Tengeneza Roboti ya Mbio ya Maze: Hatua 3 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Roboti za utatuzi wa Maze hutoka miaka ya 1970. Tangu wakati huo, IEEE imekuwa ikifanya mashindano ya utatuzi wa maze inayoitwa Mashindano ya Panya ndogo. Lengo la mashindano ni kubuni roboti inayopata katikati ya maze haraka iwezekanavyo. Algorithms kutumika kwa haraka kutatua maze kawaida kuanguka katika makundi matatu; utafutaji wa nasibu, ramani ya maze, na ukuta wa kulia au kushoto kufuata njia.

Njia inayofaa zaidi ya njia hizi ni njia ifuatayo ya ukuta. Kwa njia hii, robot hufuata ukuta wa upande wa kulia au kushoto kwenye maze. Ikiwa sehemu ya kutoka imeunganishwa na kuta za nje za maze, roboti itapata njia ya kutoka. Ujumbe huu wa programu hutumia njia inayofuata ya ukuta.

Vifaa

Programu tumizi hii hutumia:

• Sensorer kali za umbali wa Analog
• Sensor ya kufuatilia
• Encoder
• Motors na dereva wa magari
• Sile GreenPAK SLG46531V
• Mdhibiti wa voltage, chasisi ya robot.

Tutatumia sensa ya umbali wa analog kuamua umbali wa kuta za kulia na za mbele. Sensorer za umbali wa Sharp ni chaguo maarufu kwa miradi mingi ambayo inahitaji vipimo sahihi vya umbali. Sensorer hii ya IR ni ya kiuchumi zaidi kuliko upataji wa sonar, lakini inatoa utendaji bora zaidi kuliko njia zingine za IR. Kuna uhusiano usio na laini, uliobadilika kati ya voltage ya pato la sensa na umbali uliopimwa. Mpango unaoonyesha uhusiano kati ya pato la sensa na umbali uliopimwa unaonyeshwa kwenye kielelezo 1.

Mstari mweupe dhidi ya uwanja mweusi wa rangi umewekwa kama lengo. Tutatumia sensorer ya tracker kugundua laini nyeupe. Sensorer ya tracker ina matokeo matano ya analog, na data iliyotolewa inaathiriwa na umbali na rangi ya kitu kilichogunduliwa. Pointi zilizogunduliwa zilizo na mwangaza wa juu wa infrared (nyeupe) zitasababisha thamani kubwa ya pato, na mwangaza wa chini wa infrared (mweusi) utasababisha thamani ya chini ya pato.

Tutatumia kisimbuzi cha gurudumu la pololu kuhesabu umbali ambao roboti inasafiri. Bodi hii ya usimbuaji wa quadrature imeundwa kufanya kazi na polol gearmotors ndogo za chuma. Inafanya kazi kwa kushika sensorer mbili za kutafakari ndani ya kitovu cha gurudumu la Pololu 42 × 19mm na kupima mwendo wa meno kumi na mbili kando ya ukingo wa gurudumu.

Bodi ya mzunguko wa dereva wa gari (L298N) hutumiwa kudhibiti motors. Pini za INX hutumiwa kuelekeza motors, na pini za ENx hutumiwa kuweka kasi ya motors.

Pia, mdhibiti wa voltage hutumiwa kupunguza voltage kutoka kwa betri hadi 5V.

Hatua ya 1: Maelezo ya Algorithm

Hii inajumuisha ukuta unaofuata njia inayofuata. Hii inategemea kupanga kipaumbele cha mwelekeo kwa kupendelea mwelekeo unaowezekana zaidi. Ikiwa roboti haiwezi kugundua ukuta upande wa kulia, inageuka kulia. Ikiwa roboti hugundua ukuta wa kulia na hakuna ukuta mbele, huenda mbele. Ikiwa kuna ukuta kulia kwa roboti na mbele, inageuka kushoto.

Kumbuka muhimu ni kwamba hakuna ukuta wa kumbukumbu baada ya roboti kugeukia kulia. Kwa hivyo "kugeuka kulia" kunatimizwa kwa hatua tatu. Songa mbele, pinduka kulia, songa mbele.

Kwa kuongeza, robot lazima ihifadhi umbali wake kutoka ukuta wakati wa kusonga mbele. Hii inaweza kufanywa kwa kurekebisha motor moja kuwa kasi au polepole kuliko nyingine. Hali ya mwisho ya chati ya mtiririko imeonyeshwa kwenye sura ya 10.

