14.02.2018, 10:24
Источник: cxem.net
Best dating apps for free near me
Четырехногий робот-паук создан для демонстрации работы сервомашинок
под управлением контроллера Arduino (для кружка робототехники).
У робота два режима:
- автономный - робот движется вперед, при обнаружении препятствия
(используется ультразвуковой датчик) поворачивается и движется дальше;
- внешнее управление с помощью ИК-пульта.
Использовались сервомашинки Turnigy TGY-9025MG металлическим редуктором.
В качестве ног робота использовались заглушки для струйных картриджей, скрепленные с помощью поликапролактона
Корпус был сделан из упаковочного материала для компов. Для
сервомашинок требуется отдельное питание. В качестве источника питания
используется Li-po батарея Turnigy 2S 1600 mAh.
Вот вид сверху и снизу робота в процессе сборки.
Для управления сервоприводом в Arduino имеется стандартная библиотека
Servo. На платах, отличных от Mega, использование библиотеки отключает
возможность использования analogWrite() (PWM) на пинах 9 и 10 (вне
зависимости подключены к этим пинам сервы или нет). На платах Mega, до
12 серв могут использоваться без влияния на функциональность PWM, но
использование от 12 до 23 сервомашинок отключит PWM на пинах 11 и 12.
Cервопривод подключается 3-мя проводами: питание, земля и сигнальный.
Питание – красный провод. Черный(или коричневый) провод – земля
подключается к GND выводу Arduino, сигнальный(оранжевый/желтый/белый)
провод подключается к цифровому выводу контроллера Arduino. Будем
использовать выводы 5,6,7,8 Arduino.
Напряжение выдаваемое батареей 7.4 – 8.4 В. Т.к. для питания
сервоприводов необходимо напряжение 4.8 – 6.0 В будем использовать
стабилизатор напряжения 5В, собранный на микросхеме L7805. Одна
микросхема постоянно перегревалась, проблема решилась установкой
параллельно двух микросхем L7805.
Для обнаружения препятствий будем использовать ультразвуковой датчик
HC-SR04, который позволяет определять расстояние до объекта в диапазоне
от 2 до 500 см с точностью 0.3 см. Если расстояние до препятствия меньше
10 см, робот делает поворот и движется дальше вперед.
В качестве пульта используется пульт lg, приемник ИК-сигналов - TSOP31238(1-GND, 2 - +5V, 3-OUT).
Схема электрическая
И весь робот в сборе (плата Arduino питается от батарейки Крона).
Приступим к написанию скетча
Для управления сервоприводами используется Arduino библиотека
Servo. Нам необходимо реализовать совокупность движений
сервоприводов для движения робота-паука вперед, назад, поворота по
часовой стрелке и поворота против часовой стрелки. Кроме того необходимо
реализовать функции остановки робота, а также для экономии
электроэнергии предусмотрим режим засыпания (когда сервоприводы
находятся в режиме detach) и пробуждения (перевод сервоприводов в режим
attach). Поэтому каждое движение робота состоит из нескольких
шагов.
Например движение вперед состоит из следующих шагов:
- левая передняя нога вперед;
- правая передняя нога вперед;
- левая задняя нога вперед;
- правая задняя нога вперед;
- четыре ноги вместе назад (что приведет к перетаскиванию тела робота-паука).
Данные для угла поворота каждой сервы на каждом шаге для каждого движения робота-паука хранятся в трехмерном массиве arr_pos.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | int arr_pos[4][6][4]={
{
{90,90,90,90},{45,90,90,90},{45,135,90,90},
{45,135,45,90},{45,135,45,135},{135,45,135,45}
},
{
{90,90,90,90},{90,90,90,45},{90,90,135,45},
{90,45,135,45},{135,45,135,45},{45,135,45,135}
},
{
{90,90,90,90},{0,90,90,90},{0,0,90,90},
{0,0,0,90},{0,0,0,0},{180,180,180,180}
},
{
{90,90,90,90},{180,90,90,90},{180,180,90,90},
{180,180,180,90},{180,180,180,180},{0,0,0,0}
}
};
int pos_stop[1][4]={{90,90,90,90}};
|
Процедура course(int variant)реализует перемещения сервоприводов для
каждого шага следующих движений робота-паука: вперед, назад, поворота по
часовой стрелке и поворота против часовой стрелки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | void course(int variant)
{
int i=0;
for(i=1;i<6;i++)
{
if(arr_pos[variant-1][i][0]!=arr_pos[variant-1][i-1][0])
{myservo11.write(arr_pos[variant-1][i][0]);}
if(arr_pos[variant-1][i][1]!=arr_pos[variant-1][i-1][1])
{myservo12.write(arr_pos[variant-1][i][1]);}
if(arr_pos[variant-1][i][2]!=arr_pos[variant-1][i-1][2])
{myservo13.write(arr_pos[variant-1][i][2]);}
if(arr_pos[variant-1][i][3]!=arr_pos[variant-1][i-1][3])
{myservo14.write(arr_pos[variant-1][i][3]);}
delay(200);
}
}
|
Для остановки, засыпания и пробуждения робота-паука существует процедура go_hor_all()
1 2 3 4 5 6 7 8 | void go_hor_all()
{
myservo11.write(pos_stop[0][0]);
myservo12.write(pos_stop[0][1]);
myservo13.write(pos_stop[0][2]);
myservo14.write(pos_stop[0][3]);
delay(500);
}
|
Реализуем простое ИК-управление с пульта. Выбираем 7 клавиш, данные о
кодах заносим в скетч в виде констант. И в цикле loop() реализуем
логику выбора движений робота-паука при нажатии клавиш ИК-пульта.
Программа получения кода get_ir_kod() вызывается по прерыванию CHANGE на
входе 2. Используется Arduino библиотека IRremote.
К режиму управления робота с ИК-пульта добавим автономный режим. В
автономном режиме робот будет двигаться вперед, при достижении
препятствия робот будет делать поворот и опять двигаться вперед.
Ультразвуковой датчик HC-SR04 позволяет определять расстояние до объекта
в диапазоне от 2 до 500 см с точностью 0.3 см. Сенсор излучает
короткий ультразвуковой импульс (в момент времени 0), который отражается
от объекта и принимается сенсором. Расстояние рассчитывается исходя из
времени до получения эха и скорости звука в воздухе. Если расстояние до
препятствия меньше 10 см, робот делает поворот и движется дальше
вперед. Переход из режима ИК-управления в автономный режим
производим нажатием клавиш "желтая" и "синяя".
Для работы с датчиком HC-SR04 будем использовать Arduino библиотеку
Ultrasonic. Конструктор Ultrasonic принимает два параметра — номера
пинов к которым подключены выводы Trig и Echo:
1 2 3 4 5 | #include "Ultrasonic.h"
Ultrasonic ultrasonic(12, 13);
|
Получается такой код
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 | #define FORWARD 32 // pr +
#define BACK 33 // pr -
#define CIRCLE_LEFT 17 // vol-
#define CIRCLE_RIGHT 16 // vol+
#define STOP 54 // зеленая
#define SLEEP 55 // красная
#define AWAKE 37 // ок
#define EXT 50 // желтая
#define AUTO 52 // синяя
... .... .....
void loop()
{
delay(1000);
if(ext==0)
{
float dist_cm = ultrasonic.Ranging(CM);
Serial.print("dist_cm=");Serial.println(dist_cm);
if(dist_cm<10.0)
ir_kod=CIRCLE_LEFT;
else
ir_kod=FORWARD;
}
if(ir_kod!=0)
{
Serial.print("ir_kod=");Serial.println(ir_kod);
switch(ir_kod)
{
case FORWARD :
course(1);
Serial.print("forward\n");
break;
case BACK :
course(2);
Serial.print("back\n");
break;
case CIRCLE_LEFT:
course(3);
Serial.print("circle_left\n");
break;
case CIRCLE_RIGHT :
Serial.print("circle_right\n");
course(4);
break;
case STOP :
ir_kod=0;
go_hor_all();
Serial.print("pause\n");
break;
case SLEEP :
ir_kod=0;
go_hor_all();
myservo11.detach();myservo12.detach();
myservo13.detach();myservo14.detach();
digitalWrite(13,LOW);
Serial.print("sleep\n");
break;
case AWAKE :
ir_kod=0;
myservo11.attach(5);myservo12.attach(6);
myservo13.attach(7);myservo14.attach(8);
digitalWrite(13,HIGH);
go_hor_all();
Serial.print("awake\n");
break;
case AUTO :
ext=0;
myservo11.attach(5);myservo12.attach(6);
myservo13.attach(7);myservo14.attach(8);
Serial.print("auto\n");
break;
default:
break;
}
}
}
void get_ir_kod()
{
detachInterrupt(0);
if (irrecv.decode(&results))
{
if (results.value > 0 && results.value < 0xFFFFFFFF)
{
ir_dt = results.value;
if(ir_dt==EXT && ext==0)
{ir_kod = SLEEP;ext=1;}
else if(ext==1)
{
if(ir_dt==FORWARD || ir_dt==BACK || ir_dt==CIRCLE_LEFT
|| ir_dt==CIRCLE_RIGHT || ir_dt==STOP || ir_dt==SLEEP
|| ir_dt==AWAKE || ir_dt==AUTO )
ir_kod = ir_dt;
}
else
;
}
irrecv.resume();
}
attachInterrupt(0, get_ir_kod, CHANGE);
}
|
Архив со скетчем и библиотеками Ultrasonic и IRremote можно скачать по ссылке:
|
Обратная связь
Реклама на сайте
