🍋 👨🏻‍🚒 🤜🏾 रोबोरेस कॉम्पिटिशन रोबोट बनाना ✊🏿 ⏲️ 🈶

रॉबोरस स्पेसिफिक्स

रोबोरेस एक प्रतियोगिता है जिसमें रोबोट कार एक विशेष रिंग ट्रैक पर प्रतिस्पर्धा करते हैं। आप दो बिंदुओं के अपवाद के साथ, रोबोरेस और फॉर्मूला 1 रेसिंग के बीच कुछ सादृश्य आकर्षित कर सकते हैं।

सबसे पहले, पूर्ण पैमाने पर रेसिंग कारों के बजाय, छोटे कार मॉडल और समग्र और वजन प्रतिबंधों के साथ मूल डिजाइन (अधिकतम WxD = 25x50 सेमी और 3 किलो तक वजन) शामिल हैं।
दूसरे, पायलटों के बजाय, कार को एक ऑन-बोर्ड कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो विभिन्न सेंसर की रीडिंग का विश्लेषण करता है और ट्रैक पर कार को उन्मुख करता है, आंदोलन की गति का चयन करता है, बाधाओं और प्रतिद्वंद्वियों के साथ टकराव को रोकता है। वास्तव में ट्रैक पर कार का "व्यवहार" ऑन-बोर्ड कंप्यूटर नियंत्रण कार्यक्रम द्वारा निर्धारित किया जाता है।

रोबोरेस को एक चैम्पियनशिप के रूप में आयोजित किया जाता है, जिसमें चरणों को शामिल किया जाता है, जिसे बेलारूस और विदेशों के विभिन्न शहरों में आयोजित किया जाता है। दोनों प्रवेश स्तर के निर्माण (उदाहरण के लिए, लेगो प्रकार के एक निर्माता पर आधारित) और जटिल रोबोट डिवाइस चैम्पियनशिप में भाग लेते हैं। रोबोटिक संरचनाओं की विशेषताओं और क्षमताओं की व्यापक संभव सीमा को कवर करने के लिए प्रतिस्पर्धा नियम इस तरह से बनाए जाते हैं।

चित्रा 1 - रेसिंग रोबोट के लिए ट्रैक:

चित्र 1 में दिखाए गए ट्रैक पर विचार करें, जिसके साथ रोबोट आगे बढ़ेगा। अनिवार्य तत्व काली रेखाएं और दीवारें हैं। इसके आधार पर, आप ट्रैक के साथ रोबोट को स्थानांतरित करने के लिए एक रणनीति बना सकते हैं: उदाहरण के लिए, ब्लैक लाइन सेंसर के साथ रोबोट को लैस करें और नेविगेशन के लिए ट्रैक लाइनों का उपयोग करें, या बाधाओं का पता लगाने और दीवारों के साथ आगे बढ़ने के लिए रेंजफाइंडर स्थापित करें।

यह लेख एक रोबोट को प्रस्तुत करता है जिसे मैंने दूसरी रणनीति (रेंजफाइंडर्स के रीडिंग के आधार पर आंदोलन) के अनुसार रोबोरेस के लिए विकसित किया था।

रोबोट बनाने के चरण

रॉबोरस के लिए एक रोबोट बनाना चेसिस की पसंद से शुरू होता है। अब स्टोर ट्रैक किए गए और पहिए वाले प्लेटफार्मों के एक बड़े चयन की पेशकश करते हैं। मैं क्लासिक डिजाइन पर ध्यान केंद्रित करने की सलाह देता हूं जब पीछे के पहिये एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित होते हैं और सामने के पहिये एक इमदादी द्वारा संचालित होते हैं । चित्र 2 रोबोरस के लिए एक रोबोट दिखाता है, जिसे एक समान योजना के अनुसार बनाया गया है।

चित्र 2 - रोबोट:

मैं भाग्यशाली था कि रेडियो मॉडलर्स के एक स्थानीय क्लब में थोड़े पैसे के लिए एक मॉडल खरीदा (पाठक अपने क्षेत्र में भी ऐसा करने की कोशिश कर सकते हैं: उनके पास आमतौर पर बहुत पुराने मॉडल हैं)। चूंकि खरीदे गए मॉडल में कर्षण मोटर नहीं था, इसलिए उस पर खरीदी गई 12-वोल्ट मोटर लगाई गई थी। आप एक नियमित खिलौने का उपयोग भी कर सकते हैं: वे आमतौर पर काफी कठिन होते हैं और आपको केवल स्टीयरिंग को संशोधित करने की आवश्यकता होती है।

चूंकि मेरे मामले में सर्वो पहले से स्थापित था, इसलिए इसके साथ कोई समस्या नहीं थी।

अगला चरण नियंत्रण बोर्ड की पसंद है। कई विकल्प हैं। मैंने अरुडिनो को सबसे आसान विकल्प के रूप में चुना। पाठक के लिए इसकी सिफारिश की जा सकती है, विशेष रूप से अनुभव की कमी के साथ। मेरे काफी व्यापक अनुभव के आधार पर, ऐसे रोबोटों के लिए सामान्य 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर पर्याप्त हैं। इसलिए, यदि आप रोबोट के आंदोलनों को ट्रैक करने के लिए कैमरे का उपयोग करने की योजना नहीं बनाते हैं, तो इसे अधिक शक्तिशाली प्रोसेसर के साथ जटिल न करें।

सर्वो ड्राइव को सीधे Arduino से जोड़ा जा सकता है - उदाहरण के लिए, चित्र 3 में दिखाए गए सेंसर शील्ड के माध्यम से। सेंसर को इससे कनेक्ट करना भी सुविधाजनक है।

चित्रा 3 - सेंसर ढाल v4:

मोटर को सीधे Arduino से नहीं जोड़ा जा सकता है। आपको विशेष मोटर चालक का उपयोग करने की आवश्यकता है। अब बहुत सारे उपलब्ध हैं, और कनेक्ट करने के निर्देश हैं। मैंने अपनी प्रयोगशाला में विकसित मोटर चालक का उपयोग किया (चित्र 4)।

चित्रा 4 - मोटर चालक:

रोबोट प्रतियोगिताओं में, आपको बैटरी पर बहुत ध्यान देना होगा। मैं लिथियम पॉलिमर बैटरी का उपयोग करता हूं। उन्होंने खुद को बहुत अच्छे से साबित किया है। अपने रोबोट में उपयोग किए जाने वाले हैक में से एक वोल्टेज कनवर्टर की चिंता करता है। Arduino देशी कनवर्टर बहुत अच्छा नहीं है, इसलिए बैटरी पावर बचाने के लिए स्टेप-डाउन रेगुलेटर का उपयोग करना अच्छा है । बेशक, आप एक पारंपरिक रैखिक कनवर्टर का उपयोग कर सकते हैं।

रोबोट का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा सेंसर है - यह दुनिया के बारे में जानकारी, बाधाओं के बारे में और अन्य रोबोटों के बारे में क्या प्रदान करता है। मध्य मूल्य श्रेणी में, हम अल्ट्रासोनिक और अवरक्त सेंसर से चुन सकते हैं। मेरे रोबोट में, मैं अवरक्त सेंसर GP2Y0A02YK0F का उपयोग करता हूं। मुझे इस तथ्य के कारण अल्ट्रासोनिक सेंसर पसंद नहीं है कि एक सेंसर दूसरे के साथ शोर हो सकता है। उदाहरण के लिए, मेरे पास ऐसी परिस्थितियां थीं: दाएं सेंसर ने एक संकेत भेजा, और बाएं एक ने इसे प्राप्त किया। मैं अभी भी अल्ट्रासोनिक सेंसर के उचित स्थान और प्रबंधन पर काम कर रहा हूं। उनके लॉन्च की उम्मीद उनकी कीमत से लगातार बढ़ रही है।

यहां प्रस्तुत रोबोट मॉडल में तीन अवरक्त सेंसर हैं। सेंसर चित्रा 2 में देखे जा सकते हैं। वे दो कारणों से आवास में गहरे रूप से स्थापित हैं:

सेंसर के मृत क्षेत्र को कम करने के लिए, जो इस मॉडल में 20 सेमी है;
रोबोट शरीर अन्य रोबोट के साथ टकराव के दौरान सेंसर को यांत्रिक क्षति से बचाता है।

साइड सेंसर 45 डिग्री के कोण पर स्थापित होते हैं। खैर, अगर रोबोट का डिज़ाइन उनकी स्थापना के कोण के समायोजन के लिए प्रदान करता है।

रोबोट की सामान्य योजना

चित्रा 5 में देखी जा सकती है। चित्र 5 - रोबोट की सामान्य योजना:

रोबोट प्रोग्रामिंग

चूंकि रोबोट Arduino का उपयोग करता है, प्रोग्रामिंग Arduino IDE का उपयोग करके किया जाता है। रोबोट प्रोग्राम एक बंद लूप है, जिसमें निम्नलिखित ब्लॉक होते हैं:

फ़िल्टरिंग रीडिंग सेंसर;
रोबोट के कोण और गति की गणना;
तंत्र को नियंत्रण संकेतों का स्थानांतरण।

इस संरचना में, सेंसर से जानकारी प्राप्त करने के लिए कोई ब्लॉक नहीं है। चूंकि सेंसर एक एनालॉग सिग्नल लौटाते हैं, Arduino IDE में एक एनालॉग वाइट () फ़ंक्शन होता है। यदि माप गति महत्वपूर्ण नहीं है, तो यह फ़ंक्शन बहुत अच्छा काम करता है। लेकिन चूंकि रोबोट को प्रतियोगिता के लिए डिज़ाइन किया गया था, इसलिए सेंसर के प्रसंस्करण को रुकावट में डालना तय किया गया था।

ATmega माइक्रोकंट्रोलर पर निर्मित सभी Arduino बोर्डों में स्वचालित मोड में ADC माप करने की क्षमता है। आपको एक बार इस मोड को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है, और फिर प्राप्त मूल्यों का उपयोग करें। नतीजतन, नियंत्रक लगातार सीपीयू समय बर्बाद किए बिना, सेंसर की जांच करता है। सेंसर रीडिंग को फ़िल्टर करना तीन तत्वों की एक खिड़की के साथ एक मंझला फ़िल्टर द्वारा किया जाता है।

राजमार्ग के साथ जाने के लिए, निम्नलिखित एल्गोरिथ्म विकसित किया गया था। रोबोट दायीं और बायीं दीवारों की दूरी की तुलना करता है और इसके अनुसार पहियों को वांछित दिशा में मोड़ता है। यदि रोबोट के सामने कोई बाधा नहीं है, तो गति बढ़ जाती है, लेकिन पहियों के रोटेशन का अधिकतम संभव कोण भी कम हो जाता है। यह आवश्यक है ताकि रोबोट सीधे वर्गों पर अधिक सीधे यात्रा करे। जब एक बाधा का पता लगाया जाता है, तो पहियों के रोटेशन का कोण बढ़ जाता है, और रोबोट धीमा हो जाता है।

बेशक, अनसुलझी समस्याएं हैं। उदाहरण के लिए, रोबोट को मोड़ की वक्रता का पता नहीं होता है, इसलिए यह प्रत्येक मोड़ से पहले धीमा हो जाता है।

आप GitHub पर प्रोजेक्ट कोड देख सकते हैं ।

रोबोरेस कॉम्पिटिशन रोबोट बनाना

रॉबोरस स्पेसिफिक्स

रोबोट बनाने के चरण

रोबोट प्रोग्रामिंग

More articles: