodlaşdırma

Kodlaşdırma hissəsi Arduino, mühərriklər, uzaqdan idarəetmə, xətt izləyicisi və LED -lərə aiddir.

Kodda tapa bilərsiniz:

1. Dəyişənlərin bəyannaməsi:

• RC Alıcısı tərəfindən istifadə olunan Pin Bəyannaməsi
• DC Motors tərəfindən istifadə olunan Pin bəyannaməsi
• LED -lərin istifadə etdiyi Pin bəyannaməsi
• 'Tapmaca' funksiyası tərəfindən istifadə olunan dəyişənlərin bəyannaməsi
• IR Sensorları tərəfindən istifadə olunan Pin Bəyannaməsi
• IR Deck tərəfindən istifadə olunan dəyişənlərin bəyannaməsi

2. Başlatma funksiyası: müxtəlif sancaqlar və LEDləri işə salın

'Setup ()' funksiyası

3. Motorlar üçün funksiya:

• 'Turn_left ()' funksiyası
• 'Turn_right ()' funksiyası
• 'CaliRobot ()' funksiyası

4. Function line tracker: robotun yarı muxtar davranışı zamanı əvvəlki 'CaliRobot ()' funksiyasından istifadə edir

'Follower ()' funksiyası

5. Uzaqdan idarəetmə funksiyası (tapmaca): oyunçulara təqdim olunan tapmacanın doğru həllini ehtiva edir

'Tapmaca ()' funksiyası

6. Əsas döngə funksiyası: oyunçular tapmacanın həllini tapdıqdan sonra maşını idarə etməyə imkan verir, bir taymeri işə salır və taymer 30 dəqiqədən yuxarı qaldıqda rəqəmsal (uzaqdan idarə olunan) rəqəmsaldan (avtonom) daxil olur.

'Loop ()' funksiyası

Kodun əsas prosesi yuxarıdakı axın cədvəlində, əsas funksiyaları vurğulanmaqla izah edilmişdir.

Bu layihənin bütün kodunu Arduino IDE inkişaf interfeysi ilə yazılmış.ino faylında da tapa bilərsiniz.

Addım 6: Montaj

Lazer kəsilmiş, 3D çaplı və hazır olan bütün komponentləri hazırladıqdan sonra: hər şeyi yığa bilərik!

Əvvəlcə, 3D çaplı yayları, diametri boltları olan yayların içərisindəki deliklərin diametrinə bərabər olan, lazer kəsilmiş düzbucaqlı lövhələrinə düzəldirik.

5 yay kiçik lövhələrə bərkidildikdən sonra, ikincisini daha kiçik boltlarla alt şassi lövhəsinə düzəldə bilərik.

İkincisi, kiçik çaplı cıvatalarla alt şassi lövhəsinin altında olan mühərrikləri 3D çaplı mühərriklərə düzəldə bilərik.

Bunlar düzəldildikdən sonra, 2 təkəri alt şassi boşqabının deliklərində olan mühərriklərə düzəldə bilərik.

Üçüncüsü, kassa çarxını alt şassi boşqabının altına, kiçik şassi lövhəsinin üfüqi olması üçün kiçik boltlarla düzəldə bilərik.

İndi bütün digər komponentləri düzəldə bilərik

• Aşağı şassi lövhəsi:

  • Aşağıda:

    • Xət izləyicisi
    • LED

  • Bitdi:

    • Uzaqdan idarəedici qəbuledicisi
    • Arduino və Motor qalxanı
    • LED

• Üst şassi lövhəsi:

  • Aşağıda:

    Kamera

  • Bitdi:

    • Batareyalar
    • Açma/söndürmə açarı

Nəhayət, iki şassi lövhəsini birlikdə yığa bilərik.

Qeyd: Bütün komponentləri bir araya gətirərkən diqqətli olun! Bizim vəziyyətimizdə, iki şassi lövhəsini yığarkən yaylar üçün olan kiçik lövhələrdən biri çox incə olduğundan zədələndi. Yenidən daha böyük bir genişliklə başladıq. Lazer kəsikdən istifadə edərkən güclü materiallardan istifadə etdiyinizə əmin olun (3D printer kimi) və parçalarınızın çox incə və ya çox kövrək olmaması üçün ölçüləri yoxlayın.

Addım 7: Nəticə

Bütün komponentlər yığıldıqdan sonra (bütün komponentlərin yaxşı bərkidildiyindən və düşmə riski olmadığından əmin olun), kameranın qəbuledicisi ekrana (yəni televizor ekranına) və batareyaları (6x 1.5V) batareya tutucusu, hər şeyi sınamağa hazırsınız!

Batareyaları (6x 1.5V) portativ bir batareya ilə əvəz edərək layihəni bir addım daha irəli aparmağa çalışdıq:

• bir şarj yuvasının qurulması (lazer kəsmə şarj stansiyasına quraşdırılmış simsiz şarj cihazı (şəkillərə baxın));
• portativ batareyaya bir alıcı (Qi qəbuledicisi) əlavə etmək (şəkillərə baxın);
• Arduino'da, robotun şarj yuvasına çatmaq və batareyanı doldurmaq üçün yerdəki xətti əks istiqamətdə izləməsini xahiş edən bir funksiya yazaraq bütün robotun növbəti oyun sessiyasına müstəqil şəkildə hazır olmasını təmin edin.

Layihənin sona çatmasından dərhal əvvəl batareyaları portativ batareya ilə əvəz etməkdə problemlərlə qarşılaşdığımız üçün (xatırlatma: bu layihə ULB/VUB professorlarımız tərəfindən nəzarət edildi, buna görə də hörmət etmək üçün son tariximiz var idi), son nəticəni sınaya bilmədik. robot. Bununla birlikdə, kompüterdən (USB bağlantısı) işləyən və uzaqdan idarəetmə vasitəsi ilə idarə olunan robotun videosunu burada tapa bilərsiniz.

Buna baxmayaraq, hədəf aldığımız bütün əlavə dəyərlərə çata bildik:- Sağlamlıq- Dairəvi forma- Açma tapmacası- İdarəetmə açarı (uzaqdan-> muxtar) Bu layihə diqqətinizi və marağınızı qoruyub saxlamışsa, buna görə də nə etdiyinizi görmək, bizim etdiyimizdən fərqli addımlar atdığınızı görmək və muxtar şarj prosesində uğur qazandığınızı görmək maraqlıdır!

Bu layihə haqqında fikirlərinizi bizə bildirməkdən çəkinməyin!