Buat Robot Pelari Maze: 3 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Robot penyelesaian labirin berasal dari tahun 1970-an. Sejak itu, IEEE telah mengadakan pertandingan menyelesaikan labirin yang disebut Peraduan Tikus Mikro. Tujuan peraduan ini adalah untuk merancang robot yang menemui titik tengah labirin secepat mungkin. Algoritma yang digunakan untuk menyelesaikan maze dengan cepat biasanya tergolong dalam tiga kategori; carian rawak, pemetaan labirin, dan dinding kanan atau kiri berikut kaedah.

Kaedah yang paling berfungsi dari kaedah ini adalah kaedah dinding berikut. Dalam kaedah ini, robot mengikuti dinding sebelah kanan atau kiri di labirin. Sekiranya titik keluar dihubungkan ke dinding luar labirin, robot akan mencari jalan keluar. Catatan aplikasi ini menggunakan kaedah dinding yang betul.

Perkakasan

Aplikasi ini menggunakan:

• 2 Sensor jarak analog tajam
• Sensor penjejak
• Pengekod
• Pemandu motor dan motor
• Silego GreenPAK SLG46531V
• Pengatur voltan, casis robot.

Kami akan menggunakan sensor jarak analog untuk menentukan jarak ke dinding kanan dan depan. Sensor jarak Sharp adalah pilihan yang popular untuk banyak projek yang memerlukan pengukuran jarak yang tepat. Sensor IR ini lebih ekonomik daripada pencari jarak sonar, tetapi memberikan prestasi yang jauh lebih baik daripada alternatif IR lain. Terdapat hubungan tidak linear, terbalik antara voltan output sensor dan jarak yang diukur. Plot menunjukkan hubungan antara output sensor dan jarak yang diukur ditunjukkan pada rajah 1.

Garis putih terhadap tanah warna hitam ditetapkan sebagai sasaran. Kami akan menggunakan sensor pelacak untuk mengesan garis putih. Sensor pelacak mempunyai lima output analog, dan data yang dihasilkan dipengaruhi oleh jarak dan warna objek yang dikesan. Titik yang dikesan dengan pantulan inframerah yang lebih tinggi (putih) akan menyebabkan nilai output yang lebih tinggi, dan pantulan inframerah yang lebih rendah (hitam) akan menyebabkan nilai output yang lebih rendah.

Kami akan menggunakan pengekod roda pololu untuk mengira jarak perjalanan robot. Papan pengekod kuadratur ini direka untuk berfungsi dengan roda gigi logam mikro pololu. Ia berfungsi dengan menahan dua sensor pantulan inframerah di dalam hub roda Pololu 42 × 19mm dan mengukur pergerakan dua belas gigi di sepanjang pelek roda.

Papan litar pemandu motor (L298N) digunakan untuk mengawal motor. Pin INx digunakan untuk mengarahkan motor, dan pin ENx digunakan untuk mengatur kelajuan motor.

Juga, pengatur voltan digunakan untuk mengurangkan voltan dari bateri hingga 5V.

Langkah 1: Penerangan Algoritma

Instructable ini menggabungkan kaedah berikut dinding kanan. Ini berdasarkan pada mengatur keutamaan arah dengan memilih arah yang paling tepat. Sekiranya robot tidak dapat mengesan dinding di sebelah kanan, ia berpusing ke kanan. Sekiranya robot mengesan dinding yang betul dan tidak ada dinding di depan, ia akan bergerak ke hadapan. Sekiranya terdapat dinding di sebelah kanan robot dan bahagian depan, ia berpusing ke kiri.

Catatan penting adalah bahawa tidak ada dinding untuk rujukan setelah robot itu baru berpusing ke kanan. Oleh itu "membelok ke kanan" dicapai dalam tiga langkah. Melangkah ke hadapan, belok kanan, bergerak ke hadapan.

Sebagai tambahan, robot mesti menjauhkannya dari dinding ketika bergerak ke depan. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan satu motor menjadi lebih cepat atau lebih lambat daripada yang lain. Keadaan akhir carta aliran ditunjukkan dalam rajah 10.

Maze Runner Robot boleh dilaksanakan dengan mudah dengan satu IC isyarat CMP gabungan GreenPAK yang boleh dikonfigurasi. Anda boleh melalui semua langkah untuk memahami bagaimana cip GreenPAK telah diprogramkan untuk mengendalikan Maze Runner Robot. Walau bagaimanapun, jika anda hanya ingin membuat Robe Maze Runner dengan mudah tanpa memahami semua litar dalaman, muat turun perisian GreenPAK untuk melihat Fail Reka Bentuk GreenPAK Maze Runner Robot yang sudah siap. Pasangkan komputer anda ke GreenPAK Development Kit dan program hit untuk membuat IC khusus untuk mengawal Robe Runner Maze anda. Langkah seterusnya akan membincangkan logik yang terdapat di dalam fail reka bentuk Maze Runner Robot GreenPAK bagi mereka yang berminat untuk memahami bagaimana rangkaian berfungsi.

Langkah 2: Reka Bentuk GreenPAK

Reka bentuk GreenPAK terdiri daripada dua bahagian. Ini adalah:

• Tafsiran / pemprosesan data dari sensor jarak
• ASM menyatakan dan output motor

Tafsiran / pemprosesan data dari sensor jarak

Penting untuk mentafsirkan data dari sensor jarak. Pergerakan robot dilakukan mengikut output sensor jarak. Oleh kerana sensor jarak adalah analog, kami akan menggunakan ACMP. Kedudukan robot relatif ke dinding ditentukan dengan membandingkan voltan sensor dengan voltan ambang yang telah ditentukan.

Kami akan menggunakan 3 ACMP;

• Untuk mengesan dinding depan (ACMP2)
• Untuk mengesan dinding kanan (ACMP0)
• Untuk melindungi jarak dinding kanan (ACMP1)

Oleh kerana ACMP0 dan ACMP1 bergantung pada sensor jarak yang sama, kami menggunakan sumber IN + yang sama untuk kedua-dua pembanding. Perubahan isyarat berterusan dapat dicegah dengan memberikan histeresis ACMP1 25mv.

Kita dapat menentukan isyarat arah berdasarkan output ACMP. Litar yang ditunjukkan dalam rajah 12 menggambarkan rajah aliran yang digariskan dalam rajah 7.

Dengan cara yang sama, litar yang menunjukkan kedudukan robot relatif ke dinding kanan ditunjukkan pada gambar 13.

ASM State dan output motor

Aplikasi ini menggunakan Asynchronous State Machine, atau ASM, untuk mengawal robot. Terdapat 8 keadaan di ASM, dan 8 output di setiap negeri. Output RAM dapat digunakan untuk menyesuaikan output ini. Negeri-negeri disenaraikan di bawah:

• Mulakan
• Kawal
• Jauhkan dari dinding kanan
• Dekat dengan dinding kanan
• Belok kiri
• Bergerak Ke Hadapan-1
• Belok kanan
• Bergerak Ke Hadapan-2

Keadaan ini menentukan output kepada pemandu motor dan mengarahkan robot. Terdapat 3 output dari GreenPAK untuk setiap motor. Dua menentukan arah motor, dan output yang lain menentukan kelajuan motor. Pergerakan motor mengikut output ini ditunjukkan dalam jadual berikut:

RAM Output ASM berasal dari jadual ini. Ia ditunjukkan dalam gambar 14. Selain pemandu motor terdapat dua lagi output. Keluaran ini menuju ke blok penundaan yang sesuai untuk membolehkan robot menempuh jarak tertentu. Keluaran blok penundaan ini juga disambungkan ke input ASM.

PWM digunakan untuk menyesuaikan kelajuan motor. ASM digunakan untuk menentukan apa PWM motor akan berjalan. Isyarat PWMA-S dan PWMB-S diatur ke bit pilih mux.

Langkah 3:

Dalam projek ini, kami membuat robot penyelesaian labirin. Kami mentafsirkan data dari pelbagai sensor, mengawal keadaan robot dengan GreenPAK ASM, dan memandu motor dengan pemandu motor. Umumnya, mikropemproses digunakan dalam projek seperti itu, tetapi GreenPAK mempunyai beberapa kelebihan berbanding MCU: ia lebih kecil, lebih berpatutan, dan dapat memproses output sensor lebih cepat daripada MCU.