Проект за робот с ултразвуково ориентиране

[hornet]

Здравейте! Казвам се Георги, на 22 години съм и уча електротехника на френски в Технически Университет София. Във форума съм нов, но с малки конструкции се занимавам отдавна. Сериозно се замислих за робот, когато си сглобих ардуиното (благодарности на Симеон от Роботев). Решителна роля за започването на проекта изигра това "същество". И така, на 5 февруари, с подръчни материали, ножовка и силикон започнах платформата. За съжаление имах един куп зъбни колела - всичките различни и само един цял редуктор от играчка . Затова реших да го ползвам за задвижването на "главата". И тук ударих на камък. Редукторите скъпи, безконечници не намерих никъде... Реших, ще чакам и ще се оглеждам за подходяща играчка. В това време се оказа, че ще уча роботика през новия семестър и - готово, имам курсов проект. Нещата започнаха да стават спешни. Вече знаех за форума и веднага се обърнах към Слави (spp), на когото съм благодарен за бързата реакция. На 8 март вече имах две серво машинки на които, още същата снежна вечер в която ги взех, направих модификацията за безкрайно въртене. Робота вече плачеше за колела. Така и така имах изрезки от плексиглас, на следващия ден се сдобих с комплект боркорони и след намесата на ъглошлайфа се получи сравнително задоволителен резултат. Прибавих малко от най-добрия приятел на човека (силикона) и колелата заспаха. Оставаше една нощ до лекцията на която трябваше да обявим проекта пред преподавателя - а все още нямах движещ се робот.  LM 293 D зае мястото си върху разшрителната платка, всички връзки прилежно направени с малки буксички. Дойде моментът за захранването. Гнездото за 2хАА батерии пасна перфектно между двете серво машинки.Останах доволен, но и страшно уморен. Оставих програмирането и пускането за сутринта - голяма грешка. В бързината не бях съобразил, че 2,5 V няма да пуснат LM 293 :shock:. И така - в последнатата минута - още една батерия(запоява се, защото няма време за коректен монтаж), естествено силикон, един първобитен код за траектория триъгълник и :kef: върви. Бързо в една кутия и към ТУ. Нямах време и да го снимам в такъв вид - неглиже и оплетен с жици . В снега през цялото време се молех да не падна по гръб (върху робота). Последния проблем беше сцеплението на колелата. Решението се намираше в книжарницата на 1 блок . Проекта се прие  :clap: . Естествено, не можа да мине без допълнителни условия - трябва да се изготви модел на робота - нещо за което все още имам само бегла представа, но и до там ще стигна .
Спешната работа свършена, реших да се позанимая малко с външния вид и най-вече надеждността. Много ме беше яд, че трябва да махна гнездото за 2хАА и да сложа за 3, защото не се събираше на старото място. Така че, вида от долу се влоши. Затова пък вече имах пълноценно захранване. Добавих по един прекъсвач на двата източника и един бутон за ардуиното - за всеки случай.
Ластиците от колелата падаха много лесно, в резултат - и до сега си седи с голи колела. Широките ластици с този размер се оказаха дефицитни (или аз не търся където трябва). И така, робота придоби сравнително добър вид и стабилни електрически връзки - бях готов да започна ултразвуковия датчик. Тук е моментът да спомена, че този датчик не мери разстояние, а използва ефекта Ларсен(микрофония). С тример може да се променя дистанцията за задействане.  Схемата намерих в една френска книжка за роботи. Та, вечерта в която взех сервото от Слави, бях оставил платката в един вече доста наситен разтвор на FeCl3, който за 3 часа я беше направил почти истинска. През почивните дни направих отворите и датчикът се премести от бредборда  върху новата си основа. Мисля , че стана сполучливо. Малко импровизация при закреването и роботчето вече има глава. В това състояние е и в момента.
 Кодът е елементарен - когато види препятствие завива на ляво и после продължава на право. Предстои да се присади единия от драйвърите от серво, които останха след модификацията, за да управлява редуктора на ултразвуковия датчик и естествено някакъв свестен код. За сега разходите са поносими за студентския ми джоб, а при дорбо развитие на проекта съм готов да му налея още "живот".
Надявам се не съм ви отегчил с прекалено дълъг пост :zubi: . За сега само снимки ще оставя, като заработи и "главата" обещавам видео.

[sv_shady]

Може ли да разкажеш малко по-подробно за този ефект на Ларсен и каква е целта на ултразвуковия сензор - само да засича дали има обект или не? Иначе браво за усилията и ентусиазма, главата е станала много добре според мен Трябва да има повече студенти като теб в България!

[hunter]

Поздравления за успеха ти дотук наистина добре се е получило :clap:  Искам да те помоля ако може да дадеш схема на ултразвука и да разясниш малко принципа за който и sv_shady прояви интерес.

[hornet]

Благодаря, радвам се че ви харесва . Датчика е за да засича обекти, да. Смятам той да е основното "сетиво". Ефекта Ларсен мисля, че е срещан от всеки, просто името не е известно. Ако се доближи микрофона много близо до колонките на компютъра, примерно, се получава неприятен звук с висока честота. Микрофонът улавя звук, който се усилва веднага и се предава на говорителя, той го излъчва отново в микрофона (защото са близо един до друг) и т.н. По този начин се получава експоненциално нарастване на интензитета. Това е много ярък пример на положителна обратна връзка. При този датчик ефектът е още по-благоприятен, защото резонансната честота (40kHz - в случая) зависи и от резонансната честота на излъчвателя и приемника - самонагажда се към тях. Недостатъкът е, че не може да се измерва разстояние. Схемата не е много сложна. Потенциометъра настройва разстоянието на което трябва да е обектът за да се задейства датчика. Когато се включи, таймерът остава в състояние логическо 1 за ивестно време(около секунда), което зависи от стойностите на резистора и кондензатора на входа му t=1,1RC . На края има светодиод за визуален контрол и ценеров диод на 5,1V за да се адаптира сигнала за процесора. Захранването - от 5 до 12 V работи със сигурност. Друго не съм опитвал . Добре е между + и - да има 1000uF за да не се задейства от самосебеси. В общи линии това е сензора. Останалата част е усилвател.  

[nhadjinikolov]

Дойде ми идея за засичане на разстоянието С цифров потенциометър да се регулира бързо разстоянието на активиране и да кажем при 10 предварително ясни стойности(10, 20, 30, 40, 50 см...) да се наблюдава, дали изхода е 0 или 1ца.
Нямам представа доколкото това би било реализируемо, но като се замисля, май само бързодействието на потенциометрите би било евентуална пречка. Някой с повече опит да си даде мнението

[hornet]

Здравейте! По ред причини не можах да пиша известно време, но не съм изоставил робота. И така, тесните ластичета осигуряващи сцепление на колелата бяха временно решение, защото падаха много лесно и след като не намерих плоски с подходящ размер реших да лепя по-големи. Започна се така, за малко бяхме по корем, готовото изделие и остатъците от ластиците. Различната дължина на остатъците се дължи на неравномерното опъване на двата ластика докато ги лепях. И ето ни отново на карака. Цвета не ме удовлетворява много, но... ще се преживее . Ефектът от ластиците е, че като пуснах машинката на пода пред една кутия от обувки с 1 обувка вътре(верно дамска, но все пак...), я завлече и не се и замисли даже да пробуксува. Между другото - един интересен начин за увеличаване на диаметъра на колелата .
Едната работа отхвърлена, заех се с движението на главата. Мислех да сложа платката от сервото и да я лъжа че потенциометъра е в срено положение (по идея на Слави), но много ми харесваше лесния начин на управление на серво машинките - само със задаване на ъгъл. Затова прибегнах до малко по сложния вариант на изработка. Тук са изходните материали. Малко пробиване(на ръка за да е по-прецизно), силикон и - готов датчик за положение на главата . Предавателното число не е точно 1:1, защото нямах две еднакви колела, но мисля, че 36:38 зъба не е проблем. Ротацията е на 140 градуса т.е. ако приемем посока напред като репер, главата се върти на 70 градуса в ляво и в дясно. Със сегашния код, този сектор е разпределен на 5 отделни сектора, като засичането на препятствие във всеки от тях предизвиква различна реакция. И тук идва проблемът, който за сега ме отказва от иначе хитрата идея на nhadjinikolov за дигитален потенциометър - а именно - разстоянието на засичане е много променливо. Пояснявам веднага. За бяла и черна кутия варира от 20 до 40см, примерно. Ако предмета е от звукопоглъщаща материя - тапицирана табуретка, да кажем - засича го от 2 - 3см. Затова се ориентирам към добавяне на датчик от друг вид (ИЧ май ще е), който да "помага" на ултразвуковия. Лошото е, че днес ми натресоха още един проект и времето няма да стига. За сега се заемам с неприятната теоретична част на робота и хардуерът ще изостане, но със сигурност нещата няма да свършат до тук. Оставам отворен към всякакви идеи  и ви пожелавам весели празници и много безавариини километри с роботите .