Proyecto BOTUS: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Este instructables describirá el robot BOTUS, que fue construido como un proyecto de término para nuestro primer año de ingeniería en la Universite de Sherbrooke, en Sherbrooke, Quebec, Canadá. BOTUS significa roBOT Universite de Sherbrooke o, como nos gusta llamarlo, roBOT Under Skirt:) El proyecto que nos propusieron consistía en encontrar una aplicación interesante para el control por voz. Dado que uno de nuestros miembros es un fanático de la robótica y siguiendo los pasos de nuestro proyecto anterior *, decidimos construir un robot controlado a distancia que usaría el comando de voz como una característica adicional para las personas que no están acostumbradas a manipular controles remotos complejos. con múltiples botones (es decir, no gamers;)). El equipo responsable de la realización del robot está compuesto por (en orden alfabético): - Alexandre Bolduc, Ingeniería Informática- Louis-Philippe Brault, Ingeniería Eléctrica- Vincent Chouinard, Ingeniería Eléctrica- JFDuval, Ingeniería Eléctrica- Sebastien Gagnon, Ingeniería Eléctrica- Simon Marcoux, Ingeniería Eléctrica- Eugene Morin, Ingeniería Informática- Guillaume Plourde, Ingeniería Informática- Simon St-Hilaire, Ingeniería Eléctrica Como estudiantes, no tenemos exactamente un presupuesto ilimitado. Esto nos obligó a reutilizar una gran cantidad de material, desde policarbonato hasta baterías y componentes electrónicos. ¡De todos modos, dejaré de divagar ahora y te mostraré de qué está hecha esta bestia! Nota: Para mantener el espíritu de compartir, todos los esquemas de la PCB, así como el código que impulsa el robot, se darán en este instructivo… ¡Disfruta! * Ver Cameleo, el robot que cambia de color. Este proyecto no se terminó en la fecha límite, observe los movimientos desiguales, pero aún así logramos recibir una mención por innovación para nuestra función "Combinación de colores".

Paso 1: una rápida evolución del robot

Como muchos proyectos, BOTUS pasó por múltiples etapas de evolución antes de convertirse en lo que es ahora. En primer lugar, se hizo un modelo 3D para dar una mejor idea del diseño final a todos los involucrados. Posteriormente se inició el prototipado, con la realización de una plataforma de pruebas, y tras validar que todo funcionaba bien, se inició la construcción del robot final, que tuvo que ser modificado varias veces. La forma básica no se modificó. Usamos policarbonato para soportar todas las tarjetas electrónicas, MDF como base y tubería ABS como la torre central que soporta nuestros sensores de distancia infrarrojos y nuestro conjunto de cámara.

Paso 2: Movimientos

Originalmente, el robot estaba equipado con dos motores Maxon que accionaban dos ruedas de patines. Aunque el robot podía moverse, el par que suministraban los motores era demasiado pequeño y debían ser impulsados al máximo en todo momento, lo que reducía la precisión de los movimientos del robot. Para solucionar este problema, reutilizamos dos Motores Escap P42 del esfuerzo Eurobot 2008 de JFDuval. Tenían que estar montados en dos cajas de cambios hechas a medida y las ruedas las cambiamos a dos ruedas de scooter. El tercer soporte del robot consiste en una rueda libre simple (en este caso solo es un rodamiento de bolas de metal).

Paso 3: pinzas

Las pinzas también son el resultado de la recuperación. Originalmente formaban parte de un conjunto de brazo robótico utilizado como herramienta de enseñanza. Se agregó un servo para permitirle girar, además de su capacidad de agarre. Tenemos mucha suerte, ya que las pinzas tenían un dispositivo físico que les impedía abrirse demasiado o cerrarse demasiado (aunque después de una "prueba de dedo", nos dimos cuenta de que tenía un agarre bastante bueno …).

