Bir labirent qaçış robotu hazırlayın: 3 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Labirent həll edən robotlar 1970-ci illərdən yaranıb. O vaxtdan bəri, IEEE, Mikro Siçan Yarışması adlanan labirent həll yarışları keçirir. Müsabiqənin məqsədi labirentin orta nöqtəsini ən qısa zamanda tapan bir robot dizayn etməkdir. Labirentin tez həll edilməsi üçün istifadə olunan alqoritmlər ümumiyyətlə üç kateqoriyaya bölünür; təsadüfi axtarış, labirent xəritələşdirmə və sağ və ya sol divar izləmə üsulları.

Bu metodlardan ən çox işləyəni divar izləmə üsuludur. Bu üsulda robot labirentdə sağ və ya sol yan divarı izləyir. Çıxış nöqtəsi labirentin xarici divarlarına bağlıdırsa, robot çıxış yerini tapacaq. Bu tətbiq qeydində sağ divar izləmə metodu istifadə olunur.

Avadanlıq

Bu proqram istifadə edir:

• 2 kəskin analoq məsafə sensoru
• İzləyici sensoru
• Kodlayıcı
• Motor və motor sürücüsü
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Gərginlik tənzimləyicisi, robot şassisi.

Sağ və ön divarlara olan məsafələri təyin etmək üçün analoq məsafə sensorundan istifadə edəcəyik. Kəskin məsafə sensorları dəqiq məsafə ölçmələri tələb edən bir çox layihə üçün məşhur seçimdir. Bu IR sensoru sonar uzaqdan tutanlardan daha qənaətcildir, lakin digər IR alternativlərindən daha yaxşı performans təmin edir. Sensorun çıxış gərginliyi ilə ölçülmüş məsafə arasında qeyri -xətti, tərs əlaqə var. Sensor çıxışı ilə ölçülmüş məsafə arasındakı əlaqəni göstərən sxem Şəkil 1 -də göstərilmişdir.

Qara rəngli zəminə qarşı ağ xətt hədəf olaraq təyin olunur. Ağ xətti aşkar etmək üçün izləyici sensorundan istifadə edəcəyik. İzləyici sensorunun beş analoq çıxışı var və çıxarılan məlumatlar məsafədən və aşkar olunan obyektin rəngindən təsirlənir. Yüksək infraqırmızı əks etdirmə (ağ) olan nöqtələr daha yüksək bir çıxış dəyərinə, daha aşağı infraqırmızı əks olunma (qara) isə daha aşağı bir çıxış dəyərinə səbəb olacaq.

Robotun getdiyi məsafəni hesablamaq üçün pololu təkər kodlayıcısından istifadə edəcəyik. Bu dördbucaqlı kodlayıcı lövhə, pololu mikro metal dişli mühərrikləri ilə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. 42 × 19 mm ölçülü bir Pololu təkərinin mərkəzində iki infraqırmızı əks etdirmə sensoru tutaraq və təkərin kənarındakı on iki dişin hərəkətini ölçməklə işləyir.

Mühərrikləri idarə etmək üçün bir motor sürücüsü dövrə lövhəsi (L298N) istifadə olunur. INx pinləri mühərrikləri istiqamətləndirmək üçün, ENx pinləri isə mühərriklərin sürətini təyin etmək üçün istifadə olunur.

Ayrıca, batareyadan gələn gərginliyi 5 V -a endirmək üçün bir gərginlik tənzimləyicisi istifadə olunur.

Addım 1: Alqoritm Təsviri

Bu Təlimat, sağ divar izləmə metodunu özündə birləşdirir. Bu, mümkün olan ən doğru istiqamətə üstünlük verərək istiqamət prioritetini təşkil etməyə əsaslanır. Robot sağdakı divarı aşkar edə bilmirsə, sağa dönür. Robot sağ divarı algılarsa və qarşısında divar yoxdursa, irəli gedir. Robotun sağında və ön tərəfində bir divar varsa, sola dönər.

Mühüm bir qeyd, robotun sağa dönməsindən sonra istinad üçün divarın olmamasıdır. Buna görə "sağa dönmə" üç addımda həyata keçirilir. İrəli get, sağa dön, irəli get.

Bundan əlavə, robot irəliləyərkən divardan məsafəni saxlamalıdır. Bu, bir motorun digərindən daha sürətli və ya yavaş olmasını tənzimləməklə edilə bilər. Axın cədvəlinin son vəziyyəti Şəkil 10 -da göstərilmişdir.

