Arduino (रोबोट-शिकारी) पर पहला रोबोट बनाने का अनुभव

नमस्ते

इस लेख में, मैं अपने पहले Arduino रोबोट को इकट्ठा करने की प्रक्रिया का वर्णन करना चाहता हूं। यह सामग्री मेरे जैसे अन्य नए लोगों के लिए उपयोगी होगी, जो किसी प्रकार की "सेल्फ-रनिंग गाड़ी" बनाना चाहते हैं। लेख विभिन्न बारीकियों पर मेरे परिवर्धन के साथ काम के चरणों का वर्णन है। परिणामी कोड का लिंक (सबसे अधिक संभावना नहीं कि सबसे आदर्श) लेख के अंत में दिया गया है।



जहाँ तक संभव हो मैंने अपने बेटे (8 वर्ष) को शामिल किया। वास्तव में उसके साथ क्या हुआ और क्या नहीं - इसके लिए मैंने लेख के कुछ भाग पर प्रकाश डाला, शायद कोई काम आएगा।

रोबोट का सामान्य विवरण

सबसे पहले, रोबोट के बारे में कुछ शब्द ही ( विचार )। मैं वास्तव में शुरुआत में कुछ विशिष्ट इकट्ठा नहीं करना चाहता था। उसी समय, घटकों का सेट बहुत मानक था - चेसिस, इंजन, अल्ट्रासोनिक सेंसर, लाइन सेंसर, एलईडी, ट्वीटर। सबसे पहले, इस "सूप सेट" से एक रोबोट का आविष्कार किया गया था जो इसके क्षेत्र की रक्षा करता है। वह घुसपैठिए के पास जाता है, जो सर्कल लाइन को पार करता है, और फिर केंद्र में लौटता है। हालांकि, इस संस्करण में, एक खींची गई रेखा की आवश्यकता थी, साथ ही सर्कल में लगातार रहने के लिए अतिरिक्त गणित।

इसलिए, कुछ विचार-विमर्श के बाद, मैंने विचार को थोड़ा बदल दिया और "शिकारी" रोबोट बनाने का फैसला किया। शुरुआत में, वह अपनी धुरी पर घूमता है, पास में एक लक्ष्य (व्यक्ति) का चयन करता है। यदि एक "पीड़ित" की खोज की जाती है, तो "शिकारी" एक फ्लैशर और एक जलपरी पर मुड़ता है, और उस पर सवारी करना शुरू कर देता है। जब कोई व्यक्ति दूर जाता है / भागता है, तो रोबोट एक नए लक्ष्य का चयन करता है और उसका पीछा करता है, और इसी तरह। इस तरह के रोबोट को एक सीमित सर्कल की आवश्यकता नहीं होती है, और यह एक खुले क्षेत्र में काम कर सकता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह कैच-अप गेम की तरह है। हालांकि अंत में रोबोट तेजी से बाहर नहीं निकला, लेकिन यह ईमानदारी से अपने आसपास के लोगों के साथ बातचीत करता है। बच्चे विशेष रूप से इसे पसंद करते हैं (कभी-कभी, हालांकि, ऐसा लगता है कि वे इसे रौंदने वाले हैं, पहले से ही दिल लंघन है ...)। मुझे लगता है कि तकनीकी डिजाइन को लोकप्रिय बनाने के लिए यह एक अच्छा उपाय है।

रोबोट संरचना

इसलिए, हमने विचार पर फैसला किया, चलो लेआउट पर चलते हैं। तत्वों की सूची इस बात से बनती है कि रोबोट को क्या करने में सक्षम होना चाहिए। यहाँ सब कुछ काफी स्पष्ट है, इसलिए तुरंत नंबर पर नज़र डालें:



रोबोट के "दिमाग" - बोर्ड आर्डिनो अनो (1); चीन से ऑर्डर किए गए एक सेट में था। हमारे उद्देश्यों के लिए, यह काफी पर्याप्त है (हम प्रयुक्त पिन की संख्या पर ध्यान केंद्रित करते हैं)। उसी सेट से, हमने तैयार चेसिस (2) लिया, जिस पर दो ड्राइविंग व्हील (3) और एक रियर (स्वतंत्र रूप से घूर्णन) (4) संलग्न हैं। इसके अलावा किट में रेडी-मेड बैटरी कंपार्टमेंट (5) था। रोबोट के सामने एक अल्ट्रासोनिक सेंसर (HC-SR04) (6) है, पीछे एक इंजन ड्राइवर (L298N) (7) है, केंद्र में एक एलईडी-फ्लैशर (8) है, और थोड़ा सा एक ट्वीटर (9) है।

बिल्ड स्टेज पर, हम देखते हैं:

- ताकि सब कुछ फिट हो जाए
- संतुलित होना
- तर्कसंगत रूप से रखा जाना

आंशिक रूप से, हमारे चीनी सहयोगियों ने पहले ही हमारे लिए यह कर दिया है। तो, भारी बैटरी डिब्बे को केंद्र में रखा गया है, और लगभग इसके नीचे ड्राइविंग पहियों हैं। अन्य सभी बोर्ड हल्के होते हैं, उन्हें परिधि पर रखा जा सकता है।

बारीकियों:

1. सेट से चेसिस में बहुत सारे कारखाने छेद हैं, लेकिन उनमें क्या तर्क है - मैंने अभी भी इसका पता नहीं लगाया है। इंजन और बैटरी पैक समस्याओं के बिना तय किए गए थे, फिर "फिट" एक या दूसरे बोर्ड को ठीक करने के लिए नए छेदों की ड्रिलिंग के साथ शुरू हुआ।
2. भंडारण कक्षों से पीतल के रैक और अन्य फास्टनरों को काफी बचाया गया था (कभी-कभी उन्हें बाहर निकलना पड़ता था)।
3. मैंने प्रत्येक बोर्ड से क्लैंप के माध्यम से टायर पारित किया (फिर से, मैंने इसे भंडारण कमरे में पाया)। बहुत सुविधाजनक है, सभी तार सुंदर हैं और बाहर लटका नहीं है।

व्यक्तिगत ब्लॉक

अब मैं ब्लॉकों के माध्यम से जाऊंगा और आपको व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक के बारे में बताऊंगा।

बैटरी डिब्बे

यह स्पष्ट है कि रोबोट में ऊर्जा का अच्छा स्रोत होना चाहिए। विकल्प अलग हो सकते हैं, मैंने 4 एए बैटरी वाले विकल्प को चुना। कुल में, वे लगभग 5 V देते हैं, और यह वोल्टेज सीधे arduino बोर्ड के 5V पिन (स्टेबलाइजर को दरकिनार) पर लागू किया जा सकता है।

निश्चित रूप से, मेरे पास कुछ युद्ध क्षमता थी, लेकिन यह समाधान काफी व्यावहारिक है।

चूँकि बिजली की आवश्यकता हर जगह होती है, सुविधा के लिए मैंने रोबोट के केंद्र में दो कनेक्टर बनाए: एक "जमीन पर (दाईं ओर), और दूसरा - 5 वी (बाईं ओर) वितरित करता है।"



इंजन और ड्राइवर

सबसे पहले, बढ़ते इंजन के बारे में। माउंट कारखाना है, लेकिन बड़े सहिष्णुता के साथ बनाया गया है। दूसरे शब्दों में, इंजन बाएँ-दाएँ मिलिमीटर के एक जोड़े को "डगमग" कर सकते हैं। हमारे कार्य के लिए, यह महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन कहीं न कहीं यह प्रभावित कर सकता है (रोबोट दूर ले जाना शुरू कर देगा)। बस के मामले में, मैंने इंजन को सख्ती से समानांतर और गोंद के साथ तय किया।



इंजनों को नियंत्रित करने के लिए, जैसा कि मैंने ऊपर लिखा था, L298N ड्राइवर का उपयोग किया जाता है। प्रलेखन के अनुसार, उसके पास प्रत्येक इंजन के लिए तीन पिन हैं: गति को बदलने के लिए एक और रोटेशन की दिशा के लिए पिन की एक जोड़ी। एक महत्वपूर्ण बिंदु है। यह पता चला है कि यदि आपूर्ति वोल्टेज 5 वी है, तो गति नियंत्रण बस काम नहीं करता है! यही है, या तो बिल्कुल नहीं मुड़ता है, या अधिकतम करने के लिए ट्विस्ट करता है। यहाँ एक ऐसी विशेषता है, जिसके कारण मैंने एक शाम को "मार" दिया। अंत में, मुझे एक फोरम में कहीं उल्लेख मिला।

आमतौर पर, रोबोट को मोड़ते समय मुझे कम रोटेशन की गति की आवश्यकता होती है - ताकि अंतरिक्ष को स्कैन करने के लिए समय का एक मार्जिन हो। लेकिन, चूंकि इस तरह के विचार से कुछ भी नहीं हुआ, इसलिए मुझे इसे अलग तरह से करना पड़ा: एक छोटा मोड़ - स्टॉप - टर्न - स्टॉप, आदि फिर, यह इतना सुरुचिपूर्ण नहीं है, लेकिन कुशल है।

मैं यहां यह भी जोड़ता हूं कि प्रत्येक खोज के बाद, रोबोट एक नए मोड़ (घड़ी की दिशा या वामावर्त) की एक यादृच्छिक दिशा का चयन करता है।

अल्ट्रासोनिक सेंसर



लोहे का एक और टुकड़ा, जहां मुझे एक समझौता समाधान की तलाश करनी थी। वास्तविक बाधाओं पर एक अल्ट्रासोनिक सेंसर अस्थिर संख्या देता है। दरअसल, यह अपेक्षित था। आदर्श रूप से, यह कहीं न कहीं उन प्रतियोगिताओं में काम करता है जहाँ चिकनी, समान और लंबवत सतह होती हैं, लेकिन अगर किसी के पैर उसके सामने "झिलमिलाहट" करते हैं, तो आपको अतिरिक्त प्रसंस्करण शुरू करने की आवश्यकता है।

इस तरह के प्रसंस्करण के रूप में, मैंने माध्य फ़िल्टर को तीन नमूनों में सेट किया। वास्तविक बच्चों पर परीक्षणों के आधार पर (परीक्षणों के दौरान एक भी बच्चा घायल नहीं हुआ!), यह डेटा को सामान्य करने के लिए काफी पर्याप्त निकला। यहां भौतिकी सरल है: हमारे पास आवश्यक वस्तुओं (आवश्यक दूरी देने) से परिलक्षित होते हैं और दूर से परिलक्षित होते हैं, उदाहरण के लिए, दीवारें। दूसरे फार्म 45, 46, 230 , 46, 46, 46, 45, 45, 310 , 46 के माप में यादृच्छिक प्रकोप हैं ... यह उनका माध्य फ़िल्टर है जो काट देता है।

सभी प्रसंस्करण के बाद, हम निकटतम वस्तु को दूरी प्राप्त करते हैं। यदि यह एक निश्चित सीमा मूल्य से कम है, तो हम अलार्म चालू करते हैं और सीधे "घुसपैठिए" पर जाते हैं।

फ्लैशर और जलपरी

शायद उपरोक्त सभी का सबसे सरल तत्व। उन्हें ऊपर की तस्वीरों में देखा जा सकता है। यहां लोहे के बारे में लिखने के लिए कुछ भी नहीं है, इसलिए अब कोड पर चलते हैं।

प्रबंधन कार्यक्रम

मैं कोड को विस्तार से लिखने की बात नहीं देखता, जिसे इसकी आवश्यकता है - लिंक लेख के अंत में है, वहां सब कुछ काफी पठनीय है। लेकिन सामान्य संरचना की व्याख्या करना अच्छा होगा।

पहली चीज जो मुझे समझनी थी: रोबोट एक वास्तविक समय का उपकरण है। अधिक सटीक रूप से, याद रखें, क्योंकि पहले, और अब मैं अभी भी इलेक्ट्रॉनिक्स करता हूं। इसका मतलब यह है कि हम तुरंत देरी () कॉल के बारे में भूल जाते हैं, जिसे हम उदाहरण स्केच में उपयोग करना पसंद करते हैं, और जो निर्दिष्ट समय के लिए कार्यक्रम को "फ्रीज" करता है। इसके बजाय, जैसा कि अनुभवी लोग सलाह देते हैं, हम प्रत्येक ब्लॉक के लिए टाइमर पेश करते हैं। आवश्यक अंतराल बीत चुका है - उन्होंने कार्रवाई की (एलईडी की चमक में वृद्धि, इंजन चालू किया, और इसी तरह)।

टाइमर आपस में जुड़े हो सकते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, ट्वीटर एक फ्लैशर के साथ समान रूप से काम करता है। यह कार्यक्रम को थोड़ा आसान बनाता है।

स्वाभाविक रूप से, हम सब कुछ अलग-अलग कार्यों (फ्लैशर, ध्वनि, रोटेशन, आगे की गति, और इसी तरह) में विभाजित करते हैं। यदि आप ऐसा नहीं करते हैं, तो आप यह नहीं समझ पाएंगे कि क्या या कहाँ से आ रहा है।

पांडित्य की बारीकियां

ऊपर वर्णित सभी, मैंने शाम को अपने खाली समय में किया था। इत्मीनान से मैंने रोबोट पर लगभग तीन सप्ताह बिताए। यह समाप्त हो सकता था, लेकिन मैंने आपको एक बच्चे के साथ काम करने के बारे में बताने का भी वादा किया था। इस उम्र में क्या संभव है?

निर्देश पर कार्य करें

हमने पहले प्रत्येक भाग को अलग-अलग चेक किया - एल ई डी, ट्वीटर, मोटर, सेंसर, आदि बड़ी संख्या में तैयार उदाहरण हैं - कुछ सीधे विकास के वातावरण में हैं, अन्य इंटरनेट पर पाए जा सकते हैं। यह निस्संदेह मनभावन है। हम कोड लेते हैं, भाग को कनेक्ट करते हैं, सुनिश्चित करें कि यह काम करता है, फिर हम पहले से ही अपने कार्य के लिए बदलना शुरू कर रहे हैं। योजना के अनुसार कनेक्शन और मेरे कुछ नियंत्रण में बच्चा खुद को बनाता है। यह अच्छा है। आपको निर्देशों के अनुसार स्पष्ट रूप से काम करने में सक्षम होना चाहिए।

काम का क्रम ("निजी से सामान्य तक")

यह एक कठिन बिंदु है। यह सिखाना आवश्यक है कि एक बड़ी परियोजना ("एक रोबोट बनाते हैं") में छोटे कार्य होते हैं ("एक सेंसर कनेक्ट करें", "कनेक्ट मोटर्स" ...), और वे, बदले में, और भी छोटे चरणों से मिलकर होते हैं ("एक प्रोग्राम ढूंढें", ") बोर्ड कनेक्ट "," डाउनलोड फर्मवेयर "...)। निचले स्तर के अधिक या कम समझने योग्य कार्य करते हुए, हम मध्य स्तर के कार्यों को "बंद" करते हैं, और सामान्य परिणाम पहले से ही बना होता है। उन्होंने समझाया, लेकिन, मुझे लगता है, जागरूकता जल्द नहीं आएगी। कहीं, शायद, किशोरावस्था के लिए।

बढ़ते

ड्रिलिंग, थ्रेड्स, शिकंजा, नट, सोल्डरिंग और रसिन की गंध - जहां इसके बिना। बच्चे को मूल कौशल "टांका लगाने वाले लोहे के साथ काम करें" प्राप्त हुआ - मैं कई जोड़ों को मिलाप करने में कामयाब रहा (मैंने थोड़ी मदद की, मैं छिपूंगा नहीं)। सुरक्षा स्पष्टीकरण न भूलें।

कंप्यूटर का काम

मैंने रोबोट के लिए एक कार्यक्रम लिखा था, लेकिन मैं कुछ प्रकार के संबद्ध परिणामों को प्राप्त करने में कामयाब रहा।

पहला: अंग्रेजी। यह सिर्फ स्कूल में शुरू किया गया था, इसलिए हमने "स्क्वीक्ड" को छांटा, जो कि phalhalka, migalka, yarkost और अन्य अनुवाद हैं। हम कम से कम यह समझ गए थे। मैंने जानबूझकर अपने मूल अंग्रेजी शब्दों का उपयोग नहीं किया, क्योंकि हम अभी तक इस स्तर तक नहीं पहुंचे हैं।

दूसरा: प्रभावी काम। उन्होंने गर्म कुंजी संयोजनों को सिखाया कि कैसे जल्दी से विशिष्ट संचालन करना है। समय-समय पर, जब उन्होंने कार्यक्रम लिखा, तो मैंने अपने बेटे के साथ स्थानों को बदल दिया, और मैंने कहा कि क्या किया जाना चाहिए (प्रतिस्थापन, खोज, आदि)। मुझे बार-बार दोहराना पड़ा: “डबल-क्लिक”, “होल्ड शिफ्ट”, “होल्ड Ctrl” इत्यादि। यहां सीखने की प्रक्रिया तेज नहीं है, लेकिन, मुझे लगता है, कौशल धीरे-धीरे अलग हो जाएंगे।


तीसरा: टच टाइपिंग। मैंने टाइपिंग बच्चे को कोड में टिप्पणियां दीं (उसे अभ्यास करने दें)। तुरंत दाहिने हाथ रखें ताकि उंगलियां धीरे-धीरे चाबियों के स्थान को याद रखें।

जैसा कि आप देख सकते हैं, हम अभी भी शुरुआत कर रहे हैं। हम अपने कौशल और ज्ञान को आगे बढ़ाएंगे और जीवन में काम आएंगे।

वैसे, संभावना के बारे में ...

आगे का विकास

रोबोट बना है, सवारी करता है, पलकें झपकाता है। अब क्या? जो हासिल हुआ है, उससे प्रेरित होकर हम इसे और निखारने की योजना बनाते हैं। एक रिमोट कंट्रोल बनाने का एक विचार है - एक चंद्र रोवर की तरह। यह दिलचस्प होगा, सशर्त कंसोल पर बैठकर, रोबोट की गति को नियंत्रित करने के लिए, जो पूरी तरह से अलग जगह पर यात्रा करता है। लेकिन यह एक अलग कहानी होगी ...

और अंत में, वास्तव में इस लेख के नायक (क्लिक करके वीडियो):



आपका ध्यान के लिए धन्यवाद!

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