BOTUS -projekti: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Tässä ohjeessa kuvataan BOTUS -robotti, joka rakennettiin termihankkeena ensimmäistä suunnitteluvuotta varten Universite de Sherbrookessa, Sherbrookessa, Quebecissä, Kanadassa. BOTUS tarkoittaa roBOT Universite de Sherbrooke tai, kuten haluamme kutsua sitä, roBOT Under Skirt:) Meille ehdotettu projekti koostui mielenkiintoisen sovelluksen löytämisestä ääniohjaukselle. Yksi jäsenistämme oli robotiikan fani ja seurasimme edellisen projektimme jalanjälkiä*ja päätimme rakentaa kauko -ohjattavan robotin, joka käyttää äänikomentoa lisäominaisuutena ihmisille, jotka eivät ole tottuneet manipuloimaan monimutkaisia kaukosäätimiä useilla painikkeilla (toisin sanoen ei-pelaajat;)). Robotin suorittamisesta vastaava tiimi koostuu (aakkosjärjestyksessä):- Alexandre Bolduc, tietotekniikka- Louis-Philippe Brault, sähkötekniikka- Vincent Chouinard, Sähkötekniikka- JFDuval, Sähkötekniikka- Sebastien Gagnon, Sähkötekniikka- Simon Marcoux, Sähkötekniikka- Eugene Morin, Tietokonetekniikka- Guillaume Plourde, Tietokonetekniikka- Simon St-Hilaire, Sähkötekniikka Opiskelijoina meillä ei ole rajattomasti budjettia. Tämä pakotti meidät käyttämään uudelleen paljon materiaalia, polykarbonaatista paristoihin ja elektronisiin komponentteihin. Joka tapauksessa lopetan nyt höpöttelemisen ja näytän sinulle, mistä tämä peto on tehty! piirilevy ja robottia ohjaava koodi annetaan tässä ohjeessa … Nauti!*Katso Cameleo, värinvaihtorobotti. Tämä projekti ei päättynyt määräajassa, huomaa epätasaiset liikkeet, mutta onnistuimme silti saamaan maininnan "Värien sovitus" -ominaisuuden innovaatiosta.

Vaihe 1: Nopea robotin kehitys

Kuten monet projektit, myös BOTUS kävi läpi useita kehitysvaiheita ennen kuin siitä tuli nykyinen. Aluksi tehtiin 3D -malli antaakseen paremman käsityksen lopullisesta suunnittelusta kaikille osapuolille. Jälkeenpäin prototyyppien luominen aloitettiin testausalustan valmistuksella. Kun varmistimme, että kaikki toimi hyvin, aloitimme lopullisen robotin rakentamisen, jota oli muutettava muutaman kerran. Perusmuotoa ei muutettu. Käytimme polykarbonaattia kaikkien elektronisten korttien tukemiseen, pohjana MDF -levyä ja ABS -letkua keskus tornina, joka tukee infrapuna -etäisyysantureitamme ja kamerakokoonpanoamme.

Vaihe 2: Liikkeet

Alunperin robotti oli varustettu kahdella Maxon -moottorilla, jotka käyttivät kahta rullapyörää. Vaikka robotti pystyi liikkumaan, moottorien tuottama vääntömomentti oli liian pieni, ja ne piti ajaa aina maksimiin, mikä heikensi robotin liikkeiden tarkkuutta. Escap P42 -moottorit JFDuvalin Eurobot 2008 -toiminnasta. Ne oli asennettava kahteen räätälöityyn vaihdelaatikkoon ja pyörät vaihdettiin kahteen skootterin renkaaseen.).

Vaihe 3: Tarttuja

Kahvat ovat myös palautumisen tulos. Ne olivat alun perin osa robottivarren kokoonpanoa, jota käytettiin opetusvälineenä. Servo lisättiin, jotta se voi pyöriä ympäri sen lisäksi, että se kykenee tarttumaan. Olemme onnekkaita, koska tarttujilla oli fyysinen laite, joka esti niitä avautumasta liian pitkälle tai sulkeutumasta liian tiukasti (vaikka "sormitestin" jälkeen huomasimme, että sillä oli melko hyvä ote …).

Vaihe 4: Kamera ja anturit

Robotin pääpiirre, ainakin meille annetussa projektissa, oli kamera, jonka piti pystyä katsomaan ympärilleen ja jonka avulla sen liikettä voitiin hallita tarkasti. Ratkaisumme, johon päädyimme, oli yksinkertainen Pan & Tilt -kokoonpano, joka koostuu kahdesta taiteellisesti yhteen liimatusta servosta (hmmm), joiden päällä on erittäin teräväpiirtokamera, joka on saatavana eBayssa noin 20 dollarilla (heh…). Ääniohjauksemme antoi meille mahdollisuuden siirtää kameraa servojen tarjoamalla kahdella akselilla. Itse kokoonpano on asennettu keskimmäisen "tornimme" päälle yhdistettynä yhteen servoon, joka on asennettu hieman keskelle, ja antoi kameran katsoa alaspäin ja nähdä tarttumat, mikä auttoi kuljettajaa hänen liikkeissään. etäisyysanturit, jotka on asennettu keskitornin sivulle, jolloin niille on hyvä "näkymä" robotin eteen ja sivuille. Etuanturin kantama on 150 cm, sivuilla olevien anturien alue on 30 cm ja lävistäjien etäisyys jopa 80 cm.

Vaihe 5: Mutta entä aivot?

Kuten jokainen hyvä robotti, meidänkin tarvittiin aivot. Mukautettu ohjaustaulu on suunniteltu tekemään juuri sitä. "Colibri 101" (joka tarkoittaa Hummingbird 101: tä, koska se on tietysti pieni ja tehokas), piirilevy sisältää enemmän kuin tarpeeksi analogisia/digitaalisia tuloja, joitain pyörien tehomoduuleja, LCD -näytön ja XBee -moduulin, jota käytetään langatonta viestintää varten. Kaikkia näitä moduuleja ohjaa mikrosiru PIC18F8722. Levy suunniteltiin vapaaehtoisesti erittäin pienikokoiseksi, mikä säästää tilaa robotissa ja PCB -materiaalia. Suurin osa levyn osista on näytteitä, minkä ansiosta voimme vähentää PCB: n kokonaiskustannuksia. AdvancedCircuits teki levyt itse ilmaiseksi, joten suuret kiitokset heille sponsoroinnista. mikrokontrolleri täällä ja täällä.

Vaihe 6: Virta

Nyt kaikki tämä tavara on melko siistiä, mutta se tarvitsee jonkin verran mehua. Tätä varten käännyimme jälleen Eurobot 2008 -robotin puoleen irrottamalla sen paristot, joka sattuu olemaan Dewalt 36 V: n litiumioni-nanofosfaatti, jossa on 10 A123-kennoa. Nämä on alun perin lahjoittanut DeWALT Canada. Viimeisessä esityksessämme akku kesti noin 2,5 tuntia, mikä on erittäin kunnioitettavaa.

Vaihe 7: Mutta… Kuinka hallitsemme asiaa?

Tässä kohtaa hankkeen "virallinen" osa alkaa. Valitettavasti Universite de Sherbrooke on suunnitellut eri moduulit, joita käytimme äänemme suodattamiseen ja muuntamiseen äänikomennoiksi, joten en voi kuvata niitä Voin kuitenkin kertoa teille, että käsittelemme ääntä suodatinsarjan kautta, jonka avulla FPGA voi tunnistaa suodattimien antaman jokaisen lähdön tilasta riippuen, minkä foneemin operaattori lausui. tietotekniikan opiskelijamme suunnittelivat graafisen käyttöliittymän, joka näyttää kaikki robotin keräämät tiedot, mukaan lukien live -videosyöte. (Valitettavasti tämä koodi ei sisälly toimitukseen) Nämä tiedot välitetään Colibri 101: n XBee-moduulin kautta, jotka sitten vastaanottaa toinen XBee-moduuli, joka sitten kulkee Serial-USB-muuntimen kautta (suunnitelmat tälle levylle ovat myös sisältyvät.rar -tiedostoon) ja ohjelma vastaanottaa ne.

Vaihe 8: Johtopäätös

No siinäpä se. Vaikka tämä ohje ei kuvaa yksityiskohtaisesti robottimme rakentamista, mikä ei todennäköisesti auttaisi sinua käyttämiemme melko "ainutlaatuisten" materiaalien vuoksi, kehotan sinua käyttämään kaavioita ja antamaamme koodia inspiroimaan Sinulla on oma robotti! Jos sinulla on kysyttävää tai päätät tehdä robotin tavaroidemme avulla, olisimme iloisia siitä! Kiitos, että luit! PS: Jos et halua äänestää minua, katso Jerome Demersin projekti täältä tai jopa JFDuvalin projekti, joka on saatavilla hänen henkilökohtaisen sivunsa kautta täältä. Jos jompikumpi voittaa, voin ehkä tehdä muutaman laserleikatun kappaleen;)