Bir Maze Runner Robotu, tək bir GreenPAK konfiqurasiya edilə bilən qarışıq siqnal IC (CMIC) ilə çox asanlıqla həyata keçirilə bilər. GreenPAK çipinin Maze Runner Robotunu idarə etmək üçün necə proqramlaşdırıldığını anlamaq üçün bütün addımlardan keçə bilərsiniz. Ancaq bütün daxili dövrəni başa düşmədən Maze Runner Robotunu asanlıqla yaratmaq istəyirsinizsə, artıq tamamlanmış Maze Runner Robotu GreenPAK Dizayn Faylına baxmaq üçün GreenPAK proqramını yükləyin. Kompüterinizi GreenPAK İnkişaf Kitinə qoşun və Maze Runner Robotunuzu idarə etmək üçün xüsusi IC yaratmaq üçün proqramı vurun. Növbəti addım, dövrənin necə işlədiyini anlamaq istəyənlər üçün Maze Runner Robot GreenPAK dizayn faylının içindəki məntiqi müzakirə edəcək.

Addım 2: GreenPAK Dizaynı

GreenPAK dizaynı iki hissədən ibarətdir. Bunlar:

• Məsafə sensorlarından verilənlərin təfsiri / işlənməsi
• ASM vəziyyətləri və motor çıxışları

Məsafə sensorlarından verilənlərin təfsiri / işlənməsi

Məsafə sensorlarından alınan məlumatları şərh etmək vacibdir. Robotun hərəkətləri məsafə sensorlarının çıxışlarına görə düşünülür. Məsafə sensorları analoq olduğu üçün ACMP -lərdən istifadə edəcəyik. Robotun divara nisbətən mövqeyi, sensorların gərginliyi ilə əvvəlcədən təyin edilmiş eşik gərginlikləri müqayisə edilərək müəyyən edilir.

3 ACMP istifadə edəcəyik;

• Ön divarı aşkar etmək üçün (ACMP2)
• Sağ divarı aşkar etmək üçün (ACMP0)
• Sağ divarın məsafəsini qorumaq üçün (ACMP1)

ACMP0 və ACMP1 eyni məsafə sensorundan asılı olduğundan hər iki müqayisə üçün eyni IN+ mənbəyindən istifadə etdik. ACMP1 -ə 25mv histerezis verməklə daimi siqnal dəyişikliyinin qarşısını almaq olar.

ACMP -lərin çıxışlarına əsaslanaraq istiqamət siqnallarını təyin edə bilərik. Şəkil 12 -də göstərilən sxem, Şəkil 7 -də göstərilən axın diaqramını təsvir edir.

Eyni şəkildə, robotun sağ divara nisbətən mövqeyini göstərən dövrə Şəkil 13 -də göstərilmişdir.

ASM vəziyyətləri və motor çıxışları

Bu proqram robotu idarə etmək üçün Asinxron Dövlət Maşını və ya ASM -dən istifadə edir. ASM -də 8 dövlət və hər əyalətdə 8 çıxış var. Çıxış RAM -ı bu çıxışları tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər. Dövlətlər aşağıda verilmişdir:

• Başlamaq
• Nəzarət
• Sağ divardan uzaqlaşın
• Sağ divara yaxın
• Sola dönün
• İrəli Get-1
• Sağa dönün
• İrəli Get-2

Bu vəziyyətlər motor sürücüsünün çıxışını təyin edir və robotu istiqamətləndirir. Hər bir motor üçün GreenPAK -dan 3 çıxış var. İki motorun istiqamətini, digər çıxış isə motorun sürətini təyin edir. Bu çıxışlara görə motor hərəkəti aşağıdakı cədvəllərdə göstərilmişdir:

ASM Çıxış RAM bu cədvəllərdən əldə edilir. Şəkil 14 -də göstərilmişdir. Motor sürücülərinə əlavə olaraq daha iki çıxış var. Bu çıxışlar robotun müəyyən bir məsafəni qət etməsinə imkan vermək üçün müvafiq gecikmə bloklarına gedir. Bu gecikmə bloklarının çıxışları da ASM girişlərinə bağlıdır.

PWM -lər mühərriklərin sürətini tənzimləmək üçün istifadə edilmişdir. ASM, motorun hansı PWM ilə işləyəcəyini təyin etmək üçün istifadə edilmişdir. PWMA-S və PWMB-S siqnalları mux-se bitlərinə təyin olunur.

Addım 3:

Bu layihədə labirent həll edən bir robot yaratdıq. Birdən çox sensordan alınan məlumatları şərh etdik, robotun vəziyyətini GreenPAK -ın ASM ilə idarə etdik və mühərrikləri motor sürücüsü ilə idarə etdik. Ümumiyyətlə, bu cür layihələrdə mikroprosessorlar istifadə olunur, lakin GreenPAK -ın MCU -dan bir neçə üstünlüyü var: daha kiçik, daha əlverişlidir və sensor çıxışını MCU -dan daha sürətli emal edə bilir.