BOTUS Projesi: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu talimat, Sherbrooke, Quebec, Kanada'daki Universite de Sherbrooke'da ilk mühendislik yılımız için bir dönem projesi olarak inşa edilen robot BOTUS'u açıklayacaktır. BOTUS, robot Universite de Sherbrooke veya bizim sevdiğimiz adıyla roBOT Etek Altı:) Bize önerilen proje, ses kontrolü için ilginç bir uygulama bulmaktan ibaretti. Bir üyemizin robotik hayranı olmasıyla ve önceki projemizin* ayak izlerini takip ederek, karmaşık uzaktan kumandaları yönetmeye alışkın olmayan kişiler için ek bir özellik olarak sesli komutu kullanacak uzaktan kumandalı bir robot yapmaya karar verdik. çoklu düğmeli (diğer bir deyişle, oyuncu olmayanlar;)) Robotun gerçekleştirilmesinden sorumlu ekip (alfabetik sırayla):- Alexandre Bolduc, Bilgisayar Mühendisliği- Louis-Philippe Brault, Elektrik Mühendisliği- Vincent Chouinard, Elektrik Mühendisliği- JFDuval, Elektrik Mühendisliği- Sebastien Gagnon, Elektrik Mühendisliği- Simon Marcoux, Elektrik Mühendisliği- Eugene Morin, Bilgisayar Mühendisliği- Guillaume Plourde, Bilgisayar Mühendisliği- Simon St-Hilaire, Elektrik MühendisliğiÖğrenciler olarak tam olarak sınırsız bir bütçemiz yok. Bu bizi polikarbonattan pillere ve elektronik bileşenlere kadar pek çok malzemeyi yeniden kullanmaya zorladı. Her neyse, şimdi boş boş dolaşmayı bırakacağım ve size bu canavarın neyden yapıldığını göstereceğim! Not: Paylaşma ruhuna uygun olarak, tüm şemalar PCB ve robotu çalıştıran kod bu talimatta verilecektir… Keyfini çıkarın!*Renk değiştiren robot Cameleo'ya bakın. Bu proje zamanında bitmedi, eşit olmayan hareketlere dikkat edin, ancak yine de "Renk Eşleştirme" özelliğimiz için yenilik için bir söz almayı başardık.

Adım 1: Robotun Hızlı Evrimi

Birçok proje gibi, BOTUS da şimdiki haline gelmeden önce birçok evrim aşamasından geçti. İlk olarak, katılan herkese nihai tasarım hakkında daha iyi bir fikir vermek için bir 3D model yapıldı. Daha sonra, bir test platformunun yapımıyla prototipleme başladı. Her şeyin iyi çalıştığını doğruladıktan sonra, birkaç kez değiştirilmesi gereken son robotun yapımına başladık. Temel şekil değiştirilmedi. Tüm elektronik kartları desteklemek için polikarbonat, taban olarak MDF ve kızılötesi mesafe sensörlerimizi ve kamera grubumuzu destekleyen merkezi kule olarak ABS boruyu kullandık.

Adım 2: Hareketler

Başlangıçta robot, iki paten tekerleğine güç sağlayan iki Maxon motoruyla donatılmıştı. Robot hareket edebilse de, motorlar tarafından sağlanan tork çok küçüktü ve her zaman maksimumda sürülmeleri gerekiyordu, bu da robotun hareketlerinin doğruluğunu azalttı. Bu sorunu çözmek için iki tane yeniden kullandık. JFDuval'ın Eurobot 2008 çalışmasından Escap P42 motorları. İki özel yapım dişli kutusuna ve iki scooter tekerleğine değiştirdiğimiz tekerleklere monte edilmeleri gerekiyordu. Robottaki üçüncü destek basit bir serbest tekerlekten oluşuyor (aslında bu durumda sadece metal bir bilyalı yatak).

Adım 3: Tutucular

Tutucular da iyileşmenin sonucudur. Başlangıçta bir öğretim aracı olarak kullanılan robotik bir kol tertibatının parçasıydılar. Kavrama kabiliyetine ek olarak etrafında dönmesine izin vermek için bir servo eklendi. Oldukça şanslıyız, çünkü kavrayıcıların çok fazla açılmalarını veya çok sıkı kapanmalarını engelleyen fiziksel bir cihaz vardı ("parmak testinden" sonra oldukça iyi bir tutuşa sahip olduğunu fark ettik…).

