გააკეთეთ Maze Runner Robot: 3 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ლაბირინთში მყოფი რობოტები წარმოიშვა 1970-იანი წლებიდან. მას შემდეგ, IEEE ატარებს ლაბირინთის გადაჭრის კონკურსებს, სახელწოდებით Micro Mouse Contest. კონკურსის მიზანია შექმნას რობოტი, რომელიც რაც შეიძლება სწრაფად აღმოაჩენს ლაბირინთის შუაგულს. ალგორითმები, რომლებიც გამოიყენება ლაბირინთის სწრაფად მოსაგვარებლად, ჩვეულებრივ იყოფა სამ კატეგორიად; შემთხვევითი ძებნა, ლაბირინთის რუქა და მარჯვენა ან მარცხენა კედლის შემდგომი მეთოდები.

ამ მეთოდებს შორის ყველაზე ფუნქციონალურია კედლის შემდგომი მეთოდი. ამ მეთოდით, რობოტი მიჰყვება ლაბირინთში მარჯვენა ან მარცხენა კედელს. თუ გასასვლელი წერტილი უკავშირდება ლაბირინთის გარე კედლებს, რობოტი იპოვის გასასვლელს. ეს აპლიკაციის შენიშვნა იყენებს მარჯვენა კედლის შემდეგ მეთოდს.

ტექნიკა

ეს პროგრამა იყენებს:

• 2 მკვეთრი ანალოგური მანძილის სენსორი
• ტრეკერის სენსორი
• კოდირება
• ძრავები და ძრავის მძღოლი
• Silego GreenPAK SLG46531V
• ძაბვის რეგულატორი, რობოტის შასი.

ჩვენ გამოვიყენებთ ანალოგური მანძილის სენსორს, რათა განვსაზღვროთ მანძილი მარჯვენა და წინა კედლებამდე. მკვეთრი დისტანციის სენსორები პოპულარული არჩევანია მრავალი პროექტისთვის, რომლებიც საჭიროებენ მანძილის ზუსტ გაზომვებს. ეს IR სენსორი უფრო ეკონომიურია ვიდრე სონარის დიაპაზონი, მაგრამ ის ბევრად უკეთეს შესრულებას იძლევა ვიდრე სხვა IR ალტერნატივები. არსებობს არაწრფივი, შებრუნებული ურთიერთობა სენსორის გამომავალ ძაბვასა და გაზომულ მანძილს შორის. ნაკვეთი, რომელიც აჩვენებს ურთიერთობას სენსორის გამომუშავებასა და გაზომულ მანძილს შორის, ნაჩვენებია ფიგურაში 1.

სამიზნედ დადგენილია თეთრი ხაზი შავი ფერის გრუნტის წინააღმდეგ. ჩვენ გამოვიყენებთ ტრეკერის სენსორს თეთრი ხაზის გამოსავლენად. ტრეკერის სენსორს აქვს ხუთი ანალოგური გამოსავალი და გამოტანილ მონაცემებზე გავლენას ახდენს აღმოჩენილი ობიექტის მანძილი და ფერი. გამოვლენილი წერტილები უფრო მაღალი ინფრაწითელი ამრეკლავით (თეთრი) გამოიწვევს უფრო მაღალ გამომავალ მნიშვნელობას, ხოლო ქვედა ინფრაწითელი ამრეკლავი (შავი) გამოიწვევს უფრო დაბალ გამომავალ მნიშვნელობას.

ჩვენ გამოვიყენებთ პოლოუს ბორბლის კოდირს რობოტის მიერ გავლილი მანძილის გამოსათვლელად. ეს კვადრატული კოდირების დაფა შექმნილია პოლოუს მიკრო ლითონის გადაცემათა კოლოფთან მუშაობისთვის. ის ფუნქციონირებს ორი ინფრაწითელი ამრეკლავი სენსორით Pololu 42 × 19 მმ ბორბლის კერაში და ბორბლის რგოლზე თორმეტი კბილების მოძრაობის გაზომვით.

ძრავის მართვის მიკროსქემის დაფა (L298N) გამოიყენება ძრავების გასაკონტროლებლად. INx ქინძისთავები გამოიყენება ძრავების მიმართ, ხოლო ENx ქინძისთავები გამოიყენება ძრავების სიჩქარის დასადგენად.

ასევე, ძაბვის რეგულატორი გამოიყენება ბატარეიდან ძაბვის 5 ვ -მდე ძაბვის შესამცირებლად.

ნაბიჯი 1: ალგორითმის აღწერა

ეს ინსტრუქცია მოიცავს სწორ კედელს შემდეგი მეთოდით. ეს ემყარება მიმართულების პრიორიტეტის ორგანიზებას, რაც შეიძლება უპირატესობას ანიჭებს ყველაზე სწორ მიმართულებას. თუ რობოტი ვერ აღმოაჩენს კედელს მარჯვნივ, ის იქცევა მარჯვნივ. თუ რობოტი აღმოაჩენს მარჯვენა კედელს და წინ კედელი არ არის, ის წინ მიდის. თუ რობოტის მარჯვნივ და წინა მხარეს არის კედელი, ის მარცხნივ იქცევა.

მნიშვნელოვანი შენიშვნა ის არის, რომ არ არსებობს კედელი მითითებისთვის მას შემდეგ, რაც რობოტი მხოლოდ მარჯვნივ გადაუხვევს. ამრიგად, "მარჯვნივ შემობრუნება" ხორციელდება სამ ნაბიჯში. წადი წინ, მოუხვიე მარჯვნივ, წადი წინ.

გარდა ამისა, რობოტმა უნდა დაიცვას დისტანცია კედლისგან წინსვლისას. ეს შეიძლება გაკეთდეს ერთი ძრავის მეორეზე უფრო სწრაფი ან ნელი მორგებით. ნაკადის დიაგრამის საბოლოო მდგომარეობა ნაჩვენებია ნახაზში 10.

Maze Runner Robot შეიძლება ძალიან მარტივად განხორციელდეს ერთი GreenPAK კონფიგურირებადი შერეული სიგნალის IC (CMIC) საშუალებით. თქვენ შეგიძლიათ გაიაროთ ყველა ნაბიჯი იმის გასაგებად, თუ როგორ არის დაპროგრამებული GreenPAK ჩიპი Maze Runner Robot– ის გასაკონტროლებლად. თუმცა, თუ თქვენ უბრალოდ გსურთ მარტივად შექმნათ Maze Runner Robot მთელი შინაგანი სქემის გააზრების გარეშე, გადმოწერეთ GreenPAK პროგრამა, რომ ნახოთ უკვე დასრულებული Maze Runner Robot GreenPAK დიზაინის ფაილი. შეაერთეთ თქვენი კომპიუტერი GreenPAK განვითარების ნაკრებთან და დააჭირეთ პროგრამას, რომ შექმნათ პერსონალური IC თქვენი Maze Runner Robot– ის გასაკონტროლებლად. მომდევნო ნაბიჯი განიხილავს ლოგიკას, რომელიც არის Maze Runner Robot GreenPAK დიზაინის ფაილში მათთვის, ვინც დაინტერესებულია გაიგოს როგორ მუშაობს წრე.

ნაბიჯი 2: GreenPAK დიზაინი

GreenPAK- ის დიზაინი ორი ნაწილისგან შედგება. Ესენი არიან:

• დისტანციური სენსორებიდან მონაცემების ინტერპრეტაცია / დამუშავება
• ASM მდგომარეობა და საავტომობილო შედეგები

დისტანციური სენსორებიდან მონაცემების ინტერპრეტაცია / დამუშავება

მნიშვნელოვანია მონაცემების ინტერპრეტაცია დისტანციის სენსორებიდან. რობოტის მოძრაობები განზრახულია მანძილის სენსორების გამოსვლის მიხედვით. ვინაიდან დისტანციის სენსორები ანალოგიურია, ჩვენ გამოვიყენებთ ACMP– ებს. რობოტის პოზიცია კედელთან შედარებით განისაზღვრება სენსორების ძაბვების შედარებით წინასწარ განსაზღვრულ ზღურბლთან.

ჩვენ გამოვიყენებთ 3 ACMP– ს;

• წინა კედლის გამოვლენა (ACMP2)
• მარჯვენა კედლის გამოვლენა (ACMP0)
• მარჯვენა კედლის მანძილის დასაცავად (ACMP1)

ვინაიდან ACMP0 და ACMP1 დამოკიდებულია ერთსა და იმავე დისტანციის სენსორზე, ჩვენ გამოვიყენეთ ერთი და იგივე IN+ წყარო ორივე შედარებისთვის. სიგნალის მუდმივი ცვლილების თავიდან აცილება შესაძლებელია ACMP1 25mv ჰისტერეზის მიცემით.

ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ მიმართულების სიგნალები ACMP– ის შედეგების საფუძველზე. სქემაში ნაჩვენები სქემა 12 ასახავს დიაგრამას, რომელიც ასახულია ფიგურაში 7.

ანალოგიურად, სქემა, რომელიც მიუთითებს რობოტის პოზიციას მარჯვენა კედელთან შედარებით, ნაჩვენებია 13 -ში.

ASM შტატები და საავტომობილო შედეგები

ეს პროგრამა იყენებს ასინქრონული სახელმწიფო მანქანას, ან ASM, რობოტის გასაკონტროლებლად. ASM– ში არის 8 მდგომარეობა, ხოლო თითოეულ შტატში - 8 შედეგი. გამომავალი ოპერატიული მეხსიერება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამ გამოსასვლელების შესაცვლელად. სახელმწიფოები ჩამოთვლილია ქვემოთ:

• დაწყება
• კონტროლი
• დაშორდით მარჯვენა კედელს
• ახლოს კედელთან
• მოუხვიე მარცხნივ
• გადაადგილება წინ -1
• მოუხვიე მარჯვნივ
• გადაადგილება წინ -2

ეს მდგომარეობა განსაზღვრავს გამომავალ ძრავის მძღოლს და მიმართავს რობოტს. GreenPAK– დან არის 3 გამოსავალი თითოეული ძრავისთვის. ორი განსაზღვრავს ძრავის მიმართულებას, ხოლო მეორე გამომავალი განსაზღვრავს ძრავის სიჩქარეს. ამ შედეგების მიხედვით საავტომობილო მოძრაობა ნაჩვენებია შემდეგ ცხრილებში:

ASM გამომავალი ოპერატიული მეხსიერება ამ ცხრილებიდან არის მიღებული. ის ნაჩვენებია ფიგურაში 14. საავტომობილო დრაივერების გარდა არის კიდევ ორი გამოსავალი. ეს შედეგები მიდის შესაბამის დაგვიანების ბლოკებზე, რაც რობოტს საშუალებას მისცემს გაიაროს გარკვეული მანძილი. ამ შეფერხების ბლოკების შედეგები ასევე დაკავშირებულია ASM შეყვანებთან.

PWM– ები გამოიყენებოდა ძრავების სიჩქარის შესაცვლელად. ASM გამოიყენეს იმის დასადგენად, თუ რა PWM ძრავა იმუშავებდა. PWMA-S და PWMB-S სიგნალები დაყენებულია mux არჩეულ ბიტებზე.

ნაბიჯი 3:

ამ პროექტში ჩვენ შევქმენით ლაბირინთის ამოხსნის რობოტი. ჩვენ განვმარტავთ მონაცემებს მრავალი სენსორისგან, ვაკონტროლებთ რობოტის მდგომარეობას GreenPAK– ის ASM– ით და ვამოძრავებთ ძრავებს ძრავის მძღოლთან ერთად. საერთოდ, მიკროპროცესორები გამოიყენება ასეთ პროექტებში, მაგრამ GreenPAK– ს აქვს რამდენიმე უპირატესობა MCU– სთან შედარებით: ის არის პატარა, უფრო ხელმისაწვდომი და შეუძლია სენსორის გამომუშავების დამუშავება უფრო სწრაფად, ვიდრე MCU.