مشروع BOTUS: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

ستصف هذه التعليمات الروبوت BOTUS ، الذي تم بناؤه كمشروع مصطلح للسنة الأولى من الهندسة في Universite de Sherbrooke ، في Sherbrooke ، كيبيك ، كندا. يرمز BOTUS إلى roBOT Universite de Sherbrooke أو ، كما نحب أن نسميها ، roBOT Under Skirt:) يتألف المشروع الذي تم اقتراحه إلينا من إيجاد تطبيق مثير للاهتمام للتحكم الصوتي. نظرًا لكون أحد أعضائنا من محبي الروبوتات ، واتباع خطى مشروعنا السابق * ، فقد قررنا إنشاء روبوت يتم التحكم فيه عن بُعد يستخدم الأمر الصوتي كميزة إضافية للأشخاص الذين لم يعتادوا على التعامل مع أجهزة التحكم عن بُعد المعقدة بأزرار متعددة (بمعنى آخر ، غير اللاعبين ؛)). يتكون الفريق المسؤول عن إنجاز الروبوت من (بالترتيب الأبجدي): - ألكسندر بولدوك ، هندسة الكمبيوتر - لويس فيليب برولت ، الهندسة الكهربائية - فنسنت شوينارد ، الهندسة الكهربائية - JFDuval ، الهندسة الكهربائية - سيباستيان جاجنون ، الهندسة الكهربائية - سيمون ماركو ، الهندسة الكهربائية - يوجين مورين ، هندسة الكمبيوتر - غيوم بلورد ، هندسة الكمبيوتر - سيمون سانت هيلير ، الهندسة الكهربائية كطلاب ، ليس لدينا بالضبط ميزانية غير محدودة. أجبرنا هذا على إعادة استخدام الكثير من المواد ، من البولي كربونات إلى البطاريات إلى المكونات الإلكترونية. على أي حال ، سأتوقف عن التجوال الآن وأريك ما هو هذا الوحش! ملاحظة: للحفاظ على روح المشاركة ، كل المخططات لـ سيتم إعطاء PCB بالإضافة إلى الكود الذي يقود الروبوت في هذا التوجيه … استمتع! * انظر Cameleo ، الروبوت المتغير اللون. لم يتم الانتهاء من هذا المشروع في الموعد المحدد ، لاحظ الحركات غير المتكافئة ، لكننا ما زلنا نتمكن من الحصول على إشارة للابتكار لميزة "Color Matching" الخاصة بنا.

الخطوة الأولى: تطور سريع للروبوت

مثل العديد من المشاريع ، مرت BOTUS بمراحل متعددة من التطور قبل أن تصبح ما هي عليه الآن. أولاً ، تم عمل نموذج ثلاثي الأبعاد لإعطاء فكرة أفضل عن التصميم النهائي لجميع المعنيين. بعد ذلك ، بدأت عملية النمذجة ، مع إنشاء منصة اختبار ، وبعد التحقق من أن كل شيء يعمل بشكل جيد ، بدأنا في بناء الروبوت النهائي ، والذي كان لا بد من تعديله عدة مرات. لم يتم تعديل الشكل الأساسي. استخدمنا البولي كربونات لدعم جميع البطاقات الإلكترونية ، و MDF كقاعدة ، وأنابيب ABS كبرج مركزي يدعم مستشعرات المسافة بالأشعة تحت الحمراء وتجميع الكاميرا لدينا.

الخطوة الثانية: الحركات

في الأصل ، تم تجهيز الروبوت بمحركين من ماكسون يعملان على تشغيل عجلتين من الأسطوانة. على الرغم من أن الروبوت كان قادرًا على الحركة ، إلا أن عزم الدوران الذي توفره المحركات كان صغيرًا جدًا ، وكان لا بد من دفعها إلى أقصى حد في جميع الأوقات ، مما قلل من دقة حركات الروبوت ، ومن أجل حل هذه المشكلة ، قمنا بإعادة استخدام اثنين محركات Escap P42 من جهد JFDuval Eurobot 2008. كان لابد من تركيبها على صندوقي تروس مصممين خصيصًا والعجلات التي تم تغييرها إلى عجلتين سكوتر. يتكون الدعم الثالث على الروبوت من عجلة حرة بسيطة (في الواقع ، إنها فقط محمل كروي معدني في هذه الحالة).

الخطوة 3: القابضون

القابضون هم أيضًا نتيجة الاسترداد. كانوا في الأصل جزءًا من مجموعة ذراع آلية تستخدم كأداة تعليمية. تمت إضافة مؤازرة للسماح لها بالدوران ، بالإضافة إلى قدرتها على الاستيلاء. نحن محظوظون جدًا ، نظرًا لأن القابضين كان لديهم جهاز مادي يمنعهم من الفتح بعيدًا جدًا أو الإغلاق بإحكام شديد (على الرغم من أنه بعد "اختبار الإصبع" ، أدركنا أنه يتمتع بقبضة جيدة جدًا…).

الخطوة 4: الكاميرا وأجهزة الاستشعار

كانت الميزة الرئيسية للروبوت ، على الأقل بالنسبة للمشروع الذي حصلنا عليه ، هي الكاميرا ، التي يجب أن تكون قادرة على النظر حولها والسماح بالتحكم الدقيق في حركتها. كان الحل الذي توصلنا إليه هو تجميع Pan & Tilt البسيط ، والذي يتكون من وحدتين مؤازرتين تم لصقهما معًا (hmmm) ، وتوجد فوقهما كاميرا عالية الدقة متوفرة على eBay مقابل حوالي 20 دولارًا (هيه …). سمح لنا التحكم الصوتي لدينا بتحريك الكاميرا بالمحورين اللذين توفرهما الماكينات. تم تركيب المجموعة نفسها فوق "برجنا" المركزي ، جنبًا إلى جنب مع مؤازرة واحدة مثبتة بعيدًا عن المركز ، مما سمح للكاميرا بالنظر إلى أسفل ورؤية القابض ، ومساعدة المشغل في مناوراته. كما زودنا BOTUS بـ 5 أشعة تحت الحمراء مستشعرات المسافة ، مثبتة على جانب البرج المركزي ، مما يتيح لهم "رؤية" جيدة لمقدمة وجوانب الروبوت. يبلغ مدى المستشعر الأمامي 150 سم ، ويبلغ مدى المستشعرات الموجودة على الجوانب 30 سم ، أما المستشعرات القطرية فيبلغ مداها حتى 80 سم.

الخطوة الخامسة: ولكن ماذا عن الدماغ؟

مثل كل روبوت جيد ، يحتاج إنساننا إلى دماغ. تم تصميم لوحة تحكم مخصصة للقيام بذلك بالضبط. يُطلق عليها اسم "Colibri 101" (والتي تعني Hummingbird 101 لأنها صغيرة وفعالة بالطبع) ، تتضمن اللوحة أكثر من ما يكفي من المدخلات التناظرية / الرقمية وبعض وحدات الطاقة للعجلات وشاشة LCD ووحدة XBee المستخدمة للاتصالات اللاسلكية. يتم التحكم في جميع هذه الوحدات بواسطة Microchip PIC18F8722. تم تصميم اللوحة طواعية لتكون مضغوطة للغاية ، لتوفير مساحة في الروبوت ولتوفير مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. معظم المكونات الموجودة على السبورة هي عينات ، مما سمح لنا بتقليل التكلفة الإجمالية لثنائي الفينيل متعدد الكلور. تم إنشاء المجالس نفسها مجانًا من قبل AdvancedCircuits ، لذا شكراً جزيلاً لهم على الرعاية. ملاحظة: للحفاظ على روح المشاركة ، ستجد المخططات وملفات Cadsoft Eagle لتصميم اللوحة ورمز C18 لـ متحكم هنا وهنا.

الخطوة 6: الطاقة

الآن ، كل هذه الأشياء أنيقة جدًا ، لكنها تحتاج إلى بعض العصير للتشغيل. لذلك ، لجأنا مرة أخرى إلى روبوت Eurobot 2008 ، وقمنا بتجريده من بطارياته ، والتي تصادف أنها Dewalt 36V Lithium-Ion Nano Phosphate مع 10 خلايا A123. هذه في الأصل تبرعت بها DeWALT Canada. خلال عرضنا النهائي ، استمرت البطارية حوالي 2.5 ساعة ، وهو أمر محترم للغاية.

الخطوة 7: لكن … كيف نتحكم في الشيء؟

هذا هو المكان الذي يبدأ فيه الجزء "الرسمي" من مصطلح المشروع. لسوء الحظ ، نظرًا لأن الوحدات المختلفة التي استخدمناها لتصفية أصواتنا وتحويلها إلى أوامر صوتية تم تصميمها بواسطة Universite de Sherbrooke ، فلن أتمكن من وصفها باستخدام الكثير من التفاصيل ومع ذلك ، يمكنني أن أخبرك أننا نتعامل مع الصوت من خلال سلسلة من المرشحات ، والتي تسمح لـ FPGA بالتعرف ، اعتمادًا على حالة كل إخراج تقدمه المرشحات ، أي الصوت الذي نطقه المشغل. صمم طلاب هندسة الكمبيوتر لدينا واجهة رسومية تعرض جميع المعلومات التي تم جمعها بواسطة الروبوت ، بما في ذلك موجز الفيديو المباشر. (لم يتم تضمين هذا الرمز ، لسوء الحظ) يتم إرسال هذه المعلومات من خلال وحدة XBee على Colibri 101 ، والتي يتم استلامها بعد ذلك بواسطة وحدة XBee أخرى ، والتي تنتقل بعد ذلك عبر محول Serial-to-USB (خطط هذه اللوحة هي أيضًا تم تضمينها في ملف.rar) ثم يتم استلامها بواسطة البرنامج. يستخدم المشغل لوحة Gamepad عادية لنقل أوامر الحركة / القابض إلى الروبوت ، وسماعة رأس للتحكم في الكاميرا ، وإليك مثال على الروبوت أثناء العمل:

الخطوة 8: الخاتمة

حسنًا ، هذا كل ما في الأمر. على الرغم من أن هذه التعليمات لا تصف بالتفصيل كيف أنشأنا الروبوت الخاص بنا ، والذي ربما لن يساعدك يا رفاق بسبب المواد "الفريدة" التي استخدمناها ، فإنني أشجعك بشدة على استخدام المخططات والكود الذي قدمناه لإلهامك أنت بصدد بناء الروبوت الخاص بك! إذا كان لديك أي أسئلة ، أو انتهى بك الأمر إلى صنع روبوت بمساعدة أشياءنا ، فسيسعدنا أن نعرف! شكرًا على القراءة! ملاحظة: إذا كنت لا ترغب في التصويت لي ، ألق نظرة على مشروع جيروم ديمرز هنا أو حتى على مشروع JFDuval المتاح من خلال صفحته الشخصية هنا. إذا فاز أي منهما ، فقد أتمكن من تسجيل بعض القطع المقطوعة بالليزر ؛)