Der Artikel zeigt die Schaffung eines Roboters, der sich entlang von Linien bewegt und Labyrinthe durchlaufen kann. Nachdem er das Labyrinth studiert hat, kann er es auf kürzestem Weg durchlaufen. Der Autor hat dieses Projekt lange Zeit geschaffen, das Glück hat ihn zum dritten Mal überholt.
Vorführung der Maschine:
Materialien und Werkzeuge:
- Arduino RBBB
- Mikromotoren 2 Stk
- Halterungen für 2-teilige Motoren
- Räder 2 Stk
- Kugelrad
- Analoger Reflexionssensor
- Muttern mit 2 Stück Schrauben.
- Lokführer
- Batteriehalter 4 Stk. AAA
- Batterien (wiederaufladbare Batterien) AAA 4-tlg
- Fall
- Muttern, Schrauben, Unterlegscheiben
- Verbindungsdrähte
- löten
- Zangen
- Lötkolben
- Schraubendreher
Erster Schritt. Theorie
Der Autor benötigt der Roboter, die selbst einen Ausweg aus dem Labyrinth finden und anschließend die Rückfahrt optimieren können. Bei der Erstellung einer Maschine für Labyrinthe wurden sie nach der Methode der linken Hand geführt. Um es klarer zu machen, sollten Sie sich vorstellen, dass Sie sich in einem Labyrinth befinden und immer Ihre linke Hand an der Wand halten. Nachdem Sie einen bestimmten Pfad passiert haben, hilft Ihnen dies aus dem Labyrinth heraus, wenn es nicht geschlossen ist. Der Roboter kann nur mit offenen Labyrinthen arbeiten.
Die Prinzipien der linken Methode sind recht einfach:
- Wenn Sie links abbiegen können, biegen Sie links ab.
- Wenn es möglich ist, sich gerade zu bewegen, bewegen Sie sich gerade.
- Wenn Sie rechts abbiegen können, biegen Sie rechts ab.
- Wenn Sie sich in einer Sackgasse befinden, drehen Sie um 180 Grad.
Außerdem muss der Roboter an der Kreuzung Entscheidungen treffen. Wenn er sich jedoch an der Kurve nicht ausschaltet, fährt er geradeaus. Um eine bessere Rückroute zu erstellen, wird jede Entscheidung in den Speicher geschrieben.
L = links abbiegen
R = rechts abbiegen
S = eine Runde überspringen
B = um 180 Grad drehen
Diese Methode wird im Folgenden anhand eines einfachen Labyrinths als Beispiel gezeigt. Der Roboter legte die Strecke mit LBLLBSR-Befehlen zurück.
Der Weg war ziemlich lang und muss in ein optimales SRR umgewandelt werden. Dazu wird bestimmt, wo der Roboter in die falsche Richtung gedreht hat. Überall dort, wo der Befehl „B“ verwendet wird, ist der Pfad falsch, da sich der Roboter in einer Sackgasse befand. Daher sollte „B“ durch etwas anderes ersetzt werden. Die erste falsche Bewegung war LBL, der Roboter drehte sich um und drehte sich um, während es nur notwendig war, direkt LBL = S zu folgen. Somit wird der ideale Pfad LBL = S, LBS = R erstellt. Basierend auf solchen Ersetzungen baut der Roboter einen idealen kurzen Pfad für sich.
Schritt zwei Das Chassis des Roboters.
Acryl mit einer Dicke von 0,8 mm wurde zur Basis für das Roboterchassis, das Schneiden wurde mit einem Laser gemäß der Zeichnung durchgeführt. Im Archiv unter dem Artikel befindet sich eine Zeichnungsdatei aus AutoCAD. Es war nicht notwendig, solches Material zu verwenden, aber der Autor nahm, was verfügbar war.
Im unteren Teil sind Löcher für die Montage von Motoren, Platinen, Rädern und Sensoren vorgesehen. Der obere Teil hat ein großes Loch für Drähte.
Schritt drei Einbau von Rädern.
Der Autor hat beide Motoren mit Schrauben befestigt. Außerdem setzen sie einfach Räder auf ihre Achse und richten die Welle auf das Loch im Rad aus.
Der vierte Schritt. Arduino
Zu diesem Zeitpunkt befolgte der Autor zunächst die Montageanleitung für den Arduino RBBB. Außerdem schnitt er einen Teil des Bretts ab, um seine Größe zu verringern. Der Stromanschluss und der Stabilisator wurden mit einer Metallschere abgeschnitten. Danach wurde ein 9-poliger Stecker für Kontakte von 5 V bis A0 auf die linke Seite der Platine gelötet, um einen Sensor daran anzuschließen. Ein 4-poliger Stecker wurde für Kontakte von D5 bis D8 auf die rechte Seite der Platine gelötet, und eine Motorsteuerung wird daran angeschlossen. Zur Stromversorgung wurde der 2-polige Stecker auf 5 V und GND gelötet.
Schritt fünf Motorsteuerung.
Der Autor selbst hat für diesen Schritt eine Leiterplatte entwickelt, die im Eagle-Format im Archiv unter dem Artikel beigefügt ist. Der erste Motor war mit den Stiften M1-A und M1-B verbunden, der zweite mit M2 und M2-B. Der erste Eingang des ersten In 1A-Motors wurde mit dem 7. Pin des Arduino verbunden. In 1B wurde an Pin 6 des Arduino angeschlossen. Mit dem ersten Eingang des zweiten Motors ist In 2A mit dem 5. Pin von Arduino verbunden. Pin In 2B wird mit Pin 8 des Arduino verbunden. Strom und Masse sind mit Arduino-Strom und Masse verbunden.
Schritt sechs Sensoren
Dieses Element wird in Form einer Sensorplatine verkauft, zunächst gibt es acht davon, die beiden extremen wurden vom Autor gelöscht. Ein 9-poliger Stecker wurde an die Platine gelötet, ein Draht, der zum Arduino führt, wird mit ihnen verbunden. Der Sensor erkennt einen weißen und schwarzen Teil des Labyrinths durch Reflexion von der Oberfläche.
Siebter Schritt. Oberteil.
Das Chassis mit der Oberseite des Roboters durch Schrauben und Gestelle verbunden. Die Batterie wurde oben mit einem Klettverschluss befestigt. Drähte von ihm wurden durch das vorbereitete Loch gelegt. Beim Anbringen entschied sich der Autor, keine Schrauben zu verwenden, sondern die Batterie mit Klettverschluss zu belassen, damit die Batterien leichter ausgetauscht werden können. Mit dem Schalter am Batteriegehäuse wurde eine Leistungsprüfung durchgeführt.
Schritt acht. Installation von Sensoren.
Die Sensoren wurden am Boden der Maschine angeschraubt. Der GND-Pin ist mit dem GND Arduino verbunden. Als nächstes wird der Vcc-Pin mit dem 5V Arduino verbunden. Die Arduino 5-0 ADCs verbanden die Pins der analogen 6-1 Sensoren.
Schritt neun. Essen.
Arduino hat gerade Drähte aus der Batterie gelötet. Das Ein- und Ausschalten des Roboters erfolgt durch Einschalten der Batterie. Daher wurde die Verwendung von Löten beschlossen. Damit ist die Montage des Roboters abgeschlossen.
Schritt zehn Der Software-Teil.
Das Programm hat mehrere Funktionen, die für den Operationsalgorithmus verantwortlich sind. Die Funktion „linke Hand“ empfängt Messwerte von Sensoren und steuert den Roboter gemäß diesen Regeln. Die Rotationsfunktion wird eingeschaltet, bevor der Roboter eine schwarze Linie bemerkt, nachdem er bemerkt hat, dass er gerade fährt. Eine Pfadoptimierungsfunktion ist ebenfalls integriert. Das Programm kann unter dem Artikel im Archiv heruntergeladen werden.
Robotervideo: