Článek ukazuje vytvoření robota, který cestuje podél linií a může projít labyrintem, po prostudování labyrintu jej může projít nejkratší cestou. Autor tento projekt vytvořil po dlouhou dobu, potřetí ho předstihlo štěstí.
Ukázka stroje:
Materiály a nářadí:
- Arduino RBBB
- Mikromotory 2 ks
- Konzoly pro 2 ks motorů
- Kola 2 ks
- kuličkové kolo
- Analogový snímač odrazu
- Matice se šrouby 2 ks.
- řidič motoru
- Držák baterie 4 ks AAA
- Baterie (dobíjecí baterie) AAA 4 ks
- Případ
- Matice, šrouby, podložky
- spojovací vodiče
- pájka
- kleště
- páječka
- šroubovák
První krok. Teorie
Autor potřeboval robot, který sám najde cestu ven z bludiště, po kterém bude schopen optimalizovat zpáteční cestu. Při vytváření strojů pro bludiště se řídily metodou vlevo. Aby to bylo jasnější, měli byste si představit, že jste byli v bludišti a vždy držte levou ruku na zdi. Po absolvování určité cesty vám to pomůže z bludiště, pokud není uzavřeno. Robot může pracovat pouze s otevřenými bludišti.
Principy metody vlevo jsou poměrně jednoduché:
- Pokud můžete odbočit doleva, odbočit doleva.
- Pokud je možné se pohybovat rovně, pohybujte se rovně.
- Pokud se můžete otočit doprava, zahněte doprava.
- Pokud jste na slepé uličce, otočte o 180 stupňů.
Robot musí také učinit rozhodnutí na křižovatce, ale pokud se na otočení nevypne, pak to půjde rovně. Pro vytvoření lepší zpáteční cesty je každé rozhodnutí zapsáno do paměti.
L = zatáčení doleva
R = doprava
S = přeskočit zatáčku
B = otočení o 180 stupňů
Tato metoda je ukázána níže v akci za použití jednoduchého bludiště jako příkladu. Robot překonal vzdálenost pomocí příkazů LBLLBSR.
Cesta vyšla docela dlouho, je třeba ji proměnit v optimální SRR. K tomu je určeno, kde robot obrátil špatnou cestu. Všude tam, kde se používá příkaz „B“, bude cesta nesprávná, protože robot byl ve slepé uličce, takže „B“ by mělo být nahrazeno něčím jiným. Prvním nesprávným krokem byl LBL, robot se otočil a otočil, zatímco bylo třeba přímo sledovat LBL = S. Je tedy vytvořena ideální cesta LBL = S, LBS = R. Na základě těchto náhrad si robot vytvoří ideální krátkou cestu pro sebe.
Krok dva Podvozek robota.
Základem robota se stal akrylát o tloušťce 0,8 mm, řezání bylo prováděno laserem podle výkresu. V archivu pod článkem bude výkresový soubor z AutoCADu. Nebylo nutné použít takový materiál, ale autor vzal to, co bylo k dispozici.
Ve spodní části jsou vytvořeny otvory pro montáž motorů, desek, kol a senzorů. Horní část má velký otvor pro dráty.
Krok tři Montáž kol.
Autor připojil oba motory šrouby. Dále jednoduše nasadili kola na nápravu a zarovnání hřídele s otvorem v kolečku.
Čtvrtý krok. Arduino
V tomto okamžiku autor nejprve postupoval podle montážních pokynů pro Arduino RBBB. Dále odřízl část desky, aby se zmenšila její velikost. Napájecí konektor a stabilizátor byly odříznuty nůžkami na kov. Poté byl na levé straně desky připájen 9pinový konektor pro kontakty od 5V do A0 pro připojení senzoru. 4pinový konektor byl připájen na pravou stranu desky pro kontakty od D5 do D8 a bude k němu připojen řídicí jednotka motoru. Pro napájení byl 2pinový konektor pájen k 5V a GND.
Krok pět Řídicí jednotka motoru.
Autor sám vyvinul desku plošných spojů pro tento krok, obvod ve formátu Eagle je připojen v archivu pod článkem. První motor byl připojen na piny M1-A a M1-B, druhý na M2 a M2-B. První vstup prvního In 1A motoru byl připojen k 7. pinu Arduino. V 1B byl připojen k pin 6 Arduino. K prvnímu vstupu druhého motoru je In 2A připojen k pátému pinu Arduino. Pin In 2B se připojuje na pin 8 Arduino. Napájení a uzemnění jsou připojeny k napájení a uzemnění Arduino.
Krok šestý Senzory
Tento prvek se prodává ve formě desky senzorů, zpočátku jich je osm, dva extrémní ty byly autorem vymazány. K desce byl připájen 9kolíkový konektor, k nim bude připojen vodič vedoucí k Arduinu. Senzor detekuje bílou a černou část bludiště pomocí odrazu od povrchu.
Sedmý krok. Horní část.
Podvozek s horní částí robota spojen šrouby a stojany. Baterie byla nahoře připevněna suchým zipem. Dráty z něj byly položeny skrz připravenou díru. Při připojování se autor rozhodl nepoužívat šrouby, ale nechat baterii na suchý zip, aby bylo snazší vyměnit baterie. Pomocí přepínače na pouzdru na baterii byla provedena kontrola výkonu.
Krok osm. Instalace senzorů.
Senzory byly přišroubovány ke spodní části stroje. GND pin je připojen k GND Arduino. Dále je pin Vcc připojen k 5V Arduino. Arduino 5-0 ADC připojilo piny analogových 6-1 senzorů.
Krok devět. Jídlo.
Arduino právě pájel dráty z baterie. Zapnutí a vypnutí robota bude vypínačem na baterii, takže bylo rozhodnuto použít pájení. Tím je dokončena montáž robota.
Krok 10 Softwarová část.
Program má několik funkcí zodpovědných za operační algoritmus. Funkce „levá ruka“ přijímá hodnoty ze senzorů a řídí robota podle těchto pravidel. Funkce rotace je zapnuta dříve, než si robot všimne černé čáry, když si všiml, že se pohybuje přímo. Integrovaná je také funkce optimalizace cesty. Program si můžete stáhnout pod článkem v archivu.
Video robota: