Swarm Bots: montaje y transporte cooperativo: 13 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hola, todos, Este instructivo trata sobre 'Swarm Bots: ensamblaje y transporte cooperativo' en el que podemos construir nuestro propio robot maestro y esclavo, el esclavo seguirá al robot maestro y controlaremos el robot maestro con nuestro teléfono inteligente. Es un proyecto divertido, solo prueba tu friki de la electrónica dentro de ti y juega con la robótica. Probaré muchas imágenes, videos, breve explicación sobre este proyecto para tener una idea clara.

Por qué COBOT es diferente de Swarm y el bot normal que puede encontrar aquí

1. INTRODUCCIÓN

1.1 ¡Qué es realmente la robótica Swarm

1. La robótica de enjambre es un nuevo enfoque para la coordinación de sistemas de múltiples robots que consisten en un gran número de robots físicos en su mayoría simples.

2. Este enfoque surgió en el campo de la inteligencia artificial de enjambres, así como en el estudio biológico de insectos, hormigas y otros campos de la naturaleza, donde ocurre un comportamiento de enjambre.

3. Swarm Robotics es un área emergente en robótica colectiva que utiliza un paradigma de control completamente distribuido y robots relativamente simples para lograr un comportamiento coordinado a nivel de grupo.

4. Los sistemas de robótica Swarm se autoorganizan, lo que significa que el comportamiento constructivo colectivo (o macroscópico) surge de las decisiones individuales (o microscópicas) que toman los robots.

Paso 1: Origen del enjambre y referencia en películas

1.2 Origen del enjambre 1. La mayoría de las investigaciones sobre inteligencia de enjambres se inspiran en cómo los enjambres de la naturaleza, como los insectos sociales, los peces o los mamíferos, interactúan entre sí en el enjambre en la vida real.

2. Estos enjambres varían en tamaño desde unos pocos individuos que viven en pequeñas áreas naturales hasta colonias altamente organizadas que pueden ocupar los grandes territorios y constar de más de millones de individuos.

3. Los comportamientos grupales que emergen en los enjambres muestran una gran flexibilidad y solidez, como la planificación de caminos, la construcción de nidos, la asignación de tareas y muchos otros comportamientos colectivos complejos en varios enjambres de naturaleza.

4. Los individuos en el enjambre de la naturaleza muestran habilidades muy pobres, sin embargo, los comportamientos grupales complejos pueden surgir en todo el enjambre, como la migración de multitudes de aves y bancos de peces, y la búsqueda de alimento de colonias de hormigas y abejas como se muestra en la Fig. Enjambre de termitas para construyen colonias, los pájaros pululan para encontrar comida, las abejas pululan para recolectar miel.

Paso 2: DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

1. Introducción

En este capítulo trabajaremos en dos objetivos principales de nuestro proyecto, es decir, el autoensamblaje y el transporte cooperativo. En el autoensamblaje, dos robots se ensamblarán en formación de línea y en el transporte cooperativo estos dos robots transportarán el bloque de un lugar a otro.

1..1 Autoensamblaje de robots de enjambre

Nuestro objetivo es controlar un grupo de s-bots de manera totalmente autónoma de tal manera que ubiquen, se acerquen y se conecten con un objeto.

1.2 Transporte cooperativo

En este trabajo se aborda el problema de

a) cómo controlar s-bots separados para conectarse de forma autónoma con un objeto y / o entre sí, y

b) cómo controlar un swarm-bot o una colección de swarm-bots para transportar un objeto hacia una meta.

El diseño y la utilidad de una arquitectura de control híbrida para controlar un grupo autoensamblado de s-bots involucrados en una tarea de transporte cooperativo ya se han estudiado en simulación. El problema se ha descompuesto en los subproblemas de control de las acciones.

1. S-bots que pueden autoensamblarse. S-bots ensamblados que son capaces de localizar el objetivo durante el transporte.

2. S-bots ensamblados que son incapaces de localizar el objetivo durante el transporte. Utilice un microcontrolador maestro y esclavo.

3. Interfaz del sensor de evitación óptico con el robot de enjambre.

4. Comunicación SPI desarrollada entre robots de enjambre.

5. Sincronización entre dos robots de enjambre El transporte limitado de objetos es solo una limitación de nuestro proyecto.

Paso 3: METODOLOGÍA

Los cinco bloques principales del proyecto Swarm consisten en

A) Arduino Master & Slave: El maestro y el esclavo son dos bots basados en arduino, que cooperan para llevar a cabo la tarea deseada, en nuestro caso el transporte de objetos pesados. El maestro controla el movimiento y las acciones del esclavo a través del módulo de RF que se explica en la siguiente parte.

B) Módulo RF (nrf24l01): La comunicación entre el maestro y el esclavo se realiza a través del módulo RF. El maestro envía el comando deseado a través del módulo transmisor, que es recibido y seguido por el esclavo a través del módulo receptor adjunto.

C) Evita obstáculos: este es el ojo de los bots. El evitador de obstáculos ayuda a los bots a evitar obstáculos no deseados y también evita la colisión entre ellos. Se compone de un sistema de fotodiodos y LED, que se colocan en el maestro y el esclavo respectivamente.

D) One Sheeld: La primera parte es un escudo que está conectado físicamente a su placa Arduino y actúa como un intermediario inalámbrico, canalizando datos entre Arduino y cualquier teléfono inteligente Android a través de Bluetooth. Es una plataforma de software y aplicación en teléfonos inteligentes Android que administra la comunicación entre nuestro escudo y su teléfono inteligente y le permite elegir entre los diferentes escudos disponibles.

E) LV-MaxSonar: Nuestros sensores ultrasónicos son sensores en el aire, detección de objetos sin contacto y sensores de rango que detectan objetos dentro de un área. Estos sensores no se ven afectados por el color u otras características visuales del objeto detectado. Los sensores ultrasónicos utilizan sonido de alta frecuencia para detectar y localizar objetos en una variedad de entornos.

Paso 4: INTERFAZ DE LOS COMPONENTES

Swarm Bots: Pin de montaje y transporte cooperativo Descripción

A. Descripción del pin nrf24L01

1 - TIERRA

2 - VCC 3.3V !!! NO 5V

3 - CE al pin 9 de Arduino

4 - CSN al pin 10 de Arduino

5 - SCK al pin 13 de Arduino

6 - MOSI al pin 11 de Arduino

7 - MISO al pin 12 de Arduino

8 - SIN UTILIZAR

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Pin de datos - A5

C. IC del controlador del motor L293D

LeftMotorForward - D7 (pin digital 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Fotodiodo (opcional)

VCC-5V

GND

Pin de datos - D0

Puede conectar el pin según el diseño de su PCB, pero se deben realizar los cambios necesarios en el código.

Nota: La gente enfrentará algún problema al interactuar y ejecutar el programa en el primer intento, revise todas las conexiones y el código correctamente y luego inténtelo una vez más.

Paso 5: PROGRAMACIÓN

Hackster.io

Nota: El siguiente archivo txt adjunto contiene el programa Master.ino y Slave.ino. Tome la referencia del código, comprenda el funcionamiento y luego cárguelo en los respectivos arduino maestro y arduino esclavo:)

Paso 6: CARCASA, PCB Y PROTOTIPOS

Puede llevar cualquier caso para su robot

PCB contiene nrF, sensor de evitación de obstáculos, batería, L293D IC. No tiene que hacer PCB, solo en la placa de purf conecte cada componente y suéldelo

Paso 7: PRUEBA DEL SENSOR DE EVITACIÓN DE OBSTÁCULOS

Paso 8: PRUEBA DEL TRANSRECEPTOR NRF24L01

Nota: Lo siento por la marca de agua en el video;)

Paso 9: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DE UN SOLO BOT Y 1 PANTALLA

Paso 10: MONTAJE DE LOS VENGADORES PARA LA PRUEBA FINAL

Paso 11: PRUEBA FINAL

Paso 12: CONCLUSIÓN

1. Nuestro Proyecto se basa básicamente en el comportamiento natural de un Enjambre de abejas o de un Enjambre de hormigas que realizan con eficacia y eficiencia la tarea que se les ha encomendado.

2. La coordinación entre el robot maestro y el esclavo es eficaz para llevar a cabo la tarea que es el transporte de objetos.

3. Aquí solo se utilizan 1 bots maestro y 1 esclavo, lo que limita el tamaño del objeto que se puede transportar desde el origen al destino.

4. Una vez que se realiza el Autoensamblaje, el Transporte del Objeto es un proceso fácil y confiable.

5. El uso de bots inalámbricos hace que el par de bots maestro y esclavo sea práctico de usar.

ALCANCE FUTURO

1. Al aumentar el número de esclavos, se puede llevar a cabo el transporte de objetos más grandes y pesados.

2. Estos Robots de Enjambre se pueden utilizar para varias Operaciones de Rescate en las que las situaciones no son favorables para la Intervención de los Humanos.

3. El uso de Swarm Robotics puede extenderse para servir a una nación a través de los servicios militares. Esto reducirá el número de víctimas de una guerra.

Paso 13: GRACIAS:)

Muchas gracias por su tiempo para echar un vistazo a este instructivo

Espero haber hecho una breve explicación de este proyecto para que todos puedan entender el proyecto fácilmente y hacer el suyo propio. Dado que es un proyecto un poco complejo, es posible que tenga problemas inicialmente durante la interfaz, la codificación y las pruebas. Simplemente siga los pasos uno por uno y elimine la línea de error, no cargue el código directamente y comience a ejecutar. El código también es un código general, es posible que las personas tengan que realizar cambios según sus requisitos.

Lo que sugiero es primero interconectar un componente, codificarlo y probarlo, luego agregar otro código y probarlo. Esto ayudará mejor. Tome alguna referencia de Google porque mi código tampoco es 100% correcto. Por fin, también soy un novato en arduino y programación, por lo que hice todo lo posible por hacer lo mejor que pude.

Espero que les haya gustado:)

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