¡Robot que evita obstáculos con personalidad !: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

A diferencia de la mayoría de los robots itinerantes, este realmente deambula de tal manera que parece estar 'pensando'. Con un microcontrolador BASIC Stamp (Basic Atom, Parallax Basic Stamps, Coridium Stamp, etc.), un chasis de algún tipo, algunos sensores y un código sofisticado de este instructable, puedes crear un robot que ejecutará movimientos que nunca ni siquiera ¡Programado en él! Aquí hay un video (es de baja calidad, pero estoy trabajando en eso (todavía estoy tratando de resolver la parte en que es demasiado lento).

Paso 1: los sensores

El (nombre?)… Bueno, llamémoslo Bob. Bob tiene cinco sensores

• Telémetro ultrasónico (también conocido como "sonar")
• 2 sensores de infrarrojos Sharp GP2D12
• 1 conjunto de infrarrojos estándar (más sobre esto más adelante)
• 1 fotocélula de CdS (sulfuro de cadmio)

El telémetro ultrasónico ayuda a Bob a ver los obstáculos que se encuentran justo frente a él; también le dicen a qué distancia está el objeto de él. Esto se puede obtener de muchas fuentes. Puede encontrarlos en (Parallax; lo llaman el "Ping)))"), Acroname, HVW Technologies y muchos más sitios. No importa dónde vaya a buscarlos, todos cuestan aproximadamente lo mismo (~ $ 30). Los dos sensores IR fabricados por Sharp son muy fáciles de usar cuando se utilizan para la detección de objetos simple como en este caso. Puede obtenerlos en muchas tiendas en línea, como las que se enumeran anteriormente. Ayudan a Bob a ver obstáculos que el telémetro ultrasónico no puede ver; obstáculos que se acercan demasiado a los lados del chasis. Cuestan entre $ 12 y $ 15 dependiendo de dónde los obtenga. El "montaje de IR" lo hice yo mismo; consulte el paso 2 para el montaje. La fotocélula CdS (o resistencia variable de luz, cualquiera que sea su preferencia) es para detectar cambios en la iluminación ambiental. Bob los usa para saber cuándo está en una habitación oscura o clara. Si alguien que tiene experiencia previa con alguno de los guardabosques de Sharp IR, para su información, no se está utilizando para medir la distancia real en este robot. No tengo un ADC (convertidor analógico a digital), ni sé cómo usarlos de esa manera. Simplemente están proporcionando una señal ALTA o BAJA al microcontrolador BS2. Las hojas de datos para los sensores Sharp IR y Ping))) se pueden encontrar en la red, pero si eres un vago como yo, puedes desplazarte un poco más hacia abajo y ¡ahí están!

Paso 2: el hardware, el cerebro y otros componentes

Está bien. Para empezar, el hardware que se utilizó para este robot fue parte de un kit que obtuve. Es el kit "Boe-Bot" de Parallax (https://www. Parallax.com), pero este diseño es muy flexible; puede usar cualquier chasis que desee, solo asegúrese de que 1) el telémetro ultrasónico esté en la elevación más alta del robot para que no golpee la parte inferior de las barandillas, etc., y 2) los sensores de infrarrojos estén en ángulo de tal manera que Incluso pueden detectar objetos que están a aproximadamente 1 "de distancia del robot. Esto evita que golpee los bordes de cosas que puedan golpear las ruedas. Montado en el chasis está el Boe-Board de Parallax que viene con mi kit Boe-Bot, que es simplemente una placa de desarrollo que se puede utilizar con cualquier microcontrolador Stamp con los mismos requisitos de voltaje y disposición de pines. Hay muchas placas de desarrollo Stamp diferentes en Internet. Cuesta 65 dólares de Parallax. En la placa de desarrollo, como el cerebro de Bob, está la BS2e (BASIC Stamp 2 e), que es básicamente el mismo que el BS2, excepto que tiene más memoria (RAM y EEPROM). La EEPROM es para el almacenamiento de programas, y la RAM es para almacenar las variables (temporalmente, por supuesto). Bob no puede ser el pensador más rápido del mundo (~ 4000 instrucciones / seg), pero bueno, Eso es lo suficientemente bueno. Bob se mueve a través de dos servos de rotación continua de Parallax que, como muchos servos, tienen MUCHO torque. Para el jugo, tiene un paquete de baterías AA de 4 celdas (para un total de 6 V) conectado al regulador de 5 V en la placa de desarrollo, lo que da una salida constante de, lo adivinó, 5 V para no freír los componentes. Muchos dispositivos para robótica funcionan con un suministro de 5 V o 6 V; por alguna razón, es un estándar. Y usted NO quiere freír estos componentes; son caros. El BS2e tiene un regulador interno, ¡pero no le dé más de 9V si no está usando una placa de desarrollo! Además, si no usa un placa de desarrollo (que siempre tienen reguladores), luego ASEGÚRESE de usar un regulador de 5V. NOTA: En cuanto al consumo de energía, Bob es muy codicioso. Use baterías RECARGABLES para esto; duran MUCHO más. Usé 4 recargables Energizer a 2500ma cada una, lo que definitivamente prolonga la vida.

Paso 3: Montaje del circuito del sensor de luz

El sensor de luz requiere un circuito para que el BS2e lo utilice correctamente. Saqué este circuito directamente de uno de los libros de Parallax (en realidad, el que vino con mi kit). NOTA: EL PIN 6 ES EN REALIDAD EL PIN 1; ESTO DEBE COINCIDIR CON EL CÓDIGO O PUEDE DAÑAR OTROS COMPONENTES. TENGA CUIDADO DE NO ENROLLAR ESO.

Paso 4: Montaje del detector de bajada

Esto se puede juntar en un PCB desnudo. Corrí a RadioShack y conseguí uno, y corté la placa para que encajara en el circuito. Esta parte es CRUCIAL. Si arruinas esto, el pobre Bob puede morir. El detector de infrarrojos es un Panasonic PNA4601, pero puede obtenerlos de RatShack, así como las resistencias y el LED de infrarrojos. No importa el tamaño del LED IR que obtenga, solo asegúrese de que no sea un FOTOTRANSISTOR IR. Ese es un dispositivo TOTALMENTE diferente. Además, debe usar un tubo termorretráctil o algún tipo de pajita (puede rociarlo con pintura negra) para estrechar el haz del LED IR, pero debe estar completamente cubierto (excepto el extremo del LED), o el sensor no trabajará. Usé una carcasa de plástico de Parallax. Puede solicitar el LED y la carcasa en su sitio web.

Desafortunadamente, el rango de frecuencia del detector de infrarrojos que utilicé era muy amplio, lo que significa que es mucho más propenso a sufrir interferencias. Afortunadamente, RadioShack ofrece los que solo están sintonizados a 38Khz, lo que significa que es menos probable que Bob actúe de manera extraña con los controles remotos y otros dispositivos que usan IR. Los DP2D12 son excelentes porque prácticamente no tienen interferencias debido a la óptica avanzada (las lentes) y los circuitos. En proyectos futuros, no utilizaré detectores de infrarrojos habituales. Los IR de Sharp son preferibles a los receptores IR simples. NOTA: EL PIN 8 ES EN REALIDAD EL PIN 10. EL PIN 9 ES CORRECTO

Paso 5: ¡Bob necesita sonido

Conecte un parlante piezoeléctrico al PIN 5 y - a tierra. ¡Bob necesita expresarse! El mejor tipo de altavoz piezoeléctrico a utilizar sería uno de montaje en superficie. Casi siempre son de 5 voltios. De lo contrario, si usa uno clasificado por debajo de 5 V, necesitará una resistencia.

Paso 6: agregar el 'faro'

Para que Bob se vea más fresco en la oscuridad, enciende un faro cuando entra en una habitación oscura. Cualquier LED blanco funcionará para esto. Dado que el circuito es tan simple, solo te voy a decir: solo usa una resistencia de 220 ohmios para limitar la corriente. Y, por supuesto, va al suelo.

Paso 7: ¡Llena el cerebro de Bob

Aquí está el código de Bob. Está dividido en secciones: declaraciones (constantes y variables), inicialización, el ciclo 'principal' y subrutinas. El tipo de programación que utilicé es la arquitectura FSM (máquina de estado finito) basada en subsunción. Básicamente, hace que el robot funcione más rápido y organiza mejor el código. Si desea aventurarse en ese ámbito relativamente complejo, lea el PDF en esta página. He agregado comentarios (el texto en verde) para ayudar a identificar diferentes partes del código. Todas las conexiones al BS2e se enumeran nuevamente a continuación

• PIN 0 - Resistencia de 220ohm a la fotocélula CdS
• PIN 5 - cable positivo del altavoz piezoeléctrico
• PIN 6 - Línea SIG (señal) de GP2D12 izquierda (izquierda cuando se mira al robot desde arriba)
• PIN 8 - Línea SIG de GP2D12 derecha
• PIN 9 - Línea OUT (salida) del detector IR (sensor de caída)
• PIN 10 - Resistencia de 1Kohm al cable positivo del LED IR
• PIN 15 - Cable SIG del telémetro ultrasónico

El código de Bob está escrito de tal manera que 1) Él, por supuesto, evita objetos y caídas2) cuenta el número de veces que se activó cada uno de los sensores y determina si está en un lugar que no se puede maniobrar en 3) genera pseudo- números aleatorios para aleatorizar el movimiento 4) enciende los "faros" después de determinar que está en una habitación oscura mediante el uso de temporizadores y declaraciones SI … ENTONCES Todavía estoy trabajando en la parte del 'retraso'. Tiene que ver con el tiempo de descarga del condensador del sensor de luz, así como con un BS2e sobrecargado.