Mbio ya Mbio ya Maze inaweza kutekelezwa kwa urahisi na moja ya GreenPAK inayoweza kusanidi-ishara IC (CMIC). Unaweza kupitia hatua zote kuelewa jinsi Chip ya GreenPAK imewekwa kudhibiti Maze Runner Robot. Walakini, ikiwa unataka tu kuunda kwa urahisi Maze Runner Robot bila kuelewa mizunguko yote ya ndani, pakua programu ya GreenPAK kutazama Faili ya Kubuni ya Maze Runner ya Robot GreenPAK tayari. Chomeka kompyuta yako kwenye Kitengo cha Maendeleo cha GreenPAK na hit program ili kuunda IC ya kawaida kudhibiti Robot yako ya Run Run ya Maze. Hatua inayofuata itajadili mantiki iliyo ndani ya faili ya muundo wa Maze Runner Robot GreenPAK kwa wale wanaopenda kuelewa jinsi mzunguko unavyofanya kazi.

Hatua ya 2: Ubunifu wa GreenPAK

Ubunifu wa GreenPAK una sehemu mbili. Hizi ni:

• Ufafanuzi / usindikaji wa data kutoka kwa sensorer za umbali
• ASM inasema na matokeo ya magari

Ufafanuzi / usindikaji wa data kutoka kwa sensorer za umbali

Ni muhimu kutafsiri data kutoka kwa sensorer za umbali. Harakati za roboti hufanywa kulingana na matokeo ya sensorer za umbali. Kwa kuwa sensorer za umbali ni analog, tutatumia ACMPs. Nafasi ya roboti inayohusiana na ukuta imedhamiriwa kwa kulinganisha voltages ya sensorer na voltages zilizopangwa tayari.

Tutatumia 3 ACMPs;

• Kugundua ukuta wa mbele (ACMP2)
• Kugundua ukuta wa kulia (ACMP0)
• Kulinda umbali wa ukuta wa kulia (ACMP1)

Kwa kuwa ACMP0 na ACMP1 hutegemea sensa ya umbali sawa, tulitumia chanzo sawa cha IN + kwa kulinganisha wote wawili. Mabadiliko ya ishara mara kwa mara yanaweza kuzuiwa kwa kutoa ACMP1 25mv ya hysteresis.

Tunaweza kuamua ishara za mwelekeo kulingana na matokeo ya ACMPs. Mzunguko ulioonyeshwa kwenye sura ya 12 unaonyesha mchoro wa mtiririko ulioainishwa kwenye sura ya 7.

Vivyo hivyo, mzunguko ambao unaonyesha nafasi ya roboti inayohusiana na ukuta wa kulia umeonyeshwa kwenye sura ya 13.

Mataifa ya ASM na matokeo ya magari

Maombi haya hutumia Mashine ya Jimbo ya Asynchronous, au ASM, kudhibiti robot. Kuna majimbo 8 katika ASM, na matokeo 8 katika kila jimbo. RAM ya Pato inaweza kutumika kurekebisha matokeo haya. Majimbo yameorodheshwa hapa chini:

• Anza
• Udhibiti
• Hoja mbali na ukuta wa kulia
• Karibu na ukuta wa kulia
• Pinduka kushoto
• Songa mbele-1
• Pinduka Kulia
• Songa mbele-2

Mataifa haya huamua pato kwa dereva wa gari na kuelekeza roboti. Kuna matokeo 3 kutoka GreenPAK kwa kila motor. Mbili huamua mwelekeo wa gari, na pato lingine huamua kasi ya gari. Mwendo wa magari kulingana na matokeo haya umeonyeshwa kwenye meza zifuatazo:

Pato la ASM RAM limetokana na meza hizi. Inaonyeshwa kwenye sura ya 14. Kwa kuongeza madereva ya gari kuna matokeo mengine mawili. Matokeo haya huenda kwa vizuizi vya ucheleweshaji unaoruhusu kuruhusu roboti kusafiri umbali fulani. Matokeo ya vitalu hivi vya kuchelewesha pia vimeunganishwa na pembejeo za ASM.

PWM zilitumika kurekebisha kasi ya motors. ASM ilitumika kuamua ni PWM gani ambayo motor itaendesha. Ishara za PWMA-S na PWMB-S zimewekwa kwenye bits za kuchagua mux.

Hatua ya 3:

Katika mradi huu, tuliunda roboti inayotatua maze. Tulitafsiri data kutoka kwa sensorer nyingi, tukadhibiti hali ya roboti na ASM ya GreenPAK, na tukaendesha gari na dereva wa gari. Kwa ujumla, microprocessors hutumiwa katika miradi kama hiyo, lakini GreenPAK ina faida chache juu ya MCU: ni ndogo, bei rahisi, na inaweza kusindika pato la sensorer haraka kuliko MCU.