Un robot care ocolește și evită obstacolele. - Senzori magnetici

În acest articol, vom analiza mai multe scheme de robot care implementează următoarele comportamente:
1. Ocolește un obstacol la contactul cu acesta cu „antene”.
2. Evitați obstacolele fără contact (bara de protecție IR).
3. Se sprijină „antenele” de un obstacol, se întoarce, face o întoarcere, apoi continuă să se miște.
4. Evită un obstacol cu ​​viraj (bara de protecție IR).
5. Urmărește subiectul menținând o distanță (bumper IR).

Înainte de a trece la analizarea circuitelor, să analizăm pe scurt caracteristicile cipului L293.

Fig.1. Pinout-ul cipul L293D

În interiorul acestuia există două drivere pentru controlul motoarelor electrice.
Motoarele sunt conectate la IEȘIRI. Putem conecta două motoare DC.
Cei 8 și 16 pini ai microcircuitului sunt conectați la puterea plus. Este acceptată puterea separată, de ex. Al 16-lea pin (Vss) este proiectat să alimenteze microcircuitul în sine (5 volți), iar pinul Vs (al 8-lea pin) poate fi conectat la sursa de alimentare a motoarelor. Tensiunea maximă a secțiunii de putere este de 36 volți.
Nu le voi separa și în toate circuitele le voi conecta la o sursă comună de alimentare.
Puterea minus sau masă (GND) este conectată la pinii nr. 4, 5, 12, 13. Acești pini, în plus, oferă un radiator pentru microcircuit, prin urmare, la lipirea pe placă, este de dorit să se aloce un zonă metalizată mărită pentru aceste pini.
Microcircuitul are și intrări ENABLE1 și ENABLE2.
Pentru a porni driverele, trebuie să aveți o unitate logică pe acești pini, cu alte cuvinte, conectăm pinii 1 și 9 la power plus.
Există, de asemenea, intrări INPUT pentru controlul motorului.

Fig.2. Tabel de corespondență al nivelurilor logice la intrări și ieșiri.

Mai sus este un tabel, conform căruia puteți înțelege că dacă la intrarea INPUT1 i se aplică o unitate logică, adică. conectați la plusul sursei de alimentare, iar intrarea INPUT2 la minus, apoi motorul M1 va începe să se rotească anumită latură. Și dacă schimbați nivelurile logice la aceste intrări, atunci motorul M1 se va roti în direcția opusă.
Același lucru se întâmplă și cu a doua parte, la care este conectat motorul M2.

Această caracteristică este utilizată în schemele prezentate de roboți.

Schema nr. 1. Robotul ocolește obstacolul când intră în contact cu „antenele”.

Fig.3. Schema nr. 1. Cu senzori mecanici de obstacol.

După ce este aplicată puterea, motoarele se vor roti într-o anumită direcție, mișcând robotul înainte. Acest lucru se datorează faptului că INPUT1 primește un semnal prin rezistorul R2 nivel inalt, la fel ca INPUT4. Tranzistorul VT1 este închis în siguranță, baza este trasă la puterea minus, nici un curent nu curge în colector.
Voi explica în partea stângă, pentru că. ambele părți sunt simetrice.
Logica 0 este setată la intrarea INPUT2 prin rezistorul R3 Judecând după tabel (Fig. 2), motorul se rotește într-o anumită direcție. În partea dreaptă a diagramei, se întâmplă același lucru și robotul se mișcă înainte.
Circuitul are întrerupătoare (SB1, SB2), care sunt folosite ca întrerupătoare SPDT. Agrafele de hârtie sunt atașate de ele cu lipici fierbinte și se obțin senzori de obstacole.

Fig.4. Senzorii „antenelor” sunt alcătuiți din agrafe.

Când un astfel de senzor lovește un obstacol, cheia se închide și intrarea INPUT2 este conectată la puterea plus, adică. se aplică un „1” logic. În același timp, se deschide și tranzistorul, în urma căruia unitatea logică de la intrarea INPUT1 este înlocuită cu un zero logic. Motorul se rotește în sens opus atunci când butonul este apăsat. Microîntrerupătoarele apar brusc și motorul îndepărtează robotul de obstacol până când senzorul nu mai atinge obstacolul.

După cum probabil ați ghicit, întrerupătoarele sau motoarele în sine trebuie să fie plasate în cruce.

Schema nr. 2. Robotul evită obstacolele fără contact (bara de protecție IR)

Un comportament și mai interesant poate fi realizat dacă receptoarele TSOP sunt folosite ca senzori pentru recepția semnalelor infraroșii. Va fi un fel de bara de protecție IR.
Deci acum circuitul arată așa.

Fig.5. Schema nr. 2. Cu senzori de obstacole în infraroșu.

„Modulul de recepție IR” funcționează astfel: atunci când un semnal infraroșu ajunge la receptorul TSOP, la ieșire apare o tensiune negativă, care deblochează tranzistorul PNP, iar curentul de la sursa de alimentare merge către circuitul de intrare al microcircuitului. Dacă data trecută s-au folosit întrerupătoare mecanice, cu așa-numitele vârste de agrafe, atunci noua schema va permite robotului să nu se lovească de un obstacol, ci să reacționeze la acesta de la o anumită distanță. Arata cam asa:

Piesa de primire este realizată astfel: două module absolut identice (stânga și dreapta) fixate împreună (Fig. 8).

Receptoarele folosite sunt TSOP1136 cu o frecventa de operare de 36 kHz. Locația știfturilor este prezentată în figura de mai jos.

Fig.6. TSOP1136.

Ne-am dat seama care sunt receptorii, dar pentru a detecta obstacolele, trebuie să trimiteți Radiatii infrarosii cu o anumită frecvență. Frecvența de funcționare a receptoarelor este diferită, în cazul meu este de 36 kHz. Prin urmare, pe cipul NE555 a fost asamblat un generator de impulsuri pentru o anumită frecvență, iar la ieșire au fost conectate diode emițătoare de infraroșu.


Fig.7. Diagrama emițătorului de pe NE555.

Pe șasiul robotului este fixat un fragment de panou, pe care puteți instala numărul dorit de diode IR.
Este recomandabil să puneți tuburi termocontractabile sau ceva similar pe diode, astfel încât acestea să strălucească înainte și nu în direcții diferite.

Fig.8. Bara de protecție IR.

După aplicarea puterii, robotul se poate mișca înapoi, acest lucru se datorează sensibilității prea mari a receptoarelor TSOP. Ei percep semnalul reflectat chiar și de pe podea, pereți și alte suprafețe. Prin urmare, în circuitul emițător de semnal IR este utilizat un rezistor de reglare (Fig. 7), cu ajutorul acestuia reducem luminozitatea diodelor infraroșii și obținem sensibilitatea dorită.

Schema nr. 3. Un astfel de robot se întoarce de la un obstacol, făcând o întoarcere.

Să ne uităm la o altă schemă interesantă.

Fig.9. Schema nr. 3.

Când un astfel de robot se sprijină de un obstacol cu ​​una dintre antene, acesta se întoarce, făcând o mică întoarcere, apoi după o scurtă pauză, robotul continuă să se miște. Comportamentul este prezentat în animația de mai jos:

Acest circuit este, de asemenea, pe deplin compatibil cu bara de protecție cu infraroșu din circuitul anterior.

Condensatorii electrolitici au apărut în circuitul dintre emițător și rezistențele de bază ale tranzistoarelor VT1 și VT2. Au apărut diodele VD1, VD2 și LED-urile HL1, HL2.
Să aruncăm o privire la de ce sunt necesare aceste componente suplimentare.
Deci, când comutatorul SB1 se închide, adică primul senzor, curentul de la sursa de alimentare prin dioda VD1 și rezistorul de limitare a curentului R1 este alimentat la baza tranzistorului. Se deschide prin schimbare nivel logic la intrarea INPUT1, la intrarea INPUT2 se modifică și nivelul.
În acest moment, curentul curge și către condensatorul C1 și este încărcat. Motorul M1 schimbă brusc direcția de rotație, iar robotul se întoarce de la obstacol. În videoclip, puteți vedea că și al doilea motor își schimbă direcția, dar pentru o perioadă mai scurtă de timp. Acest lucru se datorează faptului că atunci când senzorul SB1 este închis, curentul de la sursa de alimentare trece și în partea dreaptă a circuitului, prin LED-ul HL2. LED-urile nu numai că furnizează un semnal pe termen scurt despre o coliziune cu un obstacol, dar acționează și ca un amortizor pentru tensiunea furnizată jumătății opuse a circuitului. Pur și simplu, atunci când cheia SB1 este închisă, condensatorul C2 este încărcat mai puțin decât C1. Și când cheia (senzorul) SB2 este închisă, același lucru se întâmplă, dar invers - C2 este încărcat mai mult (adică, tensiunea de pe plăcile sale este mai mare). Acest lucru vă permite nu numai să vă îndepărtați de obstacol, ci și să vă îndepărtați puțin de el. Unghiul acestei rotații depinde de capacitatea condensatoarelor C1 și C2. Condensatorii cu o capacitate de 22 de microfarad, după părerea mea, sunt optimi. Cu o capacitate de 47 uF, unghiul de rotație va fi mai mare.
De asemenea, în videoclip puteți vedea că, după ce robotul se întoarce de la obstacol, există o mică pauză înainte de a merge înainte. Acest lucru se datorează descărcării condensatoarelor, adică. la un moment dat, semnalele logice de la intrările INPUT sunt echilibrate și șoferul nu mai înțelege pentru o secundă în ce direcție să rotească motorul. Dar când C1 și C2 sunt descărcate, nivelurile logice inițiale vor fi setate la intrările INPUT.
Diodele VD1 și VD2 împiedică descărcarea condensatoarelor prin LED-urile HL1, HL2. Circuitul nu funcționează fără LED-uri.

Schema nr. 4. Diagrama anterioară este cu bara de protecție IR.

Această schemă diferă de cea anterioară prin faptul că aici sunt utilizați senzori cu infraroșu (bumper IR) în locul senzorilor mecanici.

Fig.10. Schema nr. 4.

Colectorii tranzistorilor PNP VT1 și VT2, atunci când este detectat un obstacol, vor trimite un semnal către circuitul de intrare al microcircuitului. În plus, totul se întâmplă în același mod în care a fost descris mai devreme, doar un astfel de robot, când detectează un obstacol în fața lui, se întoarce, face o întoarcere, apoi continuă să se miște.
Comportamentul este prezentat în animația de mai jos:

Robotul va avea un comportament mai clar dacă capacitatea condensatoarelor C1 și C2 este redusă, de exemplu, la 1 uF (capacitatea minimă este de 0,22 uF).

Cum să faci robotul să urmeze obiectul?

În toate schemele prezentate mai sus, senzorii-senzori sau motoarele în sine trebuie aranjate în cruce. Și cu o conexiune directă (atunci când senzorul din stânga „comandă” motorului din stânga, cel drept - cel din dreapta), robotul nu va evita obstacolul, ci mai degrabă îl va urma. Datorită conexiunii directe, puteți obține un comportament foarte interesant al robotului - acesta va urmări în mod activ obiectul, menținând o anumită distanță. Distanța până la obiect depinde de luminozitatea diodelor IR de pe bara de protecție (reglare).

Mai multe fotografii:

Șasiul a folosit piese metalice de la designer. Placa de breadboard se aplecă pe spate pentru confortul înlocuirii bateriilor.

Robotul este alimentat de 4 baterii AA.

Opțiunile de fabricație a caroseriei și a șasiului pentru robot sunt limitate doar de imaginația ta, mai ales că există multe soluții gata făcute de vânzare. În cazul meu, circuitul va fi transferat pe placă, deoarece. o grămadă de fire nu este plăcută din punct de vedere estetic. Se vor instala și baterii cu circuit de reîncărcare. Și ce alte îmbunătățiri pot fi aduse sau noi funcții adăugate - toate acestea le puteți sugera în comentarii.

Acest articol are un videoclip care descrie în detaliu funcționarea circuitelor și demonstrează diferite variante comportamentul robotului.

Lista elementelor radio

Senzorii joacă unul dintre cele mai importante roluri în robotică. Cu ajutorul diverșilor senzori, robotul simte mediul înconjurător și poate naviga în el. Prin analogie cu un organism viu, acestea sunt organele de simț. Chiar și un robot obișnuit de casă nu poate funcționa pe deplin fără cei mai simpli senzori. În acest articol, vom arunca o privire mai atentă la toate tipurile de senzori care pot fi instalați pe un robot și la utilitatea aplicării acestora.

Senzori tactili

Senzorii tactili oferă robotului capacitatea de a răspunde la contactele (forțele) dintre acesta și alte obiecte din interior zonă de muncă. De obicei, acești senzori sunt echipați cu manipulatoare industriale, precum și roboți cu aplicații medicale. Mașinile echipate cu senzori tactili pot gestiona eficient operațiunile de asamblare și inspecție, funcții care necesită atenție la subtilitățile muncii.

Atunci când dezvoltă roboți umanoizi moderni, producătorii îi echipează cu acești senzori pentru a face mașinile și mai „animate”, capabile să perceapă informații despre lumea din jurul lor literalmente prin atingere.

Senzori optici

Când construiți un robot, pur și simplu nu vă puteți lipsi de senzori optici. Cu ajutorul lor, dispozitivul va „vedea” totul în jur. Acești senzori funcționează cu un fotorezistor. Senzorul de reflexie (emițător și receptor) vă permite să determinați zone albe sau negre de pe suprafață, ceea ce permite, de exemplu, unui robot cu roți să se deplaseze de-a lungul unei linii trasate sau să determine proximitatea unui obstacol. Sursa de lumină este adesea un LED infraroșu cu o lentilă, iar detectorul este o fotodiodă sau fototranzistor.

Camerele video merită o atenție deosebită. De fapt, aceștia sunt ochii unui robot. Acest tip de senzor este acum utilizat pe scară largă datorită creșterii tehnologiei în domeniul procesării imaginilor. După cum înțelegeți, pe lângă roboți, există suficiente aplicații pentru camerele video: sisteme de autorizare, recunoaștere a modelelor, detectarea mișcării în cazul activităților de securitate etc.

Senzori de sunet

Acești senzori servesc pentru mișcarea în siguranță a roboților în spațiu prin măsurarea distanței până la un obstacol de la câțiva centimetri la câțiva metri. Acestea includ un microfon (vă permite să captați sunetul, vocea și zgomotul), telemetrul, care sunt senzori care măsoară distanța până la obiectele din apropiere și alți senzori cu ultrasunete. SUA este utilizată pe scară largă în aproape toate ramurile roboticii.

Funcționarea senzorului cu ultrasunete se bazează pe principiul ecolocației. Iată cum funcționează: difuzorul dispozitivului emite un impuls ultrasonic la o anumită frecvență și măsoară timpul până când revine la microfon. Localizatoarele de sunet emit unde sonore direcționale care sări în obiecte, iar o parte din acel sunet reintră în senzor. În acest caz, ora sosirii și intensitatea unui astfel de semnal de întoarcere poartă informații despre distanța până la cele mai apropiate obiecte.

Pentru submersibilele autonome se folosesc predominant tehnologiile sonare subacvatice, în timp ce la sol, radarele sonore sunt folosite în principal pentru evitarea coliziunilor doar în imediata apropiere, deoarece acești senzori au o rază de acțiune limitată.

Alte dispozitive alternative la locatoarele sonice includ radarele, laserele și lidarele. În loc de sunet, acest tip de telemetru folosește un fascicul laser reflectat de un obstacol. Acești senzori au câștigat o acceptare mai largă în dezvoltarea vehiculelor autonome, deoarece permit vehiculului să gestioneze traficul mai eficient.

Senzori de poziție

Acest tip de senzor este utilizat în principal în vehicule fără pilot, roboți industriali și dispozitive care necesită auto-echilibrare. Senzorii de poziție includ GPS (sistemul de poziționare globală), repere (acționând ca un far), giroscoape (determinând unghiul de rotație) și accelerometre. GPS este un sistem de navigație prin satelit care măsoară distanța, timpul și localizează robotul în spațiu. GPS-ul permite vehiculelor terestre, aeriene și nautice fără pilot să-și găsească traseul și să se deplaseze cu ușurință dintr-un punct în altul.

Giroscoapele în robotică sunt, de asemenea, comune. Ei sunt responsabili pentru echilibrarea și stabilizarea oricărui dispozitiv. Și datorită faptului că această piesă este relativ ieftină, poate fi instalată în orice robot de casă.

Un accelerometru este un senzor care permite robotului să măsoare accelerația unui corp datorită forțelor externe. Acest dispozitiv este similar cu un corp masiv care se poate mișca de-a lungul unei anumite axe și este conectat la corpul dispozitivului prin arcuri. Dacă un astfel de dispozitiv este împins la dreapta, atunci sarcina se va deplasa de-a lungul ghidajului din stânga centrului axei.

Senzori de înclinare

Acești senzori sunt utilizați la roboți în care este necesar să se controleze înclinarea, să se mențină echilibrul și să se evite răsturnarea aparatului pe o suprafață neuniformă. Disponibil atât cu interfețe analogice cât și digitale.

senzori infrarosu

Cel mai accesibil și simplu tip de senzori care sunt utilizați la roboți pentru a determina proximitatea. Senzorul infraroșu trimite în mod independent unde infraroșii și, după ce a prins semnalul reflectat, determină prezența unui obstacol în fața acestuia.

În modul „beacon”, acest senzor trimite semnale constante, prin care robotul poate determina direcția și distanța aproximativă a farului. Acest lucru vă permite să programați robotul în așa fel încât acesta să urmeze întotdeauna acest far. Costul scăzut al acestui senzor îi permite să fie instalat pe aproape toți roboții de casă și, astfel, să le doteze cu capacitatea de a evita obstacolele.

Senzori de temperatura

Senzorul de temperatură este un alt dispozitiv util care este adesea folosit în dispozitivele moderne. Servește pentru măsurarea automată a temperaturii în diverse medii. Ca și în cazul computerelor, la roboți dispozitivul este folosit pentru a controla temperatura procesorului și răcirea acestuia în timp util.

Am luat în considerare toți cei mai de bază senzori care sunt utilizați în robotică și permit robotului să fie mai agil, mai manevrabil și mai productiv.

O parte a robotului este o placă, așa că nu vă puteți teme că firele robotului vor cădea în roțile acestuia. Chiar și un începător poate crea un astfel de robot dacă apare nivelul adecvat de entuziasm. Să aruncăm o privire mai atentă la modul în care puteți crea un astfel de robot.

Materiale și unelte pentru fabricație:
- direct platforma Arduino;
- doua motoare cu cutii de viteze;
- layout;
- tranzistor pentru comanda motorului;
- un breadboard de dimensiune medie;
- un mic bar pentru platforma principala;
- Senzor IR (pentru a determina distanta);
- o minge puternica;
- sârmă;
- lipici;
- roti;
- benzi de cauciuc;
- colectori;
- panglica;
- Baterii și carcasă pentru ele.

Procesul de fabricare a robotului:

Primul pas. Fabricarea șasiului
Șasiul este instalat în locul unde vor fi montate motoarele. Și fixate, motoarele vor fi cu lipici. Pentru a atașa roțile utilizați două colțuri. Superglue este folosit pentru a le atașa, dar ar fi mai fiabil să le fixați cu șuruburi și piulițe.
O minge mică de marmură trebuie înfășurată cu fire, dar asta top parte ar trebui să fie gratuit. Două fire sunt lipite pe placa.

Pasul patru. De ce ai nevoie de un senzor IR
Senzorul IR este necesar pentru ca robotul să poată detecta obstacolele din fața lui. Imediat ce apare, senzorul trimite imediat un semnal. Pentru ca senzorul IR să funcționeze în orice moment al zilei și în orice condiții, pe robot este instalat un LED roșu. Senzorul este conectat la al nouălea pin al Arduino. Cu ajutorul altor contacte, robotul va fi alimentat.

Senzor de obstacole IR pentru mașină robot YL-63 (FC-51)
Modulul senzorului pentru evitarea obstacolelor mașinii inteligente Modulul cu tuburi infraroșii Senzor fotoelectric reflectorizant

Senzorul fără contact YL-63 detectează obiecte în intervalul de distanțe de la aproape zero până la limita setată fără a intra în contact direct cu acestea. Diverși producători atribuiți nume diferite aceluiași dispozitiv. Unii numesc senzorul prezentat numele YL-63, alții FC-51. Senzorul este destinat utilizării atunci când nu sunt necesare informații despre distanța până la obiect, ci doar despre prezența sau absența acestuia. Limita distanței de înregistrare depinde de setare. Senzorul YL-63 are o ieșire discretă. Acesta este un senzor optic care înregistrează o creștere a intensității radiației infraroșii reflectate (IR) într-un spațiu controlat. Modificarea radiației reflectate are loc datorită părților în mișcare ale mecanismelor sau mișcării obiectelor din jur. YL-63 poate fi plasat pe un obiect în mișcare pentru a determina poziția în spațiul înconjurător. Este folosit pentru a detecta obstacolele în deplasarea mașinilor pe roți și pe șenile. Senzorul poate deveni parte ajutor vizual pentru studenții din domeniul sistemelor de control și automatizări.
Dispozitivul conține o sursă de radiații IR și un fotodetector. Radiația este reflectată de un obstacol și este înregistrată de un fotodetector. Transmite un semnal către comparatorul LM393, care este configurat să funcționeze la un anumit nivel de iluminare a fotodetectorului. Comparatorul generează un semnal la ieșirea senzorului YL-63 de un nivel logic scăzut sau ridicat.

Senzorul optic YL-63 aparține clasei de difuzie. Numele grupului de senzori a apărut din reflectarea multidirecțională subiacentă a radiației într-un senzor - difuzia radiației de către o suprafață reflectorizante.
Funcționarea dispozitivului este de a determina iluminarea fotodetectorului. Deoarece YL-63 captează radiația reflectată, există o eroare de măsurare a distanței cauzată de reflectivitatea diferită a suprafețelor obiectelor din diferite materiale.

Coeficienți de distanță pentru reflexia din diverse materiale.

Pentru funcționarea unității de recepție a tahometrului sunt utilizate diferite reflecție și absorbție a radiațiilor din diferite materiale. Să presupunem că avem. Este necesar să se cunoască numărul de rotații pe minut ale arborelui motorului. YL-63 ne va ajuta. Este suficient să lipiți o bucată de hârtie albă pe volant, să direcționați fasciculul senzorului către volant și să obțineți unitatea de primire a tahometrului.
Pentru a reduce consecințele diferitelor interferențe, microcontrolerul de procesare acumulează datele primite de la senzor într-o perioadă scurtă de timp și le face o medie. Senzorul YL-63 poate funcționa în dispozitive fără MK.

Opțiuni

Tensiune de alimentare 3,3-5 V
Distanța de detectare până la un plan alb mat reflectorizant 0,02-0,3 m
Unghi de detectare 35°
Dimensiuni 43 x 16 x 7 mm

Contacte

Senzorul de obstacole YL-63 aka FC-51 are o mufă cu trei pini:
VCC - putere,
GND - fir comun,
OUT - ieșire.

Indicatori

Există doi indicatori pe placa modulului. O strălucire de verde indică faptul că alimentarea este pornită. LED-ul roșu se aprinde atunci când un obiect se află în zona de detectare.

Setarea distanței de detectare

Configurarea dispozitivului este facilitată de funcționarea indicatorului de detectare. Acest lucru vă permite să configurați YL-63 aka FC-51 pentru a funcționa în condiții reale. Sensibilitatea senzorului este setată folosind o rezistență variabilă instalată pe placă. Obstacolul este setat la distanța necesară față de fotodispozitivele senzorului. Prin rotirea contactului mobil al rezistenței variabile de pe placa modulului YL-63, distanța de detectare este setată, LED-ul roșu este aprins. Apoi se verifică distanța de acționare prin deplasarea obiectului reflectorizant. Setarea se repetă de cel puțin trei ori.

Program pentru procesarea semnalului ArduinoYL-63

Semnalul senzorului este aplicat pinului 12 al Arduino.

Void setup() (
Serial.begin(9600);
pinMode(12, INPUT);
}
void loop() (
Serial.print("Semnal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
întârziere (500);
}

Acest articol arată cum să construiți un robot simplu pentru evitarea obstacolelor pe o placă Xboard v2.0. Această placă este potrivită pentru roboții inteligenți mici, deoarece este compactă, are patru controlere de motoare DC, poate fi flash prin USB și are multe alte caracteristici. De asemenea, este foarte ușor de învățat și de utilizat. xAPI este un set de funcții C concepute pentru a rezolva sarcini software complexe, cum ar fi PWM, LCD, telecomandă etc. Foarte bun si usor pentru incepatori. Designul său este deschis, așa că dacă nu doriți să cumpărați Xboard v2.0, îl puteți face singur.

Scopul robotului nostru este simplu: trebuie să vă deplasați oriunde, evitând obstacolele. Sarcina este simplă, iar robotul o realizează complet independent. Are un creier care citește informații de la senzori, ia decizii și controlează motoarele.

În timpul creării robotului, veți învăța diverse metode de bază care vă vor fi utile în viitor.

Partea mecanică a robotului

Robotul este asamblat într-o carcasă metalică de înaltă calitate, care poate fi achiziționată de la un magazin de robotică. Robotul este antrenat de două motoare DC de 200 RPM. Utilizează un sistem de transmisie diferențială și are o roată pivotantă în față. Roțile sunt conectate direct la arborele motorului.

Motoarele sunt atașate la șasiu cu o piuliță înșurubată pe filetul de lângă arbore.

Xboard v2.0 se montează folosind kitul de montare inclus, care include șuruburi, piulițe și distanțiere. Xboard v2.0 este realizat astfel încât orificiile sale de montare să se potrivească cu orificiile din carcasă.

Angrenaj diferențial

Transmisia diferențială permite mișcarea și controlul cu două roți. Nu este nevoie de roți ca pe o bicicletă sau pe mașină. Pentru a întoarce vehiculul (sau robotul), roțile din stânga și din dreapta se rotesc la viteze diferite. De aceea se numește treaptă diferențială. De exemplu, dacă roata din dreapta se învârte mai repede decât cea din stânga, atunci robotul se întoarce la stânga.

Imaginea arată acest lucru mai clar.

Astfel, mișcarea și controlul robotului se realizează prin controlul a două motoare, ceea ce se realizează cu ușurință folosind xAPI. Mai multe despre asta sunt scrise pe link-urile:
http://xboard.extremeelectronics.co.in/Motor1.htm
http://xboard.extremeelectronics.co.in/Motor2.htm

Articolele vă spun cum să porniți motorul în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic. MotorA este motorul drept, MotorB este motorul stâng. Fragmente de cod care arată cum să lucrați cu motoarele.

Robotul înaintează:

Mutarea robotului înapoi:

Intoarcere la stanga:
MotorA(MOTOR_CW,255); // motorul din dreapta se rotește în sensul acelor de ceasornic (CW) cu max. viteza (255)
MotorB(MOTOR_CW,255); // motorul stâng se rotește în sensul acelor de ceasornic (CW) cu max. viteza (255)

La dreapta:
MotorA(MOTOR_CCW,255); // motorul din dreapta se rotește în sens invers acelor de ceasornic (CCW) cu max. viteză
MotorB(MOTOR_CCW,255); // motorul din stânga se rotește în sens invers acelor de ceasornic (CCW) cu max. viteza (255)

Aflați mai multe despre MotorA și MotorB făcând clic aici.

Senzori

Senzorii de proximitate ajută robotul să detecteze obstacolele în calea lui. Senzorii includ transmițători IR și receptori IR. Un LED IR este folosit ca transmițător IR, care emite lumină în spectrul IR, invizibil pentru ochiul uman. Receptorul IR primește aceste fascicule.

Senzor IR

Un senzor IR este format dintr-un receptor IR, un transmițător IR și mai multe rezistențe. Diagrama este prezentată mai jos. Avem nevoie de trei dintre acești senzori montați pe partea din față a robotului.

După cum puteți vedea, senzorul are doi pini: putere și ieșire. Ieșirea senzorului poate avea o tensiune de la 0 la 5V, în funcție de distanța până la obstacol și tipul acestuia. Tensiunea se apropie de 5V atunci când un obstacol este în apropiere.

Evaluare R1 150Ω, R2 22kΩ. Codul de culoare este prezentat în diagrama de mai sus. Valorile rezistoarelor sunt foarte importante, așa că utilizați numai rezistențe cu valoarea specificată. Cablul scurt al receptorului IR negru (translucid) este conductorul pozitiv. Aceasta nu este o eroare, așa că conectați-o astfel.

Receptorul IR și transmițătorul IR trebuie instalate astfel încât fasciculele IR de la transmițătorul IR să lovească obstacole și să fie reflectate înapoi către receptorul IR. Al lor locația corectă prezentată în imagine.

Ieșirea senzorului este conectată la ADC-ul microcontrolerului AVR. ADC convertește tensiunea la 10 biți valoare digitală de la 0 la 1024. Adică, concentrându-vă pe valoarea de la ADC, puteți afla despre prezența obstacolelor în fața senzorului. Lucrul cu Xboard v2.0 ADC este simplu și este descris la link.

Dacă am conectat senzorul la ADC0, atunci puteți obține informații de la acesta folosind următoarea funcție:
int valoarea_sensor;
senzor_value=ReadADC(0); //Citiți numărul canalului 0

Când utilizați rezistențele prezentate în diagrama de mai sus, senzor_value este de aproximativ 660 când nu există niciun obstacol în fața senzorului și 745 când există aproximativ 15 cm de obstacol. Dacă obstacolul este mai aproape de 6 cm, atunci valoarea este 1023. Aceasta este valoarea maximă și chiar dacă obstacolul este mai aproape, valoarea nu crește.

Rețineți că aceste valori pot varia în funcție de tipul de obstacol. Unele obiecte reflectă razele IR mai bine sau mai rău decât altele. Unele obiecte reflectă foarte slab razele IR și nu pot fi detectate. Aceste rezultate au fost obținute folosind palma ca obstacol. De exemplu, razele IR nu reflectă bine lemnul vopsit în culori închise, cum ar fi ușile.

Combinarea și conectarea senzorilor IR

Cei trei senzori IR sunt atașați la o placă care este atașată în partea din față a robotului. Un senzor este instalat în centrul plăcii, iar ceilalți doi în dreapta și, respectiv, în stânga.

Pentru început, placa este tăiată la dimensiunile dorite. Acest lucru se poate face cu un mic ferăstrău.

Acum trebuie să găuriți două găuri pentru montare. Apoi putem folosi șuruburi, piulițe și distanți pentru a monta placa pe șasiu. Am folosit un burghiu electric pentru a face gaurile in cateva secunde, dar daca nu ai, poti folosi un burghiu manual.

Pe cealaltă parte a plăcii, punem distanțiere pe șuruburi pentru a avea distanță între placa de breadboard și șasiu.

Acum placa poate fi instalată pe șasiu

Rețineți că folosesc trimmere în loc de rezistențe fixe de 22k ohmi. Dar trebuie să utilizați rezistențe fixe de 22k ohmi. Breadboard-ul se conectează la Xboard v2.0 folosind un conector standard cu 8 pini. Xboard v2.0 are un conector cu 8 pini pentru senzori. Tot in acest conector sunt pini + 5V si GND pentru senzori. Pinout-ul acestuia este prezentat mai jos.

Conectați senzorul din dreapta la ADC0, senzorul central la ADC 1 și senzorul din stânga la ADC 2. Senzorii sunt gata, iar acum puteți continua să le testați.

Testarea senzorului IR

Mai jos este un mic program de testare care citește valoarea de la trei senzori și o afișează pe LCD. Pentru a înțelege cum funcționează programul, citiți articolul Interacțiunea cu un LCD folosind xAPI.

#include "avr/io.h" #include "util/delay.h" #include "lcd.h" void InitADC() ( ADMUX=(1)

Compilați și flashați programul în Xboard v2.0. După aceea, conectați LCD-ul și placa senzorului. Ecranul ar trebui să arate valorile de la trei senzori, așa cum se arată mai jos.

Când aduceți un obstacol la unul dintre senzori, valoarea acestuia ar trebui să crească, iar când obstacolul este foarte aproape, apoi creșteți la 1023. Înregistrați valorile senzorilor atunci când nu există niciun obstacol în fața lor și când obstacolul se află la aproximativ 15 cm distanță de el. Veți avea nevoie de aceste valori pentru a configura programul robot.

De asemenea, am furnizat un fișier HEX gata să flash microcontrolerul ATmega32 (sau ATmega16) și să îl pună în funcțiune în cel mai scurt timp.

Dacă nu există text pe afișaj, reglați contrastul cu potențiometrul.

Dacă senzorii nu funcționează conform așteptărilor, verificați conexiunile. Utilizați orice cameră digitală, cum ar fi un Handicam sau un telefon mobil. Invizibile pentru ochiul uman, razele IR sunt clar vizibile pentru cameră. Dacă LED-urile nu emit raze IR, verificați conexiunile.

Partea software

Sarcina programului este de a citi valorile de la senzori, de a lua decizii și de a controla două motoare. Astfel, robotul va conduce prin cameră, ocolind tot ce îi va sta în cale.

Am definit trei constante, și anume RTHRES, CTHRES și LTHRES: //Valori prag pentru declanșarea senzorului #define RTHRES 195 #define CTHRES 275 #define LTHRES 195

Valorile lor constante sunt valorile introduse. Ele trebuie deja înregistrate. Cum să le obțineți este descris mai sus. Când valoarea de la senzor se apropie de această valoare de prag, programul o percepe ca un obstacol. Vă rugăm să rețineți că este posibil ca valorile de mai sus să nu se potrivească cu ale dvs. Este în regulă.

Programul începe cu inițializarea subsistemului motor și a subsistemului ADC: MotorInit(); InitADC();

Apoi începem să mișcăm robotul înainte. Acest lucru se face prin apelarea funcțiilor MotorAși MotorB. Primul argument este direcția necesară: MOTOR_STOP MOTOR_CW MOTOR_CCW

Al doilea argument este viteza necesară. Valoarea sa poate fi de la 0 la 255. Folosim 25,5 pentru a ne deplasa la viteza maxima.

Mai multe informații despre lucrul cu motorul folosind xAPI pot fi găsite în documentația Xboard v2.0.

După ce robotul nostru începe să avanseze, intrăm într-o buclă nesfârșită, verificând dacă există vreun obstacol în fața robotului. Dacă da, atunci robotul se întoarce.

Puteți descărca firmware-ul și codurile sursă ale proiectului de mai jos

Senzori de funcționare a mecanismului - dispozitive digitale sau analogice pentru transmiterea informațiilor despre funcționarea unităților suplimentare ale vehiculului. Este utilizat în sistemul de monitorizare a vehiculelor GPS/GLONASS. Vă permite să știți cât timp a funcționat mecanismul, unde a funcționat, ce kilometraj a fost cu mecanismul pornit, câți litri de combustibil au fost cheltuiți pentru fiecare oră de lucru.

• Senzor de rotație sau de mișcare. Este folosit în sistemele de monitorizare GPS/GLONASS pentru a controla mecanismele de rotație sau de mișcare. Practic, senzorul de rotație este folosit pentru a controla camioanele de beton. Senzorul de rotație vă permite să urmăriți toată descărcarea camionului de beton și să controlați care a fost kilometrajul cu „mixerul” pornit. Senzorul de rotație este utilizat și la macaralele de construcții. Când este instalat pe arborele troliului, este ușor de controlat intensitatea funcționării macaralei. Senzorul de rotație poate fi folosit și pe vehiculele municipale pentru a controla viteza și a număra rotațiile benzii transportoare pe vehiculele cu gritter.
• Senzor de funcționare efectivă a mecanismelor. Este utilizat în sistemele de monitorizare prin satelit pentru a controla funcționarea echipamentelor speciale. Este instalat pe partea în mișcare și vă permite să controlați cât de eficient a fost utilizat echipamentul. Senzorul vă permite să determinați momentul și durata ridicării, de exemplu, o săgeată și să aflați cât timp a fost folosit echipamentul dvs.
• Senzor de înclinare. Senzorul unghiului de înclinare este ușor de instalat și ușor de configurat. Senzorul unghiului de înclinare este utilizat pentru a controla vehiculele care au un mecanism de ridicare. Cu ajutorul acestuia, puteți controla eficiența funcționării unui camion macara, excavator, numărați numărul de containere încărcate pe echipamentul de colectare a gunoiului.

Cei mai buni senzori de la StavTREK

Software-ul Wialon (Vialon) acceptă în prezent un număr mare de senzori diferiți. După ce am testat un numar mare de modele de diverse productii (Rusia, Europa, China), suntem pregatiti sa va oferim ce este mai bun!

Senzor inductiv de proximitate. Aspect

Tipuri de senzori

Deci, ce este un senzor? Un senzor este un dispozitiv care emite un anumit semnal atunci când are loc un anumit eveniment. Cu alte cuvinte, senzorul este activat într-o anumită condiție, iar la ieșire apare un semnal analog (proporțional cu acțiunea de intrare) sau discret (binar, digital, adică două niveluri posibile).

Mai precis, ne putem uita la Wikipedia: Senzor (senzor, din engleză senzor) - un concept în sistemele de control, un convertor primar, un element al unui dispozitiv de măsurare, semnalizare, reglare sau control al unui sistem care convertește o valoare controlată într-un semnal care este convenabil pentru utilizare.

Există, de asemenea, o mulțime de alte informații, dar am propria mea viziune, aplicată în domeniul ingineriei-electronice, asupra problemei.

Sunt o mulțime de senzori. Voi enumera doar acele tipuri de senzori cu care trebuie să se ocupe un electrician și un inginer electronic.

Inductiv. Este activat de prezența metalului în zona de declanșare. Alte denumiri sunt senzor de proximitate, senzor de poziție, inducție, senzor de prezență, comutator inductiv, senzor de proximitate sau comutator. Sensul este același și nu trebuie confundat. În engleză scriu „sensor de proximitate”. De fapt este un senzor metalic.

Optic. Alte denumiri sunt fotosenzor, senzor fotoelectric, comutator optic. Acestea sunt folosite și în viața de zi cu zi, se numesc „senzor de lumină”

Capacitiv. Declanșat de prezența aproape oricărui obiect sau substanță în domeniul de activitate.

Presiune. Nu există presiune de aer sau ulei - un semnal către controler sau se întrerupe. Asta dacă este discret. Poate exista un senzor cu o ieșire de curent, al cărui curent este proporțional cu presiunea absolută sau diferența.

Întrerupătoare de limită(senzor electric). Acesta este un comutator pasiv convențional care funcționează atunci când un obiect lovește sau apasă pe el.

Pot fi apelați și senzori senzori sau iniţiatori.

Ajunge deocamdată, să trecem la subiectul articolului.

Senzorul inductiv este discret. Un semnal apare la ieșire atunci când metalul este prezent într-o zonă dată.

Senzorul de proximitate se bazează pe un generator cu inductor. De aici și numele. Când metalul apare în câmpul electromagnetic al bobinei, acest câmp se modifică dramatic, ceea ce afectează funcționarea circuitului.

Câmpul unui senzor inductiv. Placa metalică modifică frecvența de rezonanță a circuitului oscilator

Diagrama unui senzor inductiv npn. Este dată o diagramă funcțională, pe care: un oscilator cu un circuit oscilator, un dispozitiv de prag (comparator), un tranzistor de ieșire NPN, diode și diode zener de protecție

Majoritatea pozelor din articol nu sunt ale mele, sursele pot fi descărcate la final.

Aplicarea senzorului inductiv

Senzorii de proximitate inductivi sunt utilizați pe scară largă în automatizare industriala pentru a determina poziția unei anumite părți a mecanismului. Semnalul de la ieșirea senzorului poate fi transmis la intrarea controlerului, convertizorului de frecvență, releului, demarorului și așa mai departe. Singura condiție este respectarea curentului și tensiunii.

Funcționarea unui senzor inductiv. Steagul se deplasează spre dreapta, iar când ajunge în zona de sensibilitate a senzorului, senzorul este declanșat.

Apropo, producătorii de senzori avertizează că nu este recomandat să conectați un bec incandescent direct la ieșirea senzorului. Am scris deja despre motive -.

Tipuri de senzori inductivi

Cum diferă senzorii?

Aproape tot ce se spune mai jos se aplică nu numai inductiv, ci și senzori optici și capacitivi.

1. Design, tipul caroseriei

Există două opțiuni principale - cilindrice și dreptunghiulare. Alte cazuri sunt folosite extrem de rar. Material carcase - metal (diverse aliaje) sau plastic.

2. Diametrul ecartamentului cilindric

Dimensiuni principale - 12 și 18 mm. Alte diametre (4, 8, 22, 30 mm) sunt rareori folosite.

Pentru a fixa senzorul de 18 mm, aveți nevoie de 2 chei pentru 22 sau 24 mm.

3. Distanța de comutare (distanță de lucru)

Aceasta este distanța până la placa metalica, care garantează funcționarea fiabilă a senzorului. Pentru senzorii miniaturali, această distanță este de la 0 la 2 mm, pentru senzorii cu diametrul de 12 și 18 mm - până la 4 și 8 mm, pentru senzorii mari - până la 20 ... 30 mm.

4. Numărul de fire de conectat

Să trecem la scheme.

2 fire. Senzorul este conectat direct la circuitul de sarcină (de exemplu, o bobină de pornire). La fel cum aprindem luminile acasă. Convenabil pentru instalare, dar capricios la sarcină. Funcționează prost cu rezistență la sarcină mare și scăzută.

Senzor cu 2 fire. Schema de comutare

Sarcina poate fi conectată la orice fir, pentru tensiune constantă este important să se respecte polaritatea. Pentru senzorii proiectați să funcționeze cu tensiune alternativă, nici conexiunea de sarcină, nici polaritatea nu contează. Nu trebuie să vă gândiți deloc la cum să le conectați. Principalul lucru este să furnizeze curent.

3 fire. Cel mai comun. Există două fire pentru alimentare și unul pentru sarcină. Vă voi spune mai multe separat.

4 și 5 fire. Acest lucru este posibil dacă sunt utilizate două ieșiri la sarcină (de exemplu, PNP și NPN (tranzistor) sau comutare (releu). Al cincilea fir este selectarea modului de funcționare sau a stării ieșirii.

5. Tipuri de ieșiri ale senzorilor în funcție de polaritate

Toți senzorii discreti pot avea doar 3 tipuri de ieșiri în funcție de elementul cheie (ieșire):

Releu. Totul este clar aici. Releul comută tensiunea necesară sau unul dintre firele de alimentare. Acest lucru asigură o izolare galvanică completă de circuitul de alimentare al senzorului, care este principalul avantaj al unui astfel de circuit. Adică, indiferent de tensiunea de alimentare a senzorului, puteți porni / opri sarcina cu orice tensiune. Folosit în principal la senzori mari.

Tranzistor PNP. Acesta este un senzor PNP. La ieșire - un tranzistor PNP, adică firul „pozitiv” este comutat. La „minus” sarcina este conectată permanent.

Tranzistor NPN.La ieșire - un tranzistor NPN, adică firul „negativ” sau neutru este comutat. La "plus" sarcina este conectată permanent.

Puteți înțelege clar diferența prin înțelegerea principiului de funcționare și a circuitelor de comutare ale tranzistoarelor. Această regulă va ajuta: acolo unde emițătorul este conectat, acel fir este comutat. Celălalt fir este conectat permanent la sarcină.

Mai jos va fi dat diagrame de cablare a senzorilor, care va arăta clar aceste diferențe.

6. Tipuri de senzori după starea ieșirii (NC și NO)

Oricare ar fi senzorul, unul dintre principalii săi parametri este starea electrică a ieșirii în momentul în care senzorul nu este activat (nu este afectat în niciun fel).

Ieșirea în acest moment poate fi pornită (alimentarea este furnizată încărcăturii) sau oprită. În consecință, ei spun - contact normal închis (normal închis, NC) sau contact normal deschis (NO). În echipamente străine - NO și NC.

Adică, principalul lucru pe care trebuie să-l știți despre ieșirile tranzistorului ale senzorilor este că pot exista 4 varietăți ale acestora, în funcție de polaritatea tranzistorului de ieșire și de starea inițială a ieșirii:

• PNP NR
• PNP NC
• NPN NR
• NPN NC

7. Logica de funcționare pozitivă și negativă

Acest concept se referă mai degrabă la actuatoarele care sunt conectate la senzori (controlere, relee).

Logica NEGATIVE sau POZITIVĂ se referă la nivelul de tensiune care activează intrarea.

Logica NEGATIVA: intrarea controlerului este activata (logica "1") atunci cand este conectata la GND. Terminalul S/S al controlerului (firul comun pentru intrările digitale) trebuie să fie conectat la +24 VDC. Logica negativă este utilizată pentru senzorii NPN.

Logica POZITIVĂ: intrarea este activată când este conectată la +24 VDC. Terminalul S/S al controlerului trebuie să fie conectat la GND. Utilizați logica pozitivă pentru senzorii PNP. Logica pozitivă este folosită cel mai des.

Există opțiuni pentru diverse dispozitive și conectarea senzorilor la acestea, întrebați în comentarii, ne vom gândi împreună.

Continuarea articolului -. În a doua parte sunt date scheme reale și uz practic diverse tipuri de senzori cu ieșire de tranzistor.

Descărcați instrucțiuni și manuale pentru unele tipuri de senzori inductivi:

/ Catalogul senzorilor de proximitate Autonics, pdf, 1,73 MB, descărcat: 540 ori./

/ Catalogul senzorilor de proximitate Omron, pdf, 1,14 MB, descărcat: de 667 ori./

/ Ce poate înlocui senzorii TEKO, pdf, 179,92 kB, descărcat: de 537 ori./

/ Senzori Turck, pdf, 4,13 MB, descărcat: de 462 ori./

/ Schema de conectare a senzorilor conform schemelor PNP și NPN în programul Splan / Fișier sursă., rar, 2,18 kB, descărcat: de 1219 ori./

Senzori reali

Este problematic să cumpărați senzori, produsul este specific și aproape niciodată nu vând astfel de senzori în magazinele de electricitate. Prin urmare, dau exemple de senzori reali care pot fi cumpărați din China.

• Induce. Senzor PNP- Alimentare DC, 6-36V, normal deschis, cilindric, diametru 12 mm, distanta pana la obiect - 4 mm, curent de iesire - pana la 300 mA. Excelent exemplu și preț.
• Induce. Senzor PNP- senzorul este cam la fel, dar pretul este mai mic, din moment ce angro este de 10 buc.
• Induce. Senzor NPN dreptunghiular- acest senzor este mult mai bun la elemente de fixare. În unele locuri de neînlocuit.
• Senzori optici reflexie difuză în infraroșu (de la obiect) - mare alegere senzori.

Recent, pe piața de electronice DIY au apărut un număr mare de roboți bazați pe Arduino. Fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje. Aș dori să vă aduc în atenție încă o noutate - setul Smart ROBO de la compania Smart Elements.

Kitul este realizat sub forma unui constructor conceput pentru a asambla un robot finit controlat de Arduino. Ca parte a caracteristicilor standard ale produsului, este furnizat nu numai un ansamblu în faze, ci și programare pentru funcționare în diferite moduri. Setul include o instrucțiune pas cu pas în limba rusă, care descrie în detaliu procesul de asamblare a platformei, de conectare a elementelor și de instalare a pieselor electronice.

Acest manual prezintă utilizatorului și tipurile de senzori utilizați în robot (senzori de obstacole în infraroșu, senzori de linie digitale, receptor de infraroșu). Acesta arată în detaliu cum să testați senzorii pentru defecțiuni. În plus, datorită utilizării instrucțiunilor, veți putea înțelege principiul de funcționare al dispozitivului, veți afla cum să conectați și să rulați controlerul, precum și să încărcați schița necesară pe acesta. Pentru confortul utilizatorilor, toate părțile setului sunt ambalate în ambalaje individuale și fiecare dintre ele este semnată.

Robotul funcționează în trei moduri standard:

1. Mișcarea liniei. În acest mod, robotul se deplasează pe o cale predeterminată folosind doi senzori digitali de linie. Datorită utilizării unor astfel de senzori, robotul depășește cu ușurință atât virajele lin, cât și secțiunile mai dificile ale pistei, care au, de exemplu, forma unui opt. Este inclusă o mică pistă de testare.

1. Evitarea obstacolelor. Platforma este echipată cu patru senzori în infraroșu care ajută la detectarea obstacolelor în calea robotului. Datorită unui algoritm special de mișcare, robotul se mișcă liber și nu se blochează în colțuri.

1. Telecomandă. Robotul terminat primește o comandă de la telecomandă folosind un receptor infraroșu. Dispozitivul respectă comenzile într-un mod similar cu o mașină de jucărie controlată prin radio.

Dispozitivul robot se bazează pe senzori de înaltă calitate și o placă de microcontroler de la Keyestudio, care este un analog absolut al plăcii originale Arduino Uno, nu inferioară acesteia în ceea ce privește caracteristici externeȘi parametri tehnici. Șasiul este realizat pe bază acrilică cu patru motoare electrice N20 echipate cu cutii de viteze.

Printre avantajele importante ale „Smart ROBO”, care fac setul atractiv pe fundalul concurenților, includ:

• Setul contine tot ce ai nevoie pentru asamblare. Setul este un dispozitiv complet, gata de utilizare. Pe lângă principalele elemente de bază, setul include elemente suplimentare: surubelnite pentru asamblarea platformei si elementelor de prindere, precum si o baterie pt durata de viata a bateriei robot;
• Sunt furnizate instrucțiuni pas cu pas pentru asamblare și configurare. Acest manual vă permite să mergeți pas cu pas până la capăt: de la asamblarea părții mecanice a robotului până la încărcarea programului finit în controler;
• Trei moduri de operare diferite. Puteți modifica fiecare mod la propria discreție;
• Posibilitate de asamblare fara fier de lipit. Toate conexiunile cablurilor sunt realizate folosind conectori rapidi și terminale cu șuruburi. Adică, utilizatorul trebuie doar să conecteze elementele între ele;
• Siguranță. Robotul este alimentat de o baterie obișnuită de 9 volți.
• Versatilitate. Funcționalitatea robotului nu se limitează la cele trei moduri standard. Puteți modifica singur designul existent sau puteți dezvolta ceva nou. Platformele de montare sunt echipate cu elemente de fixare universale, ceea ce vă permite să extindeți semnificativ sau să înlocuiți complet compoziția modulelor și a senzorilor. Posibilitățile robotului depind doar de imaginația ta.

Setul va fi util nu numai pentru începători, ci și pentru cei care au cunoștințe în domeniul programării controlerelor și doresc să le extindă. De asemenea, produsul poate juca rolul de ghid didactic în lecțiile de fizică, informatică și inginerie electrică. Dacă este necesar, poate fi folosit ca ghid pas cu pas să acționeze la cercul de robotică.

Puteți afla mai multe informații despre setul „Smart ROBO” pe site-ul oficial

Senzorii joacă unul dintre cele mai importante roluri în robotică. Cu ajutorul diverșilor senzori, robotul simte mediul înconjurător și poate naviga în el. Prin analogie cu un organism viu, acestea sunt organele de simț. Chiar și un robot obișnuit de casă nu poate funcționa pe deplin fără cei mai simpli senzori. În acest articol, vom arunca o privire mai atentă la toate tipurile de senzori care pot fi instalați pe un robot și la utilitatea aplicării acestora.

Senzori tactili

Senzorii tactili oferă robotului capacitatea de a răspunde la contactele (forțele) dintre acesta și alte obiecte din zona de lucru. De obicei, acești senzori sunt echipați cu manipulatoare industriale, precum și roboți cu aplicații medicale. Mașinile echipate cu senzori tactili pot gestiona eficient operațiunile de asamblare și inspecție, funcții care necesită atenție la subtilitățile muncii.

Atunci când dezvoltă roboți umanoizi moderni, producătorii îi echipează cu acești senzori pentru a face mașinile și mai „animate”, capabile să perceapă informații despre lumea din jurul lor literalmente prin atingere.

Senzori optici

Când construiești un robot, pur și simplu nu se poate face fără senzori optici. Cu ajutorul lor, dispozitivul va „vedea” totul în jur. Acești senzori funcționează cu un fotorezistor. Senzorul de reflexie (emițător și receptor) vă permite să determinați zone albe sau negre de pe suprafață, ceea ce permite, de exemplu, unui robot cu roți să se deplaseze de-a lungul unei linii trasate sau să determine proximitatea unui obstacol. Sursa de lumină este adesea un LED infraroșu cu o lentilă, iar detectorul este o fotodiodă sau fototranzistor.

Camerele video merită o atenție deosebită. De fapt, aceștia sunt ochii unui robot. Acest tip de senzor este acum utilizat pe scară largă datorită creșterii tehnologiei în domeniul procesării imaginilor. După cum înțelegeți, pe lângă roboți, există suficiente aplicații pentru camerele video: sisteme de autorizare, recunoaștere a modelelor, detectarea mișcării în cazul activităților de securitate etc.

Senzori de sunet

Acești senzori servesc pentru mișcarea în siguranță a roboților în spațiu prin măsurarea distanței până la un obstacol de la câțiva centimetri la câțiva metri. Acestea includ un microfon (vă permite să captați sunetul, vocea și zgomotul), telemetrul, care sunt senzori care măsoară distanța până la obiectele din apropiere și alți senzori cu ultrasunete. SUA este utilizată pe scară largă în aproape toate ramurile roboticii.

Funcționarea senzorului cu ultrasunete se bazează pe principiul ecolocației. Iată cum funcționează: difuzorul dispozitivului emite un impuls ultrasonic la o anumită frecvență și măsoară timpul până când revine la microfon. Localizatoarele de sunet emit unde sonore direcționale care sări în obiecte, iar o parte din acel sunet reintră în senzor. În acest caz, ora sosirii și intensitatea unui astfel de semnal de întoarcere poartă informații despre distanța până la cele mai apropiate obiecte.

Pentru submersibilele autonome se folosesc predominant tehnologiile sonare subacvatice, în timp ce la sol, radarele sonore sunt folosite în principal pentru evitarea coliziunilor doar în imediata apropiere, deoarece acești senzori au o rază de acțiune limitată.

Alte dispozitive alternative la locatoarele sonice includ radarele, laserele și lidarele. În loc de sunet, acest tip de telemetru folosește un fascicul laser reflectat de un obstacol. Acești senzori au câștigat o acceptare mai largă în dezvoltarea vehiculelor autonome, deoarece permit vehiculului să gestioneze traficul mai eficient.

Senzori de poziție

Acest tip de senzor este utilizat în principal în vehicule fără pilot, roboți industriali și dispozitive care necesită auto-echilibrare. Senzorii de poziție includ GPS (sistemul de poziționare globală), repere (acționând ca un far), giroscoape (determinând unghiul de rotație) și accelerometre. GPS este un sistem de navigație prin satelit care măsoară distanța, timpul și localizează robotul în spațiu. GPS-ul permite vehiculelor terestre, aeriene și nautice fără pilot să-și găsească traseul și să se deplaseze cu ușurință dintr-un punct în altul.

Giroscoapele în robotică sunt, de asemenea, comune. Ei sunt responsabili pentru echilibrarea și stabilizarea oricărui dispozitiv. Și datorită faptului că această piesă este relativ ieftină, poate fi instalată în orice robot de casă.

Un accelerometru este un senzor care permite robotului să măsoare accelerația unui corp datorită forțelor externe. Acest dispozitiv este similar cu un corp masiv care se poate mișca de-a lungul unei anumite axe și este conectat la corpul dispozitivului prin arcuri. Dacă un astfel de dispozitiv este împins la dreapta, atunci sarcina se va deplasa de-a lungul ghidajului din stânga centrului axei.

Senzori de înclinare

Acești senzori sunt utilizați la roboți în care este necesar să se controleze înclinarea, să se mențină echilibrul și să se evite răsturnarea aparatului pe o suprafață neuniformă. Disponibil atât cu interfețe analogice cât și digitale.

senzori infrarosu

Cel mai accesibil și simplu tip de senzori care sunt utilizați la roboți pentru a determina proximitatea. Senzorul infraroșu trimite în mod independent unde infraroșii și, după ce a prins semnalul reflectat, determină prezența unui obstacol în fața acestuia.

În modul „beacon”, acest senzor trimite semnale constante, prin care robotul poate determina direcția și distanța aproximativă a farului. Acest lucru vă permite să programați robotul în așa fel încât acesta să urmeze întotdeauna acest far. Costul scăzut al acestui senzor îi permite să fie instalat pe aproape toți roboții de casă și, astfel, să le doteze cu capacitatea de a evita obstacolele.

Senzori de temperatura

Senzorul de temperatură este un alt dispozitiv util care este adesea folosit în dispozitivele moderne. Servește pentru măsurarea automată a temperaturii în diverse medii. Ca și în cazul computerelor, la roboți dispozitivul este folosit pentru a controla temperatura procesorului și răcirea acestuia în timp util.

Am luat în considerare toți cei mai de bază senzori care sunt utilizați în robotică și permit robotului să fie mai agil, mai manevrabil și mai productiv.