Diaľkové ovládanie robota. Spôsoby ovládania robota. WiFi ovládanie
Dnes už nikoho neprekvapíte rádiovým ovládaním domáce výrobky. Ale musíte uznať, že je to akosi „staromódny spôsob“ stláčať ovládacie klávesy... Je oveľa zaujímavejšie ovládať remeslá pomocou pohybov štetca, však? Tento článok ukazuje príklad toho, ako môžete usporiadať diaľkové ovládanie pomocou dosky Arduino a niekoľkých snímačov ohybu. PHIRO Pro bude pôsobiť ako testovací subjekt
Krok 1: Čo budete potrebovať
- Snímače ohybu;
- Arduino UNO;
- Bluetooth modul HC-05;
- Rukavice;
- Prepojky;
- 9B batéria;
- Aplikácia Pocket Code.
Krok 2: Nahrajte Firmata Standard do Arduina
Je potrebné nahrať štandard firmata na dosku Arduino, aby ste ju prepojili s Pocket Code. V tomto projekte používame Arduino UNO, ale je možné použiť akúkoľvek dosku Arduino.
- Dosku Arduino pripojíme k počítaču/notebooku.
- V Arduino ID vyberte COM Port. Nástroje -> Sériový port -> Zodpovedajúci COM port
- Ďalej vyberte typ dosky. Tools -> Board -> Your Arduino Board
- Potom vyberte štandard Firmata. Príklady -> Firmata -> Štandardná Firmata
- Kliknite na „Nahrať“ a nahrajte kód na nástenku.
Krok 3: Pripojte senzory k doske a pripevnite ich k rukavici
Snímače ohybu sú odporové zariadenia, ktoré možno použiť na detekciu ohybu alebo naklonenia. Nižšie je schéma zapojenia senzorov na Arduino. Na bezpečné pripevnenie senzorov k rukavici som použil ohnuté sponky, ale ak chcete, môžete použiť plastové zipsy.
Krok 4: Pripojte modul Bluetooth HC-05 k Arduinu
Piny modulu bluetooth a dosky Arduino spojíme nasledovne:
- HC05 Tx - Arduino Rx
- HC05 Rx - Arduino Tx
- Vcc - 5V
- GND - GND
Krok 5: Pripojte Arduino k batérii
Na napájanie dosky Arduino s modulom Bluetooth používame 9V batériu. Tento typ rozloženia umožňuje jednoduchú montáž na zápästie/náramok. Čím kompaktnejšie, tým lepšie.
Krok 6: Program vreckového kódu
Nižšie sú uvedené príklady použitia programu. Najprv sa uistite, že PHIRO Pro je v režime 3 (režim Bluetooth). Stlačte tlačidlo Mode na PHIRO predtým, ako sa rozsvieti modrá LED dióda, ktorá sa nachádza vedľa displeja v hornej časti.
Program má vo všeobecnosti 7 režimov.
- Ukazovák je narovnaný. Predné svetlá svietia na červeno. Program zobrazí STOP.
- Ukazovák a prostredník sú narovnané. Predné svetlá svietia na zeleno. Program zobrazí STOP.
- Ukazovák, prostredník a prstenník sú narovnané. Predné svetlá svietia na modro. Program zobrazí STOP.
- Dlaň je otvorená. PHIRO ide dopredu. Predné svetlá svietia na bielo. Program ukazuje VPRED.
- Dlaň je zovretá v päsť. PHIRO zastavuje. Svetlomety sú vypnuté. Program zobrazí STOP.
- Dlaň je zovretá v päsť a naklonená doľava (telefón je naklonený doľava). PHIRO odbočuje doľava. Ľavý svetlomet svieti žlto. Program ukazuje LEFT.
- Dlaň je zovretá v päsť a naklonená doprava (telefón je naklonený doprava). PHIRO odbočuje doprava. Pravý svetlomet svieti žlto. Program ukazuje SPRÁVNE.
Krok 7: Vykonajte konečnú inštaláciu
Na pripevnenie telefónu k ruke môžete použiť pásik na ruku alebo to urobiť ako ja.
Kúpil som lacný kryt na mobil, vyrezal otvory a nalepil pásku na suchý zips. Náramok s telefónom je pripravený.
To je všetko!) Ďakujem za pozornosť)
Jednou z najsľubnejších oblastí vo vývoji vojenskej techniky je vytváranie diaľkovo ovládaných robotov určených na riešenie rôznych problémov. V súčasnosti sa už aktívne využívajú bezpilotné prostriedky fungujúce na tomto princípe. Čo sa týka pozemnej a povrchovej robotiky, tieto oblasti ešte neprešli rovnakým vývojom. Využitie diaľkovo ovládaných zariadení v armáde má doteraz veľmi obmedzené využitie, čo je spôsobené technickými ťažkosťami a potrebou ich „integrácie“ do existujúcej štruktúry ozbrojených síl. Z dlhodobého hľadiska však môže počet diaľkovo ovládaných robotov dosiahnuť úroveň, kedy bude potrebné hľadať nové riešenia, ktoré môžu uľahčiť interakciu veľkého množstva podobných zariadení.
Široké používanie bojových robotov môže viesť k potrebe vytvorenia špeciálnych systémov prenosu informácií a riadenia, podobne ako systémy kombinovaných zbraní. Ako sa stalo známe, v Petrohradskom Centrálnom výskumnom ústave robotiky a technickej kybernetiky (CNII RTK) sa začali práce na štúdiu vzhľadu a vytvorení jednotného riadiaceho systému pre bojové robotické vybavenie. Interfax s odvolaním sa na zástupcu Ústredného výskumného ústavu RTK uvádza, že cieľom práce je vytvoriť systémy, ktoré vám umožnia ovládať niekoľko robotov naraz, čo umožní vykonávať rôzne operácie s väčším pohodlím. Tento prístup navyše umožní zjednotiť ovládacie panely rôznych robotických systémov.
Prirodzene, vývoj jednotného riadiaceho systému nepovedie k úplnému zániku „individuálnych“ diaľkových ovládačov. Všetky nové roboty budú naďalej vybavené vlastným zariadením na diaľkové ovládanie. Podľa predstavy zamestnancov Ústredného výskumného ústavu RTI by však všetky nové zariadenia mali byť schopné spolupracovať s nejakým bežným viackanálovým riadiacim systémom. Vzhľadom na to sa očakáva, že bude možné poskytnúť väčšiu flexibilitu pri využívaní robotov, individuálne aj skupinovo. Inými slovami, za určitých okolností budú môcť vojaci ktorejkoľvek jednotky využívať niekoľko jednotiek robotiky, ovládať ich z jedného diaľkového ovládača. V súlade s tým sa výrazne uľahčí interakcia niekoľkých operátorov, pretože ich počet sa výrazne zníži.
Stojí za zmienku, že už vo fáze počiatočného vývoja vzhľadu takéhoto systému vznikajú určité otázky. Napríklad pre jedného operátora bude veľmi ťažké veliť viacerým robotom naraz, čo môže výrazne znížiť efektivitu bojovej práce. V tomto prípade budete potrebovať nejaké automatické algoritmy, ktoré zvládnu väčšinu jednoduchých a „rutinných“ úloh, ako je pohyb na určený bod alebo pozorovanie terénu a hľadanie cieľov, ktoré sú kontrastné v optickom alebo infračervenom rozsahu. Nehovoríme o umelej inteligencii. Bojové roboty budú zatiaľ potrebovať iba vhodný softvér, ktorý dokáže navigovať pomocou satelitných systémov alebo rozpoznávať pohybujúce sa objekty. Po dosiahnutí daného bodu trasy alebo pri detekcii objektu vo zverenom sektore bude musieť automatizácia vyslať signál operátorovi a ten na oplátku určí ďalšiu úlohu pre elektroniku alebo prevezme riadenie do vlastných rúk.
Podobnú štruktúru „jednotky“ bojových alebo viacúčelových robotov možno využiť nielen vo vojenských operáciách. Centrálne riadené roboty môžu niesť prieskumné vybavenie alebo zbrane. Zároveň získavajú užitočnú výhodu: zariadenia ovládané z jedného diaľkového ovládača je možné použiť okrem iného na zriadenie prepadov, prípadne na organizovanie útoku na stacionárne objekty z viacerých strán. Takéto schopnosti však umožňujú operátorovi alebo operátorom robotickej „jednotky“ vykonávať iné úlohy. Napríklad pri záchranných akciách môže viacero robotov riadených jedným operátorom rekognoskovať situáciu efektívnejšie ako jeden naraz. Taktiež viaceré zariadenia so špeciálnym vybavením sú za určitých okolností schopné rýchlo a efektívne lokalizovať a uhasiť požiar alebo vykonať inú podobnú úlohu.
Jednotný systém riadenia robota má však aj nevýhody. V prvom rade je potrebné poznamenať zložitosť vytvorenia akéhosi univerzálneho ovládacieho panela. Napriek množstvu spoločných znakov si vo väčšine prípadov každý model bojového alebo viacúčelového robota vyžaduje špeciálne navrhnutý riadiaci systém. Ultraľahké drony teda môže ovládať komplex založený na bežnom počítači alebo notebooku, pričom sa používajú vážnejšie a väčšie zariadenia v spojení s príslušným vybavením. Napríklad americké kolesové viacúčelové diaľkovo ovládané vozidlo Crusher má ovládací panel, čo je akýsi kokpit s volantom, pedálmi a niekoľkými monitormi. Preto by mal byť zostavený jeden ovládací panel podľa modulárnej schémy a každý modul bude v tomto prípade zodpovedný za vlastnosti konkrétnej triedy diaľkovo ovládaných zariadení v závislosti od spôsobu pohybu, hmotnosti a účelu.
Je potrebné pripomenúť, že počet domácich robotov, ktoré možno použiť na vojenské alebo záchranárske účely, je stále malý. Väčšina takýchto vývojov sa týka bezpilotných lietadiel. Je pozoruhodné, že niekoľko vládnych a komerčných organizácií súčasne vyvíja túto technológiu. Samozrejme, každý z nich vybaví svoj komplex ovládacími prvkami vlastnej konštrukcie. Vytvorenie jednotného štandardného systému riadenia pomôže vniesť poriadok do tohto odvetvia. Jednotné riadiace zariadenie navyše výrazne zjednoduší zaškolenie operátorov robotických systémov. Inými slovami, budúci operátor si bude môcť naštudovať všeobecné princípy jednotného riadiaceho systému a následne si dodatočne osvojiť tie zručnosti a schopnosti, ktoré sú spojené s používaním doplnkových modulov a konkrétneho modelu robota. Preškolenie obsluhy na používanie iných zariadení sa tak niekoľkonásobne zjednoduší a zníži.
A predsa, práca Petrohradského Centrálneho výskumného ústavu robotiky a technickej kybernetiky nebude mať v blízkej budúcnosti veľkú budúcnosť. Faktom je, že prevažná časť oblastí bojovej a viacúčelovej robotiky v našej krajine ešte nedostala náležitý rozvoj. Domáci jednotný riadiaci systém si teda s najväčšou pravdepodobnosťou bude musieť počkať na objavenie sa veľkého množstva robotov. Stojí za to povedať, že tento problém má jeden pozitívny dôsledok. Keďže sa ešte nezačala masová tvorba rôznej robotiky, pracovníci Ústredného výskumného ústavu RTK stihnú dokončiť prácu na jednotnom riadiacom systéme a prezentovať hotový vývoj skôr, ako sa objavia nové modely robotov. Vývoj Ústredného výskumného ústavu robotiky sa tak môže stať štandardom, ktorý sa bude brať do úvahy pri vývoji nových robotov pre ozbrojené sily, poriadkové a záchranné štruktúry.
Je príliš skoro hovoriť o podrobnostiach súčasného projektu: všetky informácie o ňom sú obmedzené len na niekoľko správ v médiách. Zároveň Ústredný výskumný ústav RTK mohol len nedávno dostať zodpovedajúcu objednávku. Práca v tomto smere však musí byť vykonaná a dokončená bez ohľadu na čas, kedy sa začala. Napriek svojej zložitosti bude pre praktické využitie užitočný jeden ovládací panel robota.
Na základe materiálov zo stránok:
http://interfax.ru/
http://newsru.com/
http://lenta.ru/
http://rtc.ru/
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené na http://www.allbest.ru/
Vývoj systému diaľkového ovládania pre vzdelávacieho robota
Úvod
robotický používateľský program mikroprocesor
Robotika je dnes jednou z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich oblastí. Vidíme, ako roboty postupne dobývajú všetky sféry života – výrobu, medicínu, poľnohospodárstvo atď. V blízkej budúcnosti sa roboty stanú neoddeliteľnou súčasťou každodenného života. Preto sú potrební špecialisti so zručnosťami v oblasti robotiky a mechatroniky. Na výchovu budúcich špecialistov sú zase potrebné vzdelávacie roboty, na ktorých bude možné zlepšiť ich znalosti.
Je úžasné, ako rýchlo sa technológie v našej dobe vyvíjajú; zdá sa, že tempo ich vývoja je už teraz ťažké sledovať. Mobilné telefóny sú jedným z nápadných príkladov, dnes ich má každý človek. Navyše sa stali neoddeliteľnou súčasťou našej spoločnosti. Existujú telefóny s minimálnou sadou funkcií a existujú „pokročilé“ s funkciami porovnateľnými s osobným počítačom.
Mobilné telefóny čiastočne nahrádzajú mnohé zariadenia ako fotoaparát, počítač, elektronickú čítačku atď. Stojí za to sa zamyslieť: „Prečo neovládať niektoré jednoduché zariadenia pomocou telefónu? Neodporúča sa výmena celého zariadenia, ale iba niektorých diaľkových ovládačov. To zjednoduší ovládanie rôznych zariadení v každodennom živote človeka. Jeden telefón s funkciou Bluetooth môže napríklad nahradiť všetky diaľkové ovládače domácich spotrebičov, ktoré sa tak často strácajú.
Tento aktuálny problém bude vyriešený vďaka podobnému zariadeniu vyvinutému v tomto projekte, ktorého hlavnou myšlienkou a účelom je vytvorenie systému diaľkového ovládania vzdelávacieho robota cez komunikačný kanál Bluetooth.
Bluetooth je v súčasnosti najbežnejším komunikačným kanálom. Je k dispozícii takmer na všetkých telefónoch a veľmi jednoducho sa používa. Bluetooth alebo bluetooth je výrobná špecifikácia pre bezdrôtové osobné siete. Bluetooth zabezpečuje výmenu informácií medzi zariadeniami ako sú osobné počítače, mobilné telefóny, tlačiarne, digitálne fotoaparáty, myši, klávesnice, joysticky, slúchadlá, headsety. Bluetooth umožňuje týmto zariadeniam komunikovať, keď sú v okruhu do 200 metrov od seba (dosah sa značne líši v závislosti od prekážok a rušenia), a to aj v rôznych miestnostiach.
Slovo Bluetooth je preložené z dánčiny ako „modro-zubý“. Túto prezývku nosil kráľ Harald I., ktorý v 10. storočí vládol Dánsku a časti Nórska a zjednotil bojujúce dánske kmene do jedného kráľovstva. Z toho vyplýva, že Bluetooth robí to isté s komunikačnými protokolmi a spája ich do jedného univerzálneho štandardu.
V tejto práci sa vyvíja systém diaľkového ovládania pre vzdelávacieho robota. Vzdelávací mobilný robot je postavený na báze rádiom riadeného auta. A diaľkové ovládanie sa vykonáva cez komunikačný kanál Bluetooth. Zariadenie na prenos signálu bol telefón so schopnosťou prenášať informácie cez Bluetooth a prijímacie zariadenie bol modul Bluetooth nainštalovaný na doske v stroji.
Definujme si, čo je robot. Robot je elektromechanické, pneumatické, hydraulické zariadenie alebo ich kombinácia, určené na vykonávanie výrobných a iných operácií, ktoré zvyčajne vykonávajú ľudia (niekedy zvieratá). Využitie robotov umožňuje uľahčiť či dokonca nahradiť ľudskú prácu.
S rozvojom robotiky sa objavili 3 typy robotov:
S prísnym akčným programom;
Riadené ľudským operátorom;
S umelou inteligenciou, konajúcou cieľavedome bez ľudského zásahu.
Medzitým robot nie je ani tak hybridom stroja a živého tvora, ako skôr automatickým mechanizmom, ktorý vykonáva špecifickú prácu, ktorá je pre iné typy strojov neobvyklá. Napríklad žeriav je stroj na zdvíhanie bremien do výšky, počítač je elektronický výpočtový stroj. Žeriav ovládaný počítačom sa už dá nazvať robotom.
Keď hovoríme o robotoch, často sa pýtame, akí sú inteligentní a či teda môžu predstavovať nebezpečenstvo alebo prínos pre ľudí. Zaujímavá téma, aj keď by sme tu nemali hovoriť o robotoch, ale o počítačoch, ktoré riadia ich akcie. Samotný robot je len súbor ovládačov. Príkazy na pohyb dáva aktorom počítač, v tomto prípade telefón.
Na dosiahnutie cieľa projektu boli stanovené a vyriešené nasledujúce úlohy:
1) Vypracovanie blokovej schémy riadiaceho zariadenia. Vyvíja sa bloková schéma činnosti vzdelávacieho mobilného robota so systémom diaľkového ovládania.
2) Vývoj mikroprocesorového riadiaceho zariadenia pre jednosmerné motory. Vyvíja sa schéma elektrického obvodu - výber motorov, mikrokontroléra, komunikačného rozhrania. Vypočíta sa schéma elektrického obvodu a vypracuje sa doska plošných spojov a montážny výkres.
3) Vývoj algoritmu a programu pre riadiace zariadenie;
1 . Vypracovanie blokovej schémy riadiaceho zariadenia
Bloková schéma systému
Pomocou softvéru nainštalovaného v telefóne sú signály generované a prenášané do prijímacieho zariadenia, v tomto prípade je to modul Bluetooth.
Modul Bluetooth zasa prijíma signály a bez spracovania ich prenáša do hlavného ovládacieho prvku – mikrokontroléra.
Po prijatí informácií ich mikrokontrolér spracuje a generuje riadiace signály pre riadiaci ovládač. A cez riadiaci ovládač sa jednosmerným motorom dodáva napätie na ich prevádzku.
2 . Vývoj mikroprocesorového riadiaceho zariadenia pre jednosmerné motory
V tejto časti sa vykonáva vývoj schémy elektrického obvodu - výber motorov, mikrokontroléra, komunikačného rozhrania. Vypočíta sa schéma elektrického obvodu a vypracuje sa doska plošných spojov a montážny výkres.
Vypracovanie schémy elektrického obvodu
Výber motora
Ako riadiaci objekt v tejto práci sme vybrali motory inštalované v rádiom riadenom aute zakúpenom špeciálne pre túto prácu.
Výber mikrokontroléra
Ako hlavný prvok na príjem a spracovanie signálov bol zvolený mikrokontrolér Atmega8 od spoločnosti Atmel (pozri prílohu B). Mikrokontrolér má porty UART a 3 časovače, ktoré sú pre túto prácu nevyhnutné.
Digitálne signálové procesory Atmel sú široko používané, pretože majú prijateľnú cenu a dostatočnú sadu periférií.
Výber mikroobvodu a komunikačného rozhrania
Na ovládanie motorov bolo na výber medzi ovládačmi L298N a L293D. Voľba sa však usadila na ovládači L298N. Pracuje v širšom rozsahu napätia, a preto nehrozí prehriatie čipu. Je tiež ľahko prístupný a má celý rad funkcií potrebných na vykonanie úlohy.
Ako komunikačné rozhranie s počítačom je v tomto projekte zvolené rozhranie UART. Toto rozhranie nebolo zvolené náhodou, pretože na prenos dát slúži Bluetooth modul, ktorý zasa využíva rozhranie UART. Ďalšou výhodou je jeho dobrá rýchlosť prenosu dát – 9600 Kbps.
Výpočet mechanického výkonu.
Hmotnosť modelu je 0,7 kg, maximálna rýchlosť je 1 m/s pri priemere kolieska 30 mm.
Vypočítajme zrýchlenie:
Krútiaci moment sa vypočíta takto:
V momente zotrvačnosti a uhlového zrýchlenia b =
Na výpočet maximálneho výkonu motora sa používajú otáčky motora vyjadrené v otáčkach za minútu:
Výkon motora je úmerný krútiacemu momentu a otáčkam:
Výpočet schémy elektrického obvodu
Výber ovládača ovládania napájania.
V tejto práci používame ovládač L298N s nasledujúcimi charakteristikami:
Maximálne prevádzkové napätie: Upit< Uдрайвера=46 В;
Napájacie napätie U napájanie =+5 V, +3,3 V;
Maximálny výstupný prúd (na kanál): Ipit< Iдрайвера=2 А:
Výpočet rezistorov.
Reset pin mikrokontroléra sa podľa technickej dokumentácie odporúča pripojiť k napájaniu cez pull-up rezistor s nominálnou hodnotou 10 kOhm.
Odpory na pripojenie mikrokontroléra a modulu Bluetooth sa inštalujú na základe technickej dokumentácie modulu: prevádzkové napätie 3,3 V, pri práci s napätím 5 V inštalujte odpory s menovitou hodnotou 4,7 kOhm.
Pre stabilnú prevádzku a aby sa zabránilo vyhoreniu LED je potrebné, aby prúd tečúci v obvode zodpovedal nominálnej hodnote (10 alebo 20 miliampérov), na tento účel inštalujeme odpor s odporom 1 kOhm.
Výpočet kondenzátorov.
Na stabilizáciu napätia prichádzajúceho zo zdroja energie boli paralelne zapojené kondenzátory s kapacitou 30 μF a 100 μF.
Už je známe, že modul Bluetooth pracuje na napätí 3,3 V, ukázalo sa, že prevádzkové napätie v 5 V čipe bude nadmerné, čo môže viesť k vyhoreniu modulu. Preto na zníženie napätia je potrebné pripojiť stabilizátor L78L33. Na základe jeho technickej dokumentácie budú potrebné 2 kondenzátory s kapacitou 0,33 μF a 0,1 μF. Schéma zapojenia je znázornená na obrázku.
Schéma zapojenia stabilizátora L78L33
Dizajn PCB
Vývoj konštrukcie zariadenia sa vykonáva na základe vypracovanej schémy elektrického zapojenia, pričom sa zohľadňujú požiadavky na udržiavateľnosť, požiadavky technickej estetiky, berúc do úvahy prevádzkové podmienky a ďalšie požiadavky.
Pri navrhovaní DPS je potrebné zvážiť nasledovné.
Pokiaľ neexistujú žiadne obmedzenia, doska plošných spojov (PCB) musí byť štvorcová alebo obdĺžniková. Maximálna veľkosť žiadnej strany by nemala presiahnuť 520 mm. Hrúbka PP musí zodpovedať jednému z čísel v sérii: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 v závislosti od oblasti PP.
Stredy otvorov by mali byť umiestnené v uzloch súradnicovej mriežky. Každý montážny a priechodný otvor musí byť zakrytý kontaktnou podložkou.
Priemer montážnych otvorov a priemery vývodov mikroobvodu sa pohybujú od 0,8 do 1,2 mm a priemery vývodov rezistorov sa pohybujú od približne 0,66 mm. Pre zjednodušenie výrobného procesu majú montážne otvory na doske priemer 0,8 a 1,2 mm. Rozstup mriežky je 1,27 mm.
Spájkujte prvky spájkou POS-61. Materiál dosky je sklolaminátová fólia STEF 2-1,5-50 podľa GOST 10316-86.
Vypracovanie montážneho výkresu
Pri vytváraní výkresu zostavy je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim požiadavkám:
1) vývoj montážneho výkresu riadiaceho zariadenia jednosmerného motora sa vykonáva na základe vyvinutej schémy zapojenia, berúc do úvahy požiadavky na výkresové dokumenty;
2) v súlade so schémou rozdelenia produktu na súčasti priraďte montážnej jednotke a jej prvkom označenie v súlade s GOST 2.201-68;
3) zadajte požadované rozmery v súlade s požiadavkami GOST 2.109-73;
4) vyplňte špecifikáciu, ktorá spĺňa všetky požiadavky GOST 2.108-68;
5) vyplniť hlavný nápis a doplniť ďalšie potrebné nápisy (technické požiadavky a pod.).
3 . Vývoj algoritmu a programu pre riadiace zariadenie
V tejto časti vyvíjame algoritmus pre mikroprocesorové riadiace zariadenie pre jednosmerné motory, ako aj vyvíjame riadiaci program pre telefón.
Vývoj algoritmu pre mikroprocesorové riadiace zariadenie pre jednosmerné motory.
Obrázok 3 znázorňuje schému operačného algoritmu mikroprocesorového riadiaceho zariadenia.
Prenesené bajtové hodnoty:
10:00 - Stop; 01 - vpred; 10 - chrbát; 11 - Stop.
23:00 - Stop; 01 - Vpravo; 10 - vľavo; 11 - Stop.
Vývoj programu.
Vývoj riadiaceho programu pre jednosmerné motory.
Tento program je potrebný na ovládanie jednosmerných motorov. Mikrokontrolér je riadený programom z telefónu.
Program riadenia jednosmerného motora pomocou mikrokontroléra ATmega8 (pozri prílohu A).
Vývoj programu pre telefón.
Ak chcete spustiť tento program, musíte mať v počítači nainštalovaný systém Windows 98/2000/ME/XP. Tento program bol vyvinutý v prostredí Android SDK.
Na prácu sa používajú nasledujúce menné priestory:
import java.io.IOException;
importovať java.io. OutputStream;
importovať java.util. Zoznam;
import java.util.UUID;
importovať android.app. Aktivita;
importovať android.app. AlertDialog;
importovať android.app. ProgressDialog;
importovať android.bluetooth. Bluetooth adaptér;
importovať android.bluetooth. Zariadenie Bluetooth;
importovať android.bluetooth. BluetoothSocket;
importovať obsah android. Kontext;
importovať obsah android. DialogInterface;
importovať obsah android. Zámer;
importovať obsah android. Dialógové rozhranie. OnClickListener;
importovať android.hardvér. Senzor;
importovať android.hardvér. SensorEvent;
importovať android.hardvér. SensorEventListener;
importovať android.hardvér. SensorManager;
importovať android.net. Uri;
importovať android.os. zväzok;
importovať android.os. Handler;
importovať android.os. Správa;
importovať android.view. LayoutInflater;
importovať android.view. Ponuka;
importovať android.view. MenuInflater;
importovať android.view. MenuItem;
importovať android.view. MotionEvent;
importovať android.view. Vyhliadka;
importovať android.widget. Tlačidlo;
importovať android.widget. TextView;
importovať android.widget. Toast;
Účel a podmienky používania programu.
Program je určený na generovanie a prenos signálov do mikroprocesorového zariadenia.
Na spustenie tohto programu musíte mať zariadenie s akoukoľvek verziou operačného systému Android. Tento program bol vyvinutý v prostredí Android SDK.
Prístup k programu
Pred spustením programu musíte pripojiť napájanie k mikroprocesorovému zariadeniu a počkať, kým LED dióda nezabliká, čo znamená, že je pripravený na prácu.
Ak chcete spustiť program, musíte na zariadení zapnúť Bluetooth a spustiť aplikáciu „BluCar“. Pomocou tlačidla „Connect to a device“ vytvorte spojenie s modulom Bluetooth („linvor“). Keď LED prestane blikať, môžete začať s prenosom údajov.
4. Užívateľská príručka
Na kontrolu funkčnosti vzdelávacieho mobilného robota potrebujete:
Zapnite napájanie vzdelávacieho mobilného robota pomocou tlačidla znázorneného na obrázku.
Vypínač
Počkajte, kým zablikajú dve LED diódy zobrazené na obrázku 5. Prvá (biela) je nainštalovaná na obvode a bliká každú sekundu, čo znamená, že obvod je napájaný a je pripravený na prevádzku. Druhá LED sa nachádza na module Bluetooth a má 2 prevádzkové režimy:
Bliká: čaká na pripojenie;
Neprerušované svetlo: indikuje pripojenie.
Pracovný stav LED
Potom na telefóne zapnite Bluetooth a spustite program „BluCar“ znázornený na obrázku 6. V programe kliknite na tlačidlo „Pripojiť zo zariadenia“ a z poskytnutého zoznamu vyberte linvor, čo je modul Bluetooth. Čakáme, kým LED na module nezačne neustále svietiť, čo znamená úspešné pripojenie. Vzdelávací mobilný robot so systémom diaľkového ovládania je pripravený na prácu.
Program v telefóne „BluCar“
Spôsoby kontroly:
Tlačidlo „Dopredu“ - pohyb vpred;
Tlačidlo „Reverse“ - pohyb dozadu;
Otáčanie telefónu vo vodorovnej rovine pravým okrajom nadol – otáčanie predných koliesok doprava;
Otáčanie telefónu vo vodorovnej rovine ľavým okrajom nadol - otáčanie predných kolies doľava;
Ak chcete mobilného robota vypnúť, musíte vypnúť napájanie obvodu a kliknúť na tlačidlo „Odpojiť od zariadenia“ v programe.
Záver
Výsledkom dokončenia záverečnej kvalifikačnej bakalárskej práce na tému: „Vývoj systému diaľkového ovládania pre edukačného robota“ bol vyrobený a vytvorený systém diaľkového ovládania edukačného robota cez komunikačný kanál Bluetooth. Vzdelávací robot je stroj s dvoma jednosmernými motormi a batériou. Zariadenie na prenos signálu bol telefón so schopnosťou prenášať informácie cez Bluetooth a prijímacie zariadenie bol modul Bluetooth nainštalovaný na doske v stroji.
Praktický problém zvažovaný v projekte dáva jasnú predstavu o význame prezentovaného zariadenia. Toto zariadenie bude schopné vyriešiť veľmi naliehavé každodenné problémy, ako je ovládanie všetkých domácich spotrebičov z telefónu a ďalšie.
Vytvorený systém diaľkového ovládania sa vykonáva pomocou mikrokontroléra. Mikrokontroléry sú oveľa lepšie ako ich predchodcovia. Sú oveľa menšie a majú väčšiu produktivitu a tiež výrazne urýchľujú úlohu, ktorá im bola pridelená. V tejto práci sa mikrokontrolér používa na spracovanie signálov, ktoré k nemu prichádzajú z telefónu. Je tiež zodpovedný za generovanie signálov pre vodiča motora, čo spôsobuje, že sa motory priamo točia. Mikrokontrolér je inštalovaný v obvode, ktorý je zase inštalovaný v stroji a pripojený k motorom.
Vyššie uvedené závery vychádzajú z prvej (teoretickej) časti. Bola vytvorená bloková schéma.
Druhá kapitola popisuje, ako bolo vyvinuté mikroprocesorové zariadenie na diaľkové ovládanie jednosmerných motorov.
V tretej kapitole bol vytvorený algoritmus a telefónny program na vizualizáciu riadenia jednosmerných motorov.
Výsledkom tejto práce bolo úspešné splnenie všetkých stanovených cieľov a zámerov. V procese vykonávania práce sa konsolidovali zručnosti pri vývoji elektrických obvodov, ich výpočtoch a usporiadaní. Taktiež počas práce sa zdokonaľovali zručnosti v programovaní mikrokontrolérov a získavali sa skúsenosti s programovaním v prostredí Androidu.
Bibliografia
1. Semenov B.Yu. Výkonová elektronika pre amatérov aj profesionálov - M.: Solon-R, 2001. -126 s.
2. Lauren Darcy, Shane Conder: Android za 24 hodín. Programovanie aplikácií pre operačný systém Google. Ed. Skupina Reed, 2011
3. Kasatkin A.S. Elektrotechnika: Učebnica. manuál pre univerzity. 4. vyd. - M.: Energoatomizdat, 1983. -440 s., ill.
4. Evstifeev A.V.: AVR mikrokontroléry rodiny Tiny a Mega od ATMEL. Vydavateľstvo "Dodeka-XXI", 2008. - 558 s.
5. Romanycheva E.T. Vypracovanie a vyhotovenie projektovej dokumentácie pre rádioelektronické zariadenia. / Adresár. M.: Rozhlas a komunikácia, 1989. - 448 s.
6. Sivukhin D.V. Všeobecný kurz fyziky: T.1. Mechanika: Učebnica pre štúdium fyziky na univerzitách. - M.: Nauka, 1974. - 520 s.
7. Horwitz P., Hill W. The Art of Circuit Design. V 3 zväzkoch. Za. z angličtiny - M.: Mir, 1993.
8. Atmel, 8-bitový mikrokontrolér so 16K bajtovým programovateľným Flash Atmega16 - Datasheet.
9. L298 - Dual Full-Bridge Driver - Datasheet.
10. SÉRIA L78L00 - Regulátory kladného napätia - Technický list.
11. Bluetooth Serial Converter Rozhranie UART 9600bps Užívateľská príručka – Datasheet
12. Wikipedia: Slobodná encyklopédia. 2012. URL: http://ru.wikipedia.org. (Dátum prístupu: 20.05.2012).
Uverejnené na Allbest.ru
...Podobné dokumenty
Vývoj blokovej schémy riadiaceho zariadenia pre edukačný robot. Výber motora, mikrokontroléra, mikroobvodu, komunikačného rozhrania a stabilizátora. Výpočet schémy elektrického obvodu. Vypracovanie montážneho výkresu zariadenia a programového algoritmu.
kurzová práca, pridané 24.06.2013
Vývoj schémy zapojenia mikroprocesorového riadiaceho zariadenia jednosmerného motora na báze regulátora ATmega 128. Vývoj balíka podprogramov v jazyku Assembler za účelom regulácie a správnej činnosti zariadenia.
kurzová práca, pridané 14.01.2011
Charakteristika zariadenia a technologické údaje priemyselného robota SM40TS. Popis mikroprocesorovej súpravy U83-K1883, jej riadiaceho systému, mikroobvodu K572PV4, funkcie, schém zapojenia a algoritmu činnosti riadiaceho programu.
kurzová práca, pridané 02.06.2010
Vývoj riadiaceho mikroprocesorového zariadenia, ktoré implementuje špecifikovanú interakciu s riadiacim objektom, vlastnosti hardvéru a softvéru. Systémový softvér, ktorý zabezpečuje vykonanie daného riadiaceho algoritmu.
kurz práce, pridané 25.10.2009
Účel, klasifikácia a zloženie systému kontroly vstupu. Hlavné charakteristiky biometrických prostriedkov osobnej identifikácie. Identifikácia užívateľa pomocou dúhovky. Vývoj algoritmu pre fungovanie zariadenia.
práca, pridané 25.11.2014
Analýza existujúcich systémov pre tvorbu a správu webových stránok, ich všeobecná charakteristika a posúdenie funkčnosti v súčasnej fáze. Požiadavky na serverovú časť, prostriedky jej vývoja. Testovanie rozhrania. Vytvorenie užívateľskej príručky.
práca, pridané 4.11.2012
Relevantnosť úlohy. Vypracovanie funkčnej schémy zariadenia. Radarová inštalácia (RLU). Mikroprocesorová časť. Zdôvodnenie algoritmu činnosti zariadenia. Vývoj programu na ovládanie zariadenia. Schéma algoritmu. Vysvetlivky k programu.
kurzová práca, pridané 18.10.2007
Analýza technických špecifikácií. Vývoj programového rozhrania a jeho algoritmov. Kódovanie a testovanie vyvinutého softvéru, hodnotenie jeho praktickej efektívnosti a funkčnosti. Tvorba a obsah návodu na použitie.
kurzová práca, pridané 31.07.2012
Moderné bojové technológie. Robotické prostriedky vo vojenskej sfére. Dizajn bezpilotných lietadiel, pozemných a námorných robotov. Vývoj programu v Prologu na plnenie úlohy odmínovania vojenského robotického odmínovača.
kurzová práca, pridané 20.12.2015
Návrh mikroprocesorového zariadenia, ktoré konvertuje rozhranie RS-232 (port COM) na IEEE 1284 (port LPT). Bloková schéma zariadenia. Konverzia sériového rozhrania na paralelné rozhranie na mikrokontroléri ATMega 8.
Montáž vysielača a jeho program.
Modul pre počítač som vyrobil z FTDI Basic Breakout 5/3,3V od DFrobota, celkom bežného mikrokontroléra ATMEGA 328P-PU s bootloaderom Arduino a rádiovým modulom na báze čipu nRF24L01. V podstate je to len Arduino Uno s rádiovým modulom. Je to to, čo to je. Rádiový modul má vlastnosť, ktorú som si hneď nevšimol: vstupné napätie by malo byť v rozsahu od 3 do 3,6 voltov (aj keď priloženie 5 voltov naň nezabije, ale nebude fungovať), horná hranica logického jednotka je 5V. To znamená, že na pripojenie rádiového modulu k mega nepotrebujete menič úrovne medzi 3,3V a 5V, ale je potrebné nainštalovať 3,3V stabilizátor. FTDI má zabudovaný stabilizátor a z neho som napájal rádiový modul.Takto vyzerá samotný modul (vo vnútri a v zostave):
Program pozostáva z inicializácie, štartovacej správy a spracovania príkazov z riadiaceho programu. Tak to bolo aj v mojom prípade. Základné príkazy knižnice Mirf:
#include
#include
#include
#include
#include
Tieto knižnice sú potrebné na fungovanie rádiového modulu
Mirf.csnPin = 4 - nastavuje číslo PIN zodpovedné za „povolenie na komunikáciu“ medzi rádiovým modulom a MK
Mirf.cePin = 6 - nastavuje číslo pinu zodpovedného za prevádzkový režim rádiového modulu (prijímač/vysielač)
Mirf.spi = &MirfHardwareSpi - konfiguruje linku SPI
Mirf.init() - inicializuje rádiový modul
Mirf.payload = 1 – veľkosť v bajtoch jednej správy (predvolene 16, maximálne 32)
Mirf.channel = 19 – nastaví kanál (0 – 127, predvolená hodnota 0)
Mirf.config() - nastavuje parametre prenosu
Mirf.setTADDR((byte *)"serv1") - prepne rádiový modul do vysielacieho režimu
Mirf.setRADDR((byte *)“serv1”) - prepne rádiový modul do režimu prijímača
Mirf.send(data) - odošle bajtové pole
Mirf.dataReady() - hlási ukončenie spracovania prijatých dát
Mirf.getData(data) - zapisovať prijaté dáta do dátového poľa
Prikladám kód vysielacieho programu.
Program vysielača
#include
#include
#include
#include
#include
Char aktívny;
bajtové dáta;
Void setup()
{
Serial.begin(19200);
Mirf.csnPin = 4;
Mirf.cePin = 6;
Mirf.init();
Mirf.payload = 1;
Mirf.channel = 19;
Mirf.config();
Mirf.setTADDR((bajt *)"serv1");
//signálna správa o začatí práce
údaje = 7;
Mirf.send(data);
oneskorenie(200);
}
void loop()
{
if (Serial.available()) //Ak sú dáta pripravené na čítanie
{
active=Serial.read(); // Zápis údajov do premennej
}
Ak (active=="2")
{
údaje = 2;
}
Ak (active=="3")
{
údaje = 3;
}
Ak (active=="4")
{
údaje = 4;
}
Ak (active=="5")
{
údaje = 5;
}
Ak (active=="6")
{
údaje = 6;
}
Mirf.send(data); //Odoslanie údajov
while(Mirf.isSending()); // Počkajte, kým sa údaje neodošlú
}
Manažérsky program.
Je tu jedna zaujímavosť – Spracovanie. Syntax je rovnaká ako v Arduine, len namiesto void loop() je void draw(). Ešte zaujímavejšie to ale v mojej situácii začalo byť pri spracovaní Sériovej knižnice, ktorá umožňuje pracovať so sériovým portom. Po prečítaní tutoriálov na webovej stránke Spurkfun som sa pohral s blikaním LED na Arduine pripojenom k počítaču kliknutím myši. Potom som napísal program na ovládanie robota z klávesnice. Prikladám kontrolný kód šípky. V zásade na ňom nie je nič neobvyklé.
Program na ovládanie stroja
import spracovanie.seriál.*;
import cc.arduino.*;
sériový myPort;
PFont f=createFont("LetterGothicStd-32.vlw", 24);
Void setup()
{
velkost(360, 160);
zdvih(255);
pozadie(0);
textFont(f);
String názov portu = "XXXX"; // Tu musíte napísať názov vášho portu
myPort = new Serial(this, portName, 19200);
}
Void draw() (
if (stlačená klávesa == false)
{
jasný();
myPort.write("6");
println("6");
}
}
Void key Pressed()
{
// 10 - zadajte
// 32 - medzera
// 37/38/39/40 - kľúče
jasný();
Fill(255);
textAlign(CENTER);
//text(keyCode, 180, 80);
Switch (keyCode)
{
prípad 37:
text("Edem vľavo", 180, 80);
myPort.write("1");
prestávka;
Prípad 38:
text("Edem pryamo", 180, 80);
myPort.write("2");
prestávka;
Prípad 39:
text("Edem vpravo", 180, 80);
myPort.write("3");
prestávka;
Prípad 40:
text("Edem nazad", 180, 80);
myPort.write("4");
prestávka;
Predvolená hodnota:
text("Takoy kommandi net", 180, 80);
myPort.write("6");
prestávka;
}
}
Program prijímača.
Inicializácia tohto programu sa líši od inicializácie programu vysielača len v jednom riadku. Kľúčový príkaz v nekonečnej slučke je Mirf.getData(data). Ďalej sa prijatý príkaz porovná s číslami, ktoré zodpovedajú akýmkoľvek akciám robota. No a potom robot koná presne podľa príkazov. Prikladám kód programu pre prijímač stroja.
Strojové programy
#include
#include
#include
#include
#include
Void setup()
{
Serial.begin(9600);
PinMode(13, VÝSTUP); //LED
Mirf.csnPin = 10;
Mirf.cePin = 9;
Mirf.spi =
Mirf.init();
Mirf.payload = 1;
Mirf.channel = 19;
Mirf.config();
Mirf.setRADDR((bajt *)"serv1");
}
void loop()
{
bajtové dáta;
If(!Mirf.isSending() && Mirf.dataReady())
{
Mirf.getData(data);
Serial.println(data);
}
Prepnúť (údaje)
{
prípad 1:
motory (-100, 100); // odbočiť vľavo
prestávka;
Prípad 2:
motory (100, 100); // ísť rovno
prestávka;
Prípad 3:
motory(100, -100); // Odbočiť doprava
prestávka;
Prípad 4:
motory (-100, -100); // ísť späť
prestávka;
Predvolená hodnota:
motory(0, 0); // stojíme
prestávka;
}
Oneskorenie(50);
}
Záver.
Čo z toho všetkého vyplynulo:
Urobil som tohto robota pre klaustrofóbiu. Realizujú úlohy v rôznych mestách a práve na jednu z týchto úloh organizátori potrebovali rádiom ovládaného robotického sappera. Páči sa mi to. To je, samozrejme, chybné, pretože... na pozadí ovládania pomocou komunikačných nástrojov zabudovaných v notebooku, ale bolo to urobené po svojom, veľmi rýchlo a bez problémov. Dúfam, že vám tento článok pomôže urobiť niečo podobné a možno aj zložitejšie. Tu, kto chce, čo chce.
Štítky: Pridajte štítky
Diaľkové ovládanie, ver. 0.1.1
(ovládajte robota na diaľku cez Wi-Fi z tabletu v manuálnom režime)
viacúčelový program pre OpenComputers mod
Program umožňuje získať plnú kontrolu nad robotom, vykonávať mnohé akcie na diaľku a zároveň vidieť samotného robota a jeho parametre.
Môžete sa napríklad pomocou robota dostať na ťažko dostupné miesta, vyložiť urán z reaktora bez prijatia žiarenia, postaviť jednoduchú stavbu, kam sa sami ešte nedostanete, alebo naopak niečo priniesť. Robot je pod vašou úplnou kontrolou.
Vtipnou aplikáciou programu je útok na hráčov. Roboty na základe konfiguračných nastavení môžu vykonávať akcie súvisiace s používaním objektov, zapínaním a vypínaním tlačidiel, pák a mechanizmov a nástrojov v súkromí niekoho iného, hoci súkromie nezničia. Môžete vykonať útok a zbúrať všetky hráčove odsoľovacie zariadenia, dieselové generátory a veterné mlyny, aj keď nie je v hre a neskryl všetko pred strechou, alebo nepostavil stráž a nevníma útočníkov.
Môžete priskrutkovať reaktorovú komoru k stene obete, zatlačiť tam 4-uránovú tyč, zapnúť redstone na robotovi a vyhodiť do vzduchu stenu v niekoľkých blokoch, ak neopatrný hráč-obeť pevne utesnil dom pozdĺž okraja stenu, ako to zvyčajne hráči robia =).
IT reaktor v nastaveniach ničí bloky v okruhu 2-4 blokov. Existuje šanca, že sa vkradnete do domu obete, keď ste v úkryte a nebude vás žiadnym spôsobom vidieť.
Kód programu (najnovší):
TABLET:(pastebin get b8nz3PrH tabletRC.lua)
ROBOT:(pastebin získajte 7V2fvm7L robotRC.lua)
Staré verzie (staré):
Požiadavky na konfiguráciu robota a tabletu ( vzal za základ prepojenú mapu, je potrebný, v robote je potrebný aj kontrolór zásob, zvyšok je voliteľný. Môžete vyhodiť značky a napchať ovládač vedra, pridať trochu šitia a odstrániť tekutiny a tak ďalej. CL sa zatiaľ v programe nepoužíva. Pre hmatník je veľmi žiaduca červená platňa, magnet a veľké vybavenie):
Tablet (vezmite si pevný disk s nainštalovaným OS):
Robot (zatiaľ môžete opustiť CL a vložiť expandér riadiacej dosky. Potom môžete do robota vložiť WF kartu alebo INET kartu za chodu, ak je to potrebné):
