Muxtar futbol lövhəsi: 5 addım (şəkillərlə birlikdə)

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

Layihənin əsas məqsədi, insan oyunçusunun robot bir rəqiblə qarşılaşdığı Muxtar Futbol Klubu (AFT) üçün işləyən bir prototipi tamamlamaq idi. Oyunun insan baxımından, langırt masası adi bir masaya çox bənzəyir. İnsan tərəfindəki oyunçu (lar), oyunçuları oyun sahəsində xətti olaraq hərəkət etdirmək və topu rəqibin qapısına doğru vurmaq üçün içəriyə və xaricə döndərilən və döndərə bilən dörd qolu ilə idarə olunur. Muxtar tərəf aşağıdakılardan ibarətdir:> Langırt masasının tutacaqlarını idarə etmək üçün istifadə olunan səkkiz servo motor> Servo mühərrikləri işə salmaq və kompüterlə ünsiyyət qurmaq üçün mikrokontrolör> Topu və oyunçuları izləmək üçün başın üstünə quraşdırılmış veb kamera. Veb kamera görüntüləri, süni intellekt tətbiq etmək və mikrokontrolörlə əlaqə yaratmaqBuranın prototip üçün məhdudiyyətləri layihəni bir qədər yavaşlatdı və funksionallığını minimuma endirdi. Oyunçuları rəqabətli sürətlə hərəkət etdirmək üçün uyğun mühərriklərin çox bahalı olduğu, buna görə də aşağı səviyyəli servolardan istifadə edilməli idi. Bu xüsusi tətbiqin dəyəri və vaxtı ilə məhdudlaşdırılsa da, daha böyük bir dişli nisbəti daha sürətli oynayan bir robot verərdi. bunu etmək 500 dollarlıq baza qiymətindən daha çox başa gələcək (elektrik təchizatı və kompüter olmadan qiymət).

Addım 1: Motor İdarəetmə Lövhəsinin yığılması

Əlavə edilmiş şəkillər, motorun idarəetmə lövhəsi üçün son məhsulun şəklinin yanında tam bir dövrə sxemidir. Bütün bu zəruri hissələri ən böyük onlayn elektronika mağazalarından (Digi-Key və Mouser daxil olmaqla) əldə etmək olar. Əlavə olaraq qeyd edək ki, burada istifadə olunan bütün hissələr çuxurdan keçirilmiş və beləliklə, hissələr protoboard/taxta lövhəyə yığılmış ola bilər. və ya əlavə edilmiş PCB dizaynından istifadə etməklə. Bir çox səth montaj hissələrindən istifadə etməklə daha kiçik bir paket yaradıla bilər. Dizaynı tətbiq etdikdə, motor idarəetmələrini 2 sxemə böldük, amma bunun başqa heç bir üstünlüyü yoxdur. Kiçik mavi lövhə, PWM idarəetmə sistemini həyata keçirir, bu da əsasən xüsusi bir koda malik saatlı bir PIC-12F-dir.

Addım 2: Servo Motor Qurğusu

İki fərqli növ servo istifadə olunur. Birincisi, yanal hərəkət dörd yüksək torklu servo qrupu tərəfindən idarə olunur: Robotis Dynamixel Tribotix AX-12. Bu dörd tək bir seriya xəttində işləyir və inanılmaz funksionallıq təmin edir. Yüksək tork, bu servoların yanal hərəkət üçün yüksək bir teğet sürət təmin edəcək şəkildə idarə edilməsinə imkan verir. Grainger -dən hər biri təxminən 10 dollar olan 3,5 düymlük dişlilər və onlarla birlikdə gedə biləcəyimiz izlər tapa bildik. Servo tork həddindən artıq yükdən qorunma, fərdi servo ünvanlama sxemi, sürətli ünsiyyət, daxili temperatur monitorinqi, iki tərəfli rabitə və s. Bu servoların dezavantajı bahalı və çox sürətli olmamasıdır (dişli onlara köməkçi olsa da). Beləliklə, daha sürətli hərəkət etmək üçün Hitec HS-81s istifadə olunur. HS-81-lər nisbətən ucuzdur, kifayət qədər sürətli bir açısal sürətə malikdir və interfeysi asandır (standart PWM). HS-81-lər yalnız 90 dərəcə dönə bilər (baxmayaraq ki, onları 180 dərəcəyə dəyişməyə cəhd etmək mümkündür-və tövsiyə edilmir). Əlavə olaraq, servo dəyişdirməyə çalışarsanız asanlıqla soyulan daxili neylon dişlilərə malikdirlər. Bu tip bucaq sürətinə malik 180 dərəcə fırlanan servo tapmaq üçün pula dəyər olardı. Bütün sistem orta sıxlıqlı lifli lövhə (MDF) və yüksək sıxlıqlı lifli lövhə (HDF) ilə birlikdə bağlanır. Bu, aşağı qiyməti (6'x4 'təbəqə üçün ~ 5 dollar), kəsmə asanlığı və demək olar ki, hər hansı bir səthlə əlaqə qurma qabiliyyətinə görə seçilmişdir. Daha daimi bir həll alüminium mötərizələrin hər şeyi bir yerdə tutmasıdır. PWM servolarını yerində saxlayan vintlər, altıbucaqlı somunları digər tərəfdən tutan standart maşın vintləridir (#10s). Təxminən 3/4 uzunluğunda 1 mm metrik maşın vintləri, AX-12-ni iki servoyu bir-birinə bağlayan MDF-ə bərkidin. İkiqat hərəkətli çekmeceli parça, bütün quruluşu aşağıya doğru tutur.

Addım 3: Proqram təminatı

Son addım maşında istifadə olunan bütün proqramları quraşdırmaqdır. Bu bir neçə fərdi kod parçasından ibarətdir:> Şəkil emal edən kompüterdə işləyən kod> PIC-18F mikrokontrolöründə işləyən kod> PIC-12F mikrokontrolörlərinin hər birində işləyən kod PC. Şəkil işlənməsi burada Sun vasitəsi ilə mövcud olan Java Media Framework (JMF) vasitəsi ilə həyata keçirilir. Sun vasitəsilə də mövcud olan Java Communications API, kompüterin seriyalı portu üzərindəki motor idarəetmə lövhəsi ilə əlaqə qurmaq üçün istifadə olunur. Java istifadə etmənin gözəlliyi, hər hansı bir əməliyyat sistemində * işləməli olmasıdır, baxmayaraq ki, biz Ubuntu, linux paylamasını istifadə etmişik. Məşhur rəyin əksinə olaraq, Java -da işləmə sürəti, xüsusən də əsas döngələrdə (görmə təhlili çox istifadə edir) o qədər də pis deyil. Ekran görüntüsündə göründüyü kimi, həm top, həm də rəqib oyunçular hər bir çərçivə yeniləməsində izlənilir. Əlavə olaraq cədvəlin konturu vizual olaraq yerləşdirilmişdir, buna görə də vizual kontur yaratmaq üçün mavi rəssamların lentindən istifadə edilmişdir. Hədəflər, kompüterin topu ardıcıl olaraq 10 kadr boyunca tapa bilmədiyi zaman qeydə alınır ki, bu da topun oyun səthindən qapıya düşdüyünü göstərir. Bu baş verdikdə, proqram, hədəfin istiqamətindən asılı olaraq ya özünü sevindirmək, ya da rəqibi boğmaq üçün bir səs baytı başlatır. Daha yaxşı bir sistem, bunu həyata keçirməyə vaxtımız olmasa da, topun hədəfə düşdüyünü aşkar etmək üçün sadə bir infraqırmızı yayıcı/sensor cütü istifadə etmək olardı. Bu layihədə istifadə olunan bütün proqramlar bir zip faylı ilə mövcuddur, burada. Java kodunu tərtib etmək üçün javac əmrindən istifadə edin. PIC-18F və PIC-12F kodu Microchip-in MPLAB proqramı ilə paylanır.

Addım 4: Veb Kamera Montajı

Philips SPC-900NC veb kamerası istifadə edilməsinə baxmayaraq tövsiyə edilmir. Bu kameranın texniki xüsusiyyətləri Philipsin mühəndisliyi və ya satış heyəti tərəfindən saxtalaşdırılmışdır. Əksinə, hər hansı bir ucuz veb kamera, əməliyyat sistemi tərəfindən dəstəkləndiyi müddətcə edərdi. Linux -da veb kameraların istifadəsi ilə bağlı daha çox məlumat üçün bu səhifəyə baxın. Veb kamerasının fokus uzunluğunun bütün lövhə masasına uyğun olması üçün lazım olan məsafəni ölçdük. Bu kamera modeli üçün bu rəqəmin 5 metrdən bir qədər çox olduğu ortaya çıxdı. Kamera üçün bir montaj qurmaq üçün hər hansı bir böyük hardware mağazasında mövcud olan raflardan istifadə etdik. Rəflər masanın hər dörd küncündən yuxarıya doğru uzanır və açılı alüminium mötərizələrlə çarpazdır. Proqramın x və y oxlarının masaya uyğunlaşdırıldığını düşündüyü üçün kameranın mərkəzdə olması və bucaq fırlanmasının olmaması çox vacibdir.

Addım 5: Nəticə

Bütün əlaqədar layihə faylları bu saytda yüklənə bilər. Sayt məzmununun əksəriyyətinin bir nüsxəsini burada, şəxsi veb hostumda tapa bilərsiniz. Bura marketinq təhlili, dəyişə biləcəyimiz şeylər, orijinal məqsədlərimiz və əslində əldə edilən xüsusiyyətlərin siyahısı olan son hesabat daxildir. Layihənin dünyanın ən rəqabətli oyunçusu olması nəzərdə tutulmayıb. Belə bir heyvanın dizaynında istifadə olunan addımların çoxunu və inanılmaz dərəcədə aşağı qiymətə hazırlanmış bu tip robotların layiqli bir prototipini göstərmək üçün yaxşı bir vasitədir. Dünyada başqa belə robotlar var və şübhəsiz ki, çoxları bu robotu "döyər". Bu layihə, Georgia Tech -də dörd elektrik/kompüter mühəndisindən ibarət bir qrup tərəfindən baş dizayn layihəsi olaraq hazırlanmışdır. Heç bir mexaniki mühəndis tərəfindən heç bir kömək alınmadı və heç bir üçüncü tərəfin maliyyəsi istifadə edilmədi. Hamımız üçün böyük bir öyrənmə prosesi idi və yüksək səviyyəli dizayn kursu vaxtından layiqincə istifadə etdim. Texniki strategiyalarda davamlı kömək etdiyi üçün bölmə məsləhətçimiz Dr. Hames Hamblenə təşəkkür edirik.> Dr. Jennifer Michaels, baş professor, daha iddialı bir layihəyə cəhd etməyimizdən çəkindirmədiyimiz üçün> yüksək səviyyəli dizayn laboratoriya müdirləri James Steinberg və Edgar Jones, hissələri sifariş etməkdə, problemlərin həllində və aşağı qiymətə layihəyə atmaq üçün "sərin şeylər" tapmaqda daim kömək etmək üçün. yüksək funksionallıq> Əlbəttə ki, bunların heç biri mümkün olmayacaq komandamın digər üç üzvü: Michael Aeberhard, Evan Tarr və Nardis Walker.