लेगो रोबोट एक भूलभुलैया के माध्यम से चलाता है: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह एक सरल, स्वायत्त रोबोट है जिसे भूलभुलैया से बाहर निकलने के लिए ड्राइव करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 का उपयोग करके बनाया गया है। EV3 सॉफ्टवेयर एक कंप्यूटर पर चलता है और एक प्रोग्राम तैयार करता है, जिसे बाद में EV3 ब्रिक नामक एक माइक्रोकंट्रोलर में डाउनलोड किया जाता है। प्रोग्रामिंग विधि आइकन-आधारित और उच्च-स्तरीय है। यह बहुत आसान और बहुमुखी है।

पार्ट्स

1. लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 सेट
2. लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 अल्ट्रासोनिक सेंसर। यह EV3 सेट में शामिल नहीं है।
3. भूलभुलैया के लिए नालीदार कार्डबोर्ड। दो डिब्बे पर्याप्त होने चाहिए।
4. कुछ कोनों और दीवारों को स्थिर करने में मदद करने के लिए पतले कार्डबोर्ड का एक छोटा टुकड़ा।
5. कार्डबोर्ड के टुकड़ों को एक साथ जोड़ने के लिए गोंद और टेप।
6