BOTUS Projekt: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Tieto inštrukcie popíšu robota BOTUS, ktorý bol postavený ako termínový projekt pre náš prvý rok inžinierstva na Universite de Sherbrooke v Sherbrooke, Quebec, Kanada. BOTUS znamená roBOT Universite de Sherbrooke alebo, ako to radi nazývame, roBOT Under Skirt:) Projekt, ktorý nám bol navrhnutý, spočíval v nájdení zaujímavej aplikácie pre hlasové ovládanie. Keďže jeden z našich členov je fanúšikom robotiky a nadväzuje na predchádzajúci projekt*, rozhodli sme sa zostrojiť diaľkovo ovládaného robota, ktorý bude používať hlasové ovládanie ako pridanú funkciu pre ľudí, ktorí nie sú zvyknutí manipulovať so zložitými diaľkovými ovládačmi. s viacerými tlačidlami (inými slovami, nehrajúci hráči), Elektrotechnika- JFDuval, Elektrotechnika- Sebastien Gagnon, Elektrotechnika- Simon Marcoux, Elektrotechnika- Eugene Morin, Počítačové inžinierstvo- Guillaume Plourde, Počítačové inžinierstvo- Simon St-Hilaire, Elektrotechnika Ako študenti nemáme úplne neobmedzený rozpočet. To nás prinútilo znova použiť veľa materiálu, od polykarbonátu po batérie až po elektronické súčiastky. Každopádne teraz prestanem blúdiť a ukážem vám, z čoho je toto zviera vyrobené! Poznámka: Aby sme zachovali duch zdieľania, všetky schémy pre PCB, ako aj kód, ktorý poháňa robota, budú uvedené v tomto návode … Bavte sa!*Pozrite sa na Cameleo, robota meniaceho farbu. Tento projekt nebol dokončený v stanovenom termíne, všimnite si nerovnomerné pohyby, ale napriek tomu sa nám podarilo získať zmienku o inovácii našej funkcie „Zhoda farieb“.

Krok 1: Rýchla evolúcia robota

Ako mnoho projektov, aj BOTUS prešiel niekoľkými fázami evolúcie, než sa stal tým, čím je teraz. Najprv bol vytvorený 3D model, ktorý má všetkým zúčastneným poskytnúť lepšiu predstavu o konečnom návrhu. Potom sa začalo s prototypovaním a vytvorením testovacej platformy. Po overení, že všetko funguje dobre, sme začali s konštrukciou konečného robota, ktorý bolo potrebné niekoľkokrát upraviť. Základný tvar nebol upravený. Na podporu všetkých elektronických kariet sme použili polykarbonát, MDF ako základňu a ABS rúrky ako centrálnu vežu, ktorá podporuje naše infračervené snímače vzdialenosti a zostavu kamery.

Krok 2: Pohyby

Pôvodne bol robot vybavený dvoma motormi Maxon, ktoré poháňali dve kolieskové kolesá. Aj keď sa robot mohol pohybovať, krútiaci moment dodávaný motormi bol príliš malý a museli byť vždy poháňané na maximum, čo znižovalo presnosť pohybov robota. Na vyriešenie tohto problému sme znova použili dva Motory Escap P42 z úsilia spoločnosti JFDuval Eurobot 2008. Museli byť namontované na dve prevodovky vyrobené na mieru a kolesá sme zmenili na dve kolesá kolobežiek. Tretia podpera robota pozostáva z jednoduchého voľného kolesa (v skutočnosti je to v tomto prípade iba kovové guľkové ložisko).

Krok 3: Uchopovače

Chápadlá sú tiež výsledkom rekuperácie. Pôvodne boli súčasťou zostavy robotického ramena používanej ako učebný nástroj. Okrem schopnosti chytiť bolo pridané aj servo, ktoré mu umožnilo otáčať sa. Máme celkom šťastie, pretože chápadlá mali fyzické zariadenie, ktoré im bránilo otvoriť sa príliš ďaleko alebo zatvoriť príliš tesne (aj keď po „teste prstom“sme zistili, že má celkom dobrý úchop …).

