BOTUS -projekt: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Denna instruktion kommer att beskriva roboten BOTUS, som byggdes som ett termprojekt för vårt första ingenjörsår på Universite de Sherbrooke, i Sherbrooke, Quebec, Kanada. BOTUS står för roBOT Universite de Sherbrooke eller, som vi vill kalla det, roBOT Under kjol:) Projektet som föreslogs för oss bestod av att hitta en intressant applikation för röststyrning. Eftersom en av våra medlemmar var ett fan av robotik och följde fotspåren i vårt tidigare projekt*, bestämde vi oss för att bygga en fjärrstyrd robot som skulle använda röstkommando som en extra funktion för personer som inte är vana vid att manipulera komplexa fjärrkontroller med flera knappar (med andra ord, icke-spelare;)). Teamet som ansvarar för roboten är bestående av (i alfabetisk ordning):- Alexandre Bolduc, datorteknik- Louis-Philippe Brault, Elektroteknik- Vincent Chouinard, Elektroteknik- JFDuval, Elektroteknik- Sebastien Gagnon, Elektroteknik- Simon Marcoux, Elektroteknik- Eugene Morin, Datateknik- Guillaume Plourde, Datateknik- Simon St-Hilaire, Elektroteknik Som studenter har vi inte exakt en obegränsad budget. Detta tvingade oss att återanvända mycket material, från polykarbonat till batterier till elektroniska komponenter. Hur som helst ska jag sluta vandra nu och visa dig vad det här djuret består av! kretskortet och koden som driver roboten kommer att ges i denna instruerbara … Njut!*Se Cameleo, den färgförändrande roboten. Detta projekt var inte färdigt på deadline, märk de ojämlika rörelserna, men vi lyckades ändå få ett omnämnande för innovation för vår "Color Matching" -funktion.

Steg 1: En snabb utveckling av roboten

Liksom många projekt gick BOTUS igenom flera utvecklingsstadier innan han blev vad den är nu. Först och främst gjordes en 3D -modell för att ge en bättre uppfattning om den slutliga designen till alla inblandade. Därefter började prototypningen med att göra en testplattform. Efter att ha bekräftat att allt fungerade bra började vi bygga den slutliga roboten, som måste modifieras några gånger. Grundformen modifierades inte. Vi använde polykarbonat för att stödja alla elektroniska kort, MDF som bas, och ABS -slangar som det centrala tornet som stöder våra infraröda avståndssensorer och vår kameramontage.

Steg 2: Rörelser

Ursprungligen var roboten utrustad med två Maxon -motorer som drev två rullskridshjul. Även om roboten kunde röra sig var vridmomentet från motorerna för litet och de måste alltid köras maximalt, vilket minskade noggrannheten i robotens rörelser. För att lösa detta problem återanvändade vi två Undvik P42 -motorer från JFDuvals Eurobot 2008 -insats. De var tvungna att monteras på två specialbyggda växellådor och hjulen vi bytte till två scooterhjul. Det tredje stödet på roboten består av ett enkelt frihjul (det är faktiskt bara ett metallkullager i det här fallet).

Steg 3: Grippers

Griparna är också resultatet av återhämtning. De var ursprungligen en del av en robotarm som användes som ett undervisningsverktyg. En servo tillsattes för att låta den rotera runt, förutom dess förmåga att ta tag i den. Vi har ganska tur, eftersom griparna hade en fysisk enhet som hindrade dem från att öppna för långt eller stänga för hårt (även om vi efter ett "fingertest" insåg att det hade ett ganska bra grepp …).

Steg 4: Kamera och sensorer

Robotens huvuddrag, åtminstone för det projekt vi fick, var kameran, som måste kunna se sig omkring och möjliggöra exakt kontroll över dess rörelse. Lösningen vi bestämde oss för var en enkel Pan & Tilt-montering, som består av två servon som är konstnärligt limmade (hmmm) ovanpå som sitter en mycket högupplöst kamera tillgänglig på eBay för cirka 20 $ (heh …). Vår röststyrning tillät oss att flytta kameran med de två axlarna från servon. Själva monteringen är monterad ovanpå vårt centrala "torn", i kombination med en servo monterad lite utanför mitten, gjorde att kameran kunde titta ner och se griparna, vilket hjälper operatören med sina manövrar. Vi utrustade också BOTUS med 5 infraröda avståndssensorer, monterade på sidan av det centrala tornet, vilket ger dem en bra "vy" av robotens framsida och sidor. Räckvidden för den främre sensorn är 150 cm, sensorerna på sidorna har en räckvidd på 30 cm och de diagonala har en räckvidd på upp till 80 cm.

Steg 5: Men hur är det med hjärnan?

Precis som varje bra robot behövde vår hjärna. En anpassad kontrollpanel utformades för att göra exakt det. Kortet kallas "Colibri 101" (som står för Hummingbird 101 för att det är litet och effektivt, förstås), kortet innehåller mer än tillräckligt med analoga/digitala ingångar, några kraftmoduler för hjulen, en LCD -display och en XBee -modul som används för trådlös kommunikation. Alla dessa moduler styrs av ett Microchip PIC18F8722. Kortet var frivilligt utformat för att vara mycket kompakt, både för att spara utrymme i roboten och för att spara PCB -material. De flesta komponenterna på kortet är prover, vilket gjorde att vi kunde minska den totala kostnaden för kretskortet. Själva brädorna gjordes gratis av AdvancedCircuits, så ett stort tack till dem för sponsringen. OBS: För att hålla andan att dela hittar du schemat, Cadsoft Eagle -filerna för bräddesignen och C18 -koden för mikrokontroller här och här.

Steg 6: Ström

Nu är allt det här ganska snyggt, men det behöver lite juice att köra på. För det vände vi återigen till Eurobot 2008-roboten och tog bort batterierna, vilket råkar vara ett Dewalt 36V litiumjon-nanofosfat med 10 A123-celler. Dessa är ursprungligen donerade av DeWALT Canada. Under vår sista presentation varade batteriet i cirka 2,5 timmar, vilket är mycket respektabelt.

Steg 7: Men … Hur kontrollerar vi saken?

Det är här som den "officiella" delen av begreppet projekt börjar. Tyvärr, eftersom de olika modulerna vi använde för att filtrera vår röst och konvertera dem till röstkommandon designades av Universite de Sherbrooke, kommer jag inte att kunna beskriva dem med Jag kan dock berätta att vi behandlar rösten genom en serie filter som gör att en FPGA kan känna igen, beroende på tillståndet för varje utmatning våra filter ger, vilket fonem uttalades av operatören. våra datatekniker studerade ett grafiskt gränssnitt som visar all information som samlats in av roboten, inklusive livevideoflöden. (Den här koden ingår inte, tyvärr) Denna information överförs via XBee-modulen på Colibri 101, som sedan tas emot av en annan XBee-modul, som sedan går igenom en seriell-till-USB-omvandlare (planer för detta kort är också ingår i.rar -filen) och tas sedan emot av programmet. Operatören använder en vanlig gamepad för att överföra rörelse-/griparkommandon till roboten och ett headset för att styra kameran. Här är ett exempel på roboten i aktion:

Steg 8: Slutsats

Tja, det är ungefär det. Även om dessa instruktioner inte beskriver i detalj hur vi byggde vår robot, vilket förmodligen inte skulle hjälpa er på grund av de ganska "unika" materialen vi använde, uppmuntrar jag er starkt att använda schemat och koden som vi gav för att inspirera du som bygger din egen robot! Om du har några frågor eller slutar göra en robot med hjälp av våra saker, skulle vi gärna veta! Tack för att du läste! PS: Om du inte känner för att rösta på mig, ta en titt på Jerome Demers projekt här eller till och med på JFDuvals projekt tillgängligt via hans personliga sida här. Om någon av dem vinner kanske jag kan göra några laserskurna bitar;)