Adım 4: Kamera ve Sensörler

Robotun ana özelliği, en azından bize verilen proje için, etrafa bakabilmesi ve hareketini hassas bir şekilde kontrol edebilmesi gereken kameraydı. Üzerinde anlaştığımız çözüm, sanatsal olarak birbirine yapıştırılmış iki servodan (hmmm) oluşan basit bir Pan & Tilt montajıydı; bunun üzerine eBay'de yaklaşık 20$'a (heh…) satılan çok yüksek çözünürlüklü bir kamera oturuyor. Ses kontrolümüz, servoların sağladığı iki eksen ile kamerayı hareket ettirmemizi sağladı. Montajın kendisi merkezi "kulemizin" üstüne monte edilmiştir, merkezden biraz uzağa monte edilmiş bir servo ile birleştirilmiştir, kameranın aşağıya bakmasına ve tutucuları görmesine izin vererek operatöre manevralarında yardımcı olmuştur. Ayrıca BOTUS'u 5 kızılötesi ile donattık. merkezi kulenin yan tarafına monte edilen mesafe sensörleri, robotun önünü ve yanlarını iyi bir şekilde "görüşünü" sağlar. Ön sensörün menzili 150cm, yanlardaki sensörlerin menzili 30cm ve diyagonal sensörlerin menzili 80cm'e kadar çıkıyor.

Adım 5: Peki Ya Beyin?

Her iyi robot gibi bizimkinin de bir beyne ihtiyacı vardı. Tam olarak bunu yapmak için özel bir kontrol panosu tasarlandı. "Colibri 101" (tabii ki küçük ve verimli olduğu için Hummingbird 101 anlamına gelir) olarak adlandırılan kart, fazlasıyla analog/dijital giriş, tekerlekler için bazı güç modülleri, bir LCD ekran ve kullanılan bir XBee modülü içerir. kablosuz iletişim için. Tüm bu modüller bir Microchip PIC18F8722 tarafından kontrol edilir. Kart, hem robotta yerden tasarruf etmek hem de PCB malzemesinden tasarruf etmek için gönüllü olarak çok kompakt olacak şekilde tasarlanmıştır. Karttaki bileşenlerin çoğu, PCB'nin toplam maliyetini düşürmemize izin veren örnekleriz. Kartlar AdvancedCircuits tarafından ücretsiz olarak yapıldı, sponsorlukları için onlara çok teşekkürler. Not: Paylaşım ruhuna uygun olarak şemaları, kart tasarımı için Cadsoft Eagle dosyalarını ve kart tasarımı için C18 kodunu bulacaksınız. mikrodenetleyici burada ve burada.

Adım 6: Güç

Şimdi, tüm bu şeyler oldukça temiz, ama devam etmesi için biraz meyve suyuna ihtiyacı var. Bunun için, 10 A123 hücreli bir Dewalt 36V Lityum-İyon Nano Fosfat olan pillerini çıkararak bir kez daha Eurobot 2008 robotuna döndük. Bunlar aslında bize DeWALT Kanada tarafından bağışlanmıştır. Son sunumumuz sırasında pil yaklaşık 2,5 saat dayandı ki bu oldukça saygın bir durum.

7. Adım: Ama… Şeyi Nasıl Kontrol Ediyoruz?

Terim projesinin "resmi" kısmı burada devreye giriyor. Ne yazık ki, sesimizi filtrelemek ve bunları sesli komutlara dönüştürmek için kullandığımız çeşitli modüller Universite de Sherbrooke tarafından tasarlandığından, onları tarif edemem. Ancak size şunu söyleyebilirim ki, filtrelerimizin verdiği her çıkışın durumuna bağlı olarak, operatörün hangi fonemi telaffuz ettiğine bağlı olarak, bir FPGA'nın tanımasını sağlayan bir dizi filtre aracılığıyla sesi ele alıyoruz. bilgisayar mühendisliği öğrencilerimiz, canlı video akışı da dahil olmak üzere robot tarafından toplanan tüm bilgileri gösteren bir grafik arayüz tasarladılar. (Maalesef bu kod dahil değildir) Bu bilgiler Colibri 101'deki XBee modülü aracılığıyla iletilir, daha sonra başka bir XBee modülü tarafından alınır ve daha sonra Seri-USB dönüştürücüsünden geçer (bu kart için planlar ayrıca.rar dosyasına dahil edilir) ve daha sonra program tarafından alınır. Operatör, hareket/kavrama komutlarını robota iletmek için normal bir Gamepad ve kamerayı kontrol etmek için bir kulaklık kullanır. İşte robotun bir örneği:

Adım 8: Sonuç

İşte bu kadar. Bu talimat, kullandığımız oldukça "benzersiz" malzemeler nedeniyle muhtemelen size yardımcı olmayacak olan robotumuzu nasıl yaptığımızı ayrıntılı olarak açıklamasa da, ilham vermek için sağladığımız şemaları ve kodu kullanmanızı şiddetle tavsiye ederim. kendi robotunuzu inşa ediyorsunuz!Herhangi bir sorunuz varsa veya malzemelerimizin yardımıyla bir robot yapmaya karar verirseniz, bilmekten mutluluk duyarız!Okuduğunuz için teşekkürler!Not: Bana oy vermek istemiyorsanız, Jerome Demers'in projesine buradan veya kişisel sayfasından erişilebilen JFDuval'in projesine bir göz atın. İkisinden biri kazanırsa, birkaç lazerle kesilmiş parça elde edebilirim;)