Artiklen viser oprettelsen af en robot, der bevæger sig langs linjer og kan gå gennem labyrinter, efter at have studeret labyrinten, kan den gennemgå den på den korteste måde. Forfatteren oprettede i lang tid dette projekt, held overhalede ham tredje gang.
Demonstration af maskinen:
Materialer og værktøjer:
- Arduino RBBB
- Mikromotorer 2 stk
- Beslag til 2 stk motorer
- Hjul 2 stk
- kuglehjul
- Analog reflektionssensor
- Nødder med bolte på 2 stk.
- motordriver
- Batteriholder 4 stk AAA
- Batterier (genopladelige batterier) AAA 4 stk
- Sag
- Møtrikker, bolte, skiver
- tilslutning af ledninger
- lodning
- tang
- loddejern
- skruetrækker
Første trin. Teori.
Forfatteren havde brug for roboten, som i sig selv finder en vej ud af labyrinten, hvorefter den kan optimere returflyvningen. Når man opretter maskiner til labyrinter, blev de styret af den venstre metode. For at gøre det klarere skal du forestille dig, at du var i en labyrint og altid holde din venstre hånd på væggen. Når du har passeret en bestemt sti, hjælper dette dig ud af labyrinten, hvis den ikke er lukket. Roboten kan kun arbejde med åbne labyrinter.
Principperne for den venstre metode er ganske enkle:
- Hvis du kan dreje til venstre, skal du dreje til venstre.
- Hvis det er muligt at bevæge sig lige, skal du bevæge dig lige.
- Hvis du kan dreje til højre, skal du dreje til højre.
- Hvis du er i en blindgyde, skal du dreje 180 grader.
Roboten skal også træffe beslutninger i krydset, men hvis den ikke slukker ved drejen, vil den gå lige. For at opbygge en bedre returveje skrives hver beslutning til hukommelsen.
L = venstre sving
R = højre drejning
S = spring en sving over
B = drej 180 grader
Denne metode er vist nedenfor i handling ved hjælp af en simpel labyrint som eksempel. Roboten dækkede afstanden med LBLLBSR-kommandoer.
Stien kom ganske lang vej ud, og den skal omdannes til en optimal SRR. For at gøre dette bestemmes det, hvor roboten vendte den forkerte vej. Overalt, hvor "B" -kommandoen bruges, vil stien være forkert, da roboten befandt sig i et forbjerg, så "B" skal erstattes med noget andet. Den første forkerte bevægelse var LBL, roboten vendte sig og vendte sig om, mens det bare var nødvendigt at følge direkte LBL = S. Således er den ideelle sti LBL = S, LBS = R bygget. Baseret på sådanne udskiftninger bygger roboten en ideel kort sti for sig selv.
Trin to Robotens chassis.
Akryl med en tykkelse på 0,8 mm blev grundlaget for robotchassiset; skæring blev udført med en laser i henhold til tegningen. I arkivet under artiklen vil der være en tegningsfil fra AutoCAD. Det var ikke nødvendigt at bruge sådant materiale, men forfatteren tog det, der var tilgængeligt.
I den nederste del er der lavet huller til montering af motorer, plader, hjul og sensorer. Den øverste del har et stort hul til ledninger.
Trin tre Installation af hjul.
Forfatteren monterede begge motorer med bolte. Desuden satte de simpelthen hjul på deres aksel og justerer akslen efter hullet i hjulet.
Det fjerde trin. Arduino.
På dette tidspunkt fulgte forfatteren først monteringsinstruktionerne til Arduino RBBB. Yderligere skar han en del af brættet af for at reducere dets størrelse. Strømstik og stabilisator blev afskåret med en saks til metal. Derefter blev et 9-polet stik loddet til venstre side af brættet for kontakter fra 5V til A0 for at forbinde en sensor til det. Et 4-polet stik blev loddet til højre side af brættet for kontakter fra D5 til D8, og en motorstyring vil være forbundet til det. For at levere strøm blev 2-polet stik loddet til 5V og GND.
Trin Fem Motorstyring.
Forfatteren selv udviklede et trykt kredsløbskort til dette trin, kredsløbet i Eagle-formatet er knyttet i arkivet under artiklen. Den første motor var forbundet til benene M1-A og M1-B, den anden til M2 og M2-B. Den første indgang fra den første In 1A-motor var tilsluttet den 7. pin af Arduino. I 1B var forbundet til pin 6 i Arduino. Til den første indgang i den anden motor er In 2A forbundet til den 5. pin af Arduino. Pin In 2B forbindes til pin 8 i Arduino. Strøm og jord er forbundet til Arduino-strøm og jord.
Trin seks Sensorer.
Dette element sælges i form af et bord med sensorer, oprindeligt er der otte af dem, de to ekstreme blev slettet af forfatteren. Et 9-polet stik blev loddet til brættet, en ledning, der fører til Arduino, vil blive forbundet til dem. Sensoren registrerer en hvid og sort del af labyrinten ved hjælp af refleksion fra overfladen.
Syvende trin. Øverste del.
Chassiset med toppen af roboten forbundet med bolte og stativer. Batteriet blev fastgjort på toppen med borrelås. Tråde fra ham blev lagt gennem det forberedte hul. Ved montering besluttede forfatteren ikke at bruge skruer, men at lade batteriet sidde med borrelås, så det ville være lettere at udskifte batterierne. Ved hjælp af kontakten på batterikassen blev der udført en ydelseskontrol.
Trin otte. Installation af sensorer.
Sensorer blev boltet fast i bunden af maskinen. GND-stiften er forbundet til GND Arduino. Dernæst er Vcc-stiften tilsluttet 5V Arduino. Arduino 5-0 ADC'erne forbundt stifterne på de analoge 6-1 sensorer.
Trin ni. Strøm.
Arduino lod lige ledninger fra batteriet. At tænde og slukke for roboten vil være en afbryder på batteriet, så det blev besluttet at bruge lodning. Dette afslutter monteringen af roboten.
Trin ti Softwaredelen.
Programmet har flere funktioner, der er ansvarlige for driftsalgoritmen. Funktionen "venstre hånd" modtager aflæsninger fra sensorer og styrer roboten i henhold til disse regler. Rotationsfunktionen tændes, før roboten bemærker en sort linje, når den har bemærket, at den kører lige. En stioptimeringsfunktion er også integreret. Programmet kan downloades under artiklen i arkivet.
Robotvideo: