Článok ukazuje vytvorenie robota, ktorý sa pohybuje pozdĺž línií a môže prejsť labyrintmi, po preštudovaní labyrintu ho môže prejsť najkratšou cestou. Autor tento projekt dlho vytvoril, šťastie ho predbehlo tretí krát.
Ukážka stroja:
Materiály a náradie:
- Arduino RBBB
- Mikromotory 2 ks
- Konzoly pre 2 ks motory
- Kolesá 2 ks
- guľové koleso
- Analógový snímač odrazu
- Matice so skrutkami 2 ks.
- vodiča motora
- Držiak batérie 4 ks AAA
- Batérie (nabíjateľné batérie) AAA 4 ks
- Prípad
- Matice, skrutky, podložky
- spojovacie vodiče
- spájka
- kliešte
- spájkovačka
- skrutkovač
Prvý krok. Teória.
Autor potreboval robot, ktorá sama nájde cestu z bludiska, po ktorej bude schopná optimalizovať spiatočnú cestu. Pri vytváraní stroja na bludisko sa riadili ľavou metódou. Aby ste to vyjasnili, mali by ste si predstaviť, že ste boli v bludisku a ľavú ruku vždy držte na stene. Po absolvovaní určitej cesty vám to pomôže z bludiska, ak nie je zatvorené. Robot môže pracovať iba s otvorenými bludiskami.
Princípy metódy na ľavej strane sú pomerne jednoduché:
- Ak sa môžete otočiť doľava, odbočte doľava.
- Ak je možné sa pohybovať rovno, pohybujte sa rovno.
- Ak sa môžete otočiť doprava, odbočte doprava.
- Ak ste v slepej uličke, otočte o 180 stupňov.
Robot musí tiež robiť rozhodnutia na križovatke, ale ak sa na odbočke nevypne, pôjde rovno. Aby sa vytvorila lepšia spiatočná cesta, každé rozhodnutie sa zapíše do pamäte.
L = odbočka vľavo
R = odbočka doprava
S = vynechať zákrutu
B = otočenie o 180 stupňov
Táto metóda je uvedená nižšie v akcii pomocou príkladu jednoduchého bludiska. Robot prekonal vzdialenosť príkazmi LBLLBSR.
Cesta vyšla pomerne dlhú cestu, treba ju zmeniť na optimálny SRR. Za týmto účelom sa určí, kde robot otočil nesprávnym smerom. Všade, kde sa používa príkaz „B“, bude cesta nesprávna, pretože robot bol v slepej uličke, takže písmeno „B“ by sa malo nahradiť niečím iným. Prvým nesprávnym ťahom bol LBL, robot sa otočil a otočil, zatiaľ čo bolo potrebné priamo sledovať LBL = S. Takto sa vytvára ideálna cesta LBL = S, LBS = R. Na základe týchto nahradení si robot vytvorí pre seba ideálnu krátku cestu.
Krok dva Podvozok robota.
Základom robota sa stal akrylát s hrúbkou 0,8 mm, rezanie bolo vykonávané laserom podľa výkresu. V archíve pod týmto článkom bude výkresový súbor z AutoCADu. Takéto materiály nebolo potrebné používať, ale autor vzal to, čo bolo k dispozícii.
V spodnej časti sú otvory pre montáž motorov, dosiek, kolies a snímačov. Horná časť má veľký otvor pre drôty.
Krok tri Montáž kolies.
Autor pripojil obidva motory pomocou skrutiek. Ďalej jednoducho umiestnili kolesá na svoju nápravu a zarovnali hriadeľ s otvorom v kolese.
Štvrtý krok. Arduino.
V tomto momente autor najskôr dodržiaval montážne pokyny pre Arduino RBBB. Ďalej odrezal časť dosky, aby sa zmenšila jej veľkosť. Napájací konektor a stabilizátor boli prerušené nožnicami na kov. Potom bol na ľavej strane dosky spájkovaný 9-kolíkový konektor pre kontakty od 5 V do A0 na pripojenie senzora k nemu. 4-kolíkový konektor sa pripájal na pravú stranu dosky pre kontakty od D5 do D8 a k nemu sa pripojí ovládač motora. Na napájanie bol 2-kolíkový konektor spájkovaný na 5 V a GND.
Krok 5 Ovládač motora.
Autor sám vyvinul dosku plošných spojov pre tento krok, obvod vo formáte Eagle je pripojený v archíve pod článkom. Prvý motor bol pripojený na kolíky M1-A a M1-B, druhý na M2 a M2-B. Prvý vstup prvého motora 1A bol pripojený k siedmemu pinu Arduino. V 1B bol pripojený k pin 6 Arduino. K prvému vstupu druhého motora je In 2A pripojený k piatemu pinu Arduino. Pin In 2B sa pripája na pin 8 Arduino. Napájanie a uzemnenie sú spojené s napájaním a uzemnením Arduino.
Krok 6 Senzory.
Tento prvok sa predáva vo forme dosky senzorov, spočiatku ich je osem, autor tieto dva extrémy vymazal. K doske sa pripájal 9-kolíkový konektor, k nim sa pripojí vodič vedúci k Arduino. Senzor detekuje bielu a čiernu časť bludiska pomocou odrazu od povrchu.
Siedmy krok. Horná časť.
Podvozok s hornou časťou robota spojený skrutkami a stojanmi. Batéria bola pripevnená na vrchnej časti pomocou suchého zipsu. Drôty z neho boli položené cez pripravenú dieru. Pri pripájaní sa autor rozhodol nepoužiť skrutky, ale nechať batériu so suchým zipsom, aby bolo ľahšie vymeniť batérie. Pomocou prepínača na puzdre batérie sa vykonala kontrola výkonu.
Krok osem. Inštalácia senzorov.
Senzory boli priskrutkované k spodnej časti stroja. GND pin je pripojený k GND Arduino. Ďalej je kolík Vcc pripojený k 5V Arduino. Arduino 5-0 ADC pripojilo kolíky analógových 6-1 senzorov.
Krok deväť. Power.
Arduino práve spájkoval vodiče z batérie. Zapnutie a vypnutie robota bude vypínačom na batérii, takže bolo rozhodnuté použiť spájkovanie. Týmto sa dokončí montáž robota.
Krok 10 Softvérová časť.
Program má niekoľko funkcií zodpovedných za operačný algoritmus. Funkcia „ľavá ruka“ prijíma údaje zo snímačov a riadi robota podľa týchto pravidiel. Funkcia rotácie je zapnutá predtým, ako si robot všimne čiernu čiaru, keď si všimol, že ide rovno. Integrovaná je aj funkcia optimalizácie cesty. Program si môžete stiahnuť pod článkom v archíve.
Video robota: