Sürü Botlar: Montaj ve Kooperatif Taşımacılığı: 13 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Herkese merhaba, Bu eğitim, kendi master ve slave robotumuzu inşa edebileceğimiz, slave'in master robotu takip edeceği ve bizim akıllı telefonumuzla master robotu kontrol edeceğimiz 'Swarm Bots: Assembly and Cooperative Transport' hakkındadır. elektronik geek içinizde ve robotik ile oynayın. Net bir fikir edinmek için bu proje hakkında birçok resim, video, kısa açıklama deneyeceğim.

COBOT neden Swarm'dan farklıdır ve burada bulabileceğiniz normal bot

1. GİRİŞ

1.1 Gerçekte Swarm robotiği nedir !

1. Sürü robotiği, çoğunlukla basit fiziksel robotlardan oluşan çok sayıda robotlu sistemlerin koordinasyonuna yönelik yeni bir yaklaşımdır.

2. Bu yaklaşım, bir sürü davranışının meydana geldiği doğadaki böcekler, karıncalar ve diğer alanların biyolojik olarak incelenmesinin yanı sıra yapay sürü zekası alanında ortaya çıkmıştır.

3. Sürü Robotiği, grup düzeyinde koordineli davranış elde etmek için tamamen dağıtılmış bir kontrol paradigması ve nispeten basit robotlar kullanan kolektif robotikte gelişmekte olan bir alandır.

4. Sürü robotik sistemleri kendi kendini organize eder, yani yapıcı kolektif (veya makroskopik) davranış, robotların verdiği bireysel (veya mikroskobik) kararlardan ortaya çıkar.

Adım 1: Filmlerde Sürü ve Referansın Kökeni

1.2 Sürünün Kökeni 1. Sürü zekası araştırmalarının çoğu, sosyal böcekler, balıklar veya memeliler gibi doğa sürülerinin gerçek hayatta sürü içinde birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğinden ilham alır.

2. Bu sürülerin büyüklükleri, küçük doğal alanlarda yaşayan birkaç bireyden, geniş bölgeleri işgal edebilen ve milyonlarca bireyden oluşan yüksek düzeyde organize olmuş kolonilere kadar değişir.

3. Sürülerde ortaya çıkan grup davranışları, çeşitli doğa sürülerinde yol planlama, yuva oluşturma, görev tahsisi ve diğer birçok karmaşık toplu davranış gibi büyük esneklik ve sağlamlık gösterir.

4. Doğa sürüsündeki bireyler çok zayıf yeteneklere sahiptir, ancak kuş sürüleri ve balık okullarının göç etmesi, karınca ve arı kolonilerinin beslenmesi gibi karmaşık grup davranışları tüm sürüde ortaya çıkabilir. koloniler kurar, kuşlar yiyecek bulmak için, arılar bal toplamak için toplanır.

2. Adım: SORUN TANIMI

1. Giriş

Bu bölümde projemizin iki ana hedefi, yani kendi kendine montaj ve kooperatif taşımacılığı üzerinde çalışacağız. Kendi kendine montajda iki robot hat oluşumunda bir araya gelecek ve işbirlikli taşımada bu iki robot bloğu bir yerden diğerine taşıyacak.

1.1 Sürü robotlarının Kendi Kendine Montajı

Bir grup s-bot'u, bir nesneyi konumlandıracak, yaklaşacak ve bağlantı kuracak şekilde tamamen özerk bir şekilde kontrol etmeyi amaçlıyoruz.

1.2 Kooperatif Taşımacılığı

Bu çalışmada sorunu ele alan

a) bir nesneyle ve/veya birbirleriyle bağımsız olarak bağlantı kurmak için ayrı s-botların nasıl kontrol edileceği ve

b) bir nesneyi bir hedefe taşımak için bir sürü robotunun veya bir sürü robot topluluğunun nasıl kontrol edileceği.

Bir işbirlikçi taşıma göreviyle meşgul olan kendi kendine bir araya gelen bir s-bot grubunu kontrol etmek için bir hibrit kontrol mimarisinin tasarımı ve faydası simülasyonda zaten incelenmiştir. Problem, eylemleri kontrol eden alt problemlere ayrıştırılmıştır.

1. Kendi kendine montaj yapabilen S-botlar. Taşıma sırasında hedefi bulabilen montajlı s-botlar.

2. Taşıma sırasında hedefi tespit edemeyen birleştirilmiş s-botlar. Bir ana ve bağımlı mikro denetleyici kullanın.

3. Sürü robotu ile optik kaçınma sensörünün arayüzlenmesi.

4. Sürü robotları arasında SPI iletişimi geliştirildi.

5. İki sürü robotu arasında senkronizasyon. Sınırlı nesne taşıması projemizin tek sınırlamasıdır.

Adım 3: METODOLOJİ

Sürü projesinin beş ana bloğu, A) Arduino Master & Slave: Master ve slave, istenen görevi gerçekleştirmek için birlikte çalışan iki arduino tabanlı bottur - bizim durumumuzda ağır nesnelerin taşınması. Master, bir sonraki bölümde açıklanan RF modülü aracılığıyla slave'in hareketini ve eylemlerini kontrol eder.

B) RF Modülü (nrf24l01): Master ve slave arasındaki iletişim RF modülü üzerinden gerçekleşir. Master, kendisine bağlı alıcı modülü aracılığıyla Slave tarafından alınan ve takip edilen verici modülü aracılığıyla istenen komutu gönderir.

C) Engel Önleyici: Bu botların gözüdür. Engel önleyici, botların istenmeyen engellerden kaçınmasına yardımcı olur ve ayrıca birbirleriyle çarpışmayı önler. Sırasıyla master ve slave üzerine yerleştirilen bir fotodiyot ve LED sisteminden oluşur.

D) One Sheeld: İlk kısım, Arduino kartınıza fiziksel olarak bağlı olan ve Arduino ile herhangi bir Android akıllı telefon arasında Bluetooth aracılığıyla kablosuz bir aracı görevi gören bir kalkandır. Kalkanımız ve akıllı telefonunuz arasındaki iletişimi yöneten ve mevcut farklı kalkanlar arasında seçim yapmanıza izin veren Android akıllı telefonlarda bulunan bir yazılım platformu ve uygulamasıdır.

E) LV-MaxSonar: Ultrasonik sensörlerimiz, bir alandaki nesneleri algılayan havada, temassız nesne algılama ve mesafe sensörleridir. Bu sensörler, algılanan nesnenin renginden veya diğer görsel özelliklerinden etkilenmez. Ultrasonik sensörler, çeşitli ortamlardaki nesneleri algılamak ve yerini belirlemek için yüksek frekanslı ses kullanır.

Adım 4: BİLEŞENLERİN ARAYÜZÜ

Sürü Botları: Montaj ve Kooperatif taşıma Pimi Açıklama

A. nrf24L01 pin açıklaması

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! 5V DEĞİL

3 - CE'den Arduino pin 9'a

4 - CSN'den Arduino pin 10'a

5 - SCK'den Arduino pin 13'e

6 - MOSI'den Arduino pin 11'e

7 - MISO'dan Arduino pin 12'ye

8 - KULLANILMAMIŞ

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Veri pini - A5

C. L293D Motor Sürücü IC

LeftMotorForward - D7 (Dijital pin 7)

Sol MotorGeri - D6

SağMotorİleri - D5

Sağ MotorGeri - D4

D. Fotodiyot (Opsiyonel)

VCC-5V

GND

Veri pini - D0

PCB tasarımınıza göre pin bağlayabilirsiniz ancak kodda gerekli değişiklikler yapılmalıdır.

Not: İnsanlar ilk denemede arayüz kurarken ve programı çalıştırırken bazı problemlerle karşılaşacaklar, lütfen tüm bağlantı ve kodları doğru bir şekilde gözden geçirin ve bir kez daha deneyin.

Adım 5: PROGRAMLAMA

Hackster.io

Not: Aşağıdaki txt dosyası Master.ino ve Slave.ino programını içermektedir. Koddan referans alın, çalışmayı anlayın ve ardından ilgili master arduino ve slave arduino'ya yükleyin:)

Adım 6: KASA & PCB & PROTOTİPLEME

Robotunuz için herhangi bir davayı alabilirsiniz

PCB nrF, Engelden kaçınma sensörü, pil, L293D IC içerir. PCB yapmak zorunda değilsiniz, sadece purf kartında her bileşeni bağlayın ve lehimleyin

Adım 7: ENGELDEN KAÇINMA SENSÖRÜNÜN TEST EDİLMESİ

Adım 8: NRF24L01 ALICININ TEST EDİLMESİ

Not: Videodaki Filigran İçin Özür Dilerim;)

Adım 9: TEK BOT & 1SHEELD ÇALIŞMASININ TEST EDİLMESİ

Adım 10: YENGEÇLER SON TEST İÇİN TOPLANIYOR

Adım 11: SON TEST

Adım 12: SONUÇ

1. Projemiz temel olarak, kendilerine verilen görevi etkin ve verimli bir şekilde yerine getiren bir Arı Sürüsünün veya bir Karınca Sürüsünün doğal davranışına dayanmaktadır.

2. Ana ve Köle bot arasındaki koordinasyon, Nesne Taşıma görevini yerine getirmede etkilidir.

3. Burada, Kaynaktan Hedefe taşınabilecek nesnenin boyutuna bir kısıtlama getiren yalnızca 1 Ana ve 1 Bağımlı bot kullanılır.

4. Kendi Kendine Montaj yapıldıktan sonra, Nesnenin Taşınması kolay ve güvenilir bir işlemdir.

5. Kablosuz Botların kullanımı, Master ve Slave Bot çiftinin kullanımını kullanışlı hale getirir.

GELECEK KAPSAM

1. Köle sayısı artırılarak Daha Büyük ve Daha Ağır Nesnelerin Taşınması gerçekleştirilebilir.

2. Bu Sürü Robotları, Durumların İnsanların Müdahale etmesinin uygun olmadığı çeşitli Kurtarma Operasyonlarında kullanılabilir.

3. Swarm Robotics'in kullanımı, Askeri Hizmetler aracılığıyla bir Ulusa hizmet edecek şekilde genişletilebilir. Bu, bir savaştan kaynaklanan zayiat sayısını azaltacaktır.

Adım 13: TEŞEKKÜRLER:)

Bu talimata bir göz atmak için zaman ayırdığınız için çok teşekkür ederiz

Umarım bu proje için kısa bir açıklama yaptım ki herkes projeyi kolayca anlasın ve kendi projesini kendisi yapsın. Biraz karmaşık bir proje olduğundan, başlangıçta arayüz oluşturma, kodlama ve test etme sırasında sorunla karşılaşabilirsiniz. Adımları tek tek takip edin ve hata satırını ortadan kaldırın, doğrudan kodu yükleyip çalıştırmaya başlamayın. Kod aynı zamanda genel bir koddur, insanlar sizin ihtiyacınıza göre değişiklik yapmak zorunda kalabilir.

Önerdiğim şey, önce bir bileşenin arayüzünü kodlaması ve test etmesi, ardından başka bir kod eklemesi ve test etmesi. Bu daha iyi yardımcı olacaktır. Kodum da %100 doğru olmadığı için google'dan biraz referans alın. Sonunda arduino ve programlamada da acemiyim, bu yüzden elimden geldiğince elimden gelenin en iyisini yapmaya çalıştım.

Umarım Beğenirsin:)

Lütfen bu Eğitilebilir Yazıyı Favorilerinize Ekleyin

Lütfen ROBOT Yarışmasında benim için OY VERİN

Şerefe!