Krok 4: Fotoaparát a senzory

Hlavnou črtou robota, aspoň pre projekt, ktorý sme dostali, bola kamera, ktorá sa musela vedieť rozhliadnuť a umožňovala presné ovládanie jeho pohybu. Riešením, na ktoré sme sa dohodli, bola jednoduchá zostava Pan & Tilt, ktorá sa skladá z dvoch serva umelecky zlepených (hmmm), na vrchole ktorých je umiestnená kamera s vysokým rozlíšením dostupná na eBay za približne 20 dolárov (heh…). Naše hlasové ovládanie nám umožnilo pohybovať kamerou v dvoch osiach poskytovaných servami. Samotná zostava je namontovaná na vrchole našej centrálnej „veže“, v kombinácii s jedným servomotorom namontovaným trochu mimo stredu, umožňovala kamere pozerať sa dole a vidieť chápadlá, čo operátorovi pomáha s manévrom. BOTUS sme tiež vybavili 5 infračervenými lúčmi snímače vzdialenosti namontované na boku centrálnej veže, ktoré im umožňujú dobrý „výhľad“na prednú stranu a boky robota. Dosah predného snímača je 150 cm, snímače na bokoch majú dosah 30 cm a uhlopriečky majú dosah až 80 cm.

Krok 5: Ale čo mozog?

Ako každý dobrý robot, aj ten náš potreboval mozog. Presne na to bola navrhnutá vlastná riadiaca doska. Dabovaná ako „Colibri 101“(čo znamená Hummingbird 101, pretože je samozrejme malá a efektívna), doska obsahuje viac než dosť analógových/digitálnych vstupov, niektoré výkonové moduly pre kolesá, LCD displej a použitý modul XBee. pre bezdrôtovú komunikáciu. Všetky tieto moduly sú riadené mikročipom PIC18F8722. Doska bola dobrovoľne navrhnutá tak, aby bola veľmi kompaktná, a to tak z dôvodu úspory miesta v robote, ako aj z dôvodu šetrenia materiálu DPS. Väčšinu komponentov na doske tvorili vzorky, čo nám umožnilo znížiť celkové náklady na DPS. Samotné dosky boli vyrobené zadarmo spoločnosťou AdvancedCircuits, takže im patrí veľká vďaka za sponzorstvo. Poznámka: Aby ste zachovali atmosféru zdieľania, nájdete schémy, súbory Cadsoft Eagle pre návrh dosky a kód C18 pre mikrokontrolér tu a tu.

Krok 6: Napájanie

Teraz sú všetky tieto veci celkom úhľadné, ale na spustenie potrebujú šťavu. Za týmto účelom sme sa opäť obrátili na robota Eurobot 2008 a zbavili ho batérií, čo je zhodou okolností 36W lítium-iónový nano fosfát Dewalt s 10 článkami A123. Pôvodne sme ich darovali od spoločnosti DeWALT Canada. Pri našej záverečnej prezentácii vydržala batéria zhruba 2,5 hodiny, čo je veľmi úctyhodné.

Krok 7: Ale … Ako ovládame vec?

Tu sa začína „oficiálna“časť pojmu projekt. Žiaľ, pretože rôzne moduly, ktoré sme použili na filtrovanie nášho hlasu a jeho premenu na hlasové príkazy, navrhla Universite de Sherbrooke, nebudem ich môcť opísať pomocou veľa podrobností. Môžem vám však povedať, že k hlasu pristupujeme pomocou série filtrov, ktoré umožňujú FPGA rozpoznať v závislosti od stavu každého výstupu, ktorý naše filtre poskytujú, ktorú fonému operátor vyslovil. Od tej doby naši študenti počítačového inžinierstva navrhli grafické rozhranie, ktoré zobrazuje všetky informácie zhromaždené robotom vrátane živého videa. (Tento kód bohužiaľ nie je súčasťou dodávky) Tieto informácie sa prenášajú prostredníctvom modulu XBee na zariadení Colibri 101, ktoré potom prijíma ďalší modul XBee, ktorý potom prechádza prevodníkom sériového rozhrania USB (plány pre túto dosku sú tiež k dispozícii zahrnuté v súbore.rar) a sú potom prijaté programom. Operátor používa bežný gamepad na prenos príkazov pohybu/chápadla do robota a náhlavnú súpravu na ovládanie kamery. Tu je príklad robota v prevádzke:

Krok 8: Záver

No a to je asi tak všetko. Napriek tomu, že tieto inštrukcie podrobne nepopisujú, ako sme zostavili nášho robota, čo by vám, vzhľadom na pomerne „jedinečné“materiály, ktoré sme použili, pravdepodobne nepomohlo, dôrazne vám odporúčame inšpirovať sa schémami a kódom, ktorý sme poskytli. vy pri stavbe vlastného robota! Ak máte nejaké otázky alebo skončíte s výrobou robota s pomocou našich nástrojov, budeme radi, keď sa ozvete! Ďakujeme za prečítanie! PS: Ak nemáte chuť hlasovať za mňa, pozrite sa na projekt Jerome Demersa tu alebo dokonca na projekt JFDuvala dostupný prostredníctvom jeho osobnej stránky tu. Ak jeden z nich vyhrá, možno by som dokázal dať niekoľko laserom rezaných kúskov;)