Paso 4: cámara y sensores

La característica principal del robot, al menos para el proyecto que nos dieron, era la cámara, que tenía que poder mirar a su alrededor y permitir un control preciso de su movimiento. La solución que nos decidimos fue un sencillo montaje Pan & Tilt, que consta de dos servos pegados artísticamente (hmmm) encima de los cuales se encuentra una cámara de muy alta definición disponible en eBay por alrededor de 20 $ (je…). Nuestro control por voz nos permitió mover la cámara con los dos ejes proporcionados por los servos. El conjunto en sí está montado en la parte superior de nuestra "torre" central, combinado con un servo montado un poco descentrado, permitió a la cámara mirar hacia abajo y ver las pinzas, ayudando al operador con sus maniobras. También equipamos el BOTUS con 5 infrarrojos sensores de distancia, montados en el lateral de la torre central, lo que les permite una buena "vista" del frente y los lados del robot. El alcance del sensor frontal es de 150 cm, los sensores de los laterales tienen un alcance de 30 cm y los diagonales tienen un alcance de hasta 80 cm.

Paso 5: ¿Pero qué pasa con el cerebro?

Como todo buen robot, el nuestro necesitaba un cerebro. Se diseñó una placa de control personalizada para hacer exactamente eso. Apodada "Colibri 101" (que significa Hummingbird 101 porque es pequeña y eficiente, por supuesto), la placa incluye entradas analógicas / digitales más que suficientes, algunos módulos de potencia para las ruedas, una pantalla LCD y un módulo XBee que se utiliza. para comunicación inalámbrica. Todos estos módulos están controlados por un Microchip PIC18F8722. La placa fue diseñada voluntariamente para ser muy compacta, tanto para ahorrar espacio en el robot como para ahorrar material de PCB. La mayoría de los componentes de la placa son muestras, lo que nos permitió disminuir el costo total de la PCB. Los tableros en sí fueron hechos de forma gratuita por AdvancedCircuits, así que muchas gracias a ellos por el patrocinio. Nota: Para mantener el espíritu de compartir, encontrará los esquemas, los archivos Cadsoft Eagle para el diseño del tablero y el código C18 para el microcontrolador aquí y aquí.

Paso 6: Poder

Ahora, todo esto es bastante bueno, pero necesita algo de jugo para funcionar. Para eso, una vez más recurrimos al robot Eurobot 2008, despojándolo de sus baterías, que resulta ser un nano fosfato de iones de litio Dewalt de 36 V con 10 celdas A123. Estos originalmente fueron donados por DeWALT Canadá. Durante nuestra presentación final, la batería duró unas 2,5 horas, lo que es muy respetable.

Paso 7: Pero… ¿Cómo controlamos la cosa?

Aquí es donde entra en juego la parte "oficial" del término proyecto. Desafortunadamente, debido a que los diversos módulos que usamos para filtrar nuestra voz y convertirlos en comandos de voz fueron diseñados por la Universidad de Sherbrooke, no podré describirlos con Muchos detalles, sin embargo, les puedo decir que tratamos la voz a través de una serie de filtros, que permiten que una FPGA reconozca, según el estado de cada salida que den nuestros filtros, qué fonema fue pronunciado por el operador. Nuestros estudiantes de ingeniería informática diseñaron una interfaz gráfica que muestra toda la información recopilada por el robot, incluida la transmisión de video en vivo. (Este código no está incluido, desafortunadamente) Esta información se transmite a través del módulo XBee en el Colibri 101, que luego son recibidos por otro módulo XBee, que luego pasa por un convertidor de serie a USB (los planes para esta placa también son incluido en el archivo.rar) y luego son recibidos por el programa. El operador usa un Gamepad normal para transmitir los comandos de movimiento / agarre al robot, y un auricular para controlar la cámara. Aquí hay un ejemplo del robot en acción:

Paso 8: Conclusión

Bueno, eso es todo. Aunque estos instructivos no describen en detalle cómo construimos nuestro robot, lo que probablemente no los ayudaría debido a los materiales bastante "únicos" que usamos, les recomiendo encarecidamente que utilicen los esquemas y el código que proporcionamos para inspirar usted en la construcción de su propio robot! Si tiene alguna pregunta, o termina haciendo un robot con la ayuda de nuestras cosas, estaremos encantados de saber! Gracias por leer! PD: Si no tiene ganas de votar por mí, eche un vistazo al proyecto de Jerome Demers aquí o incluso al proyecto de JFDuval disponible a través de su página personal aquí. Si alguno de ellos gana, podría marcar algunas piezas cortadas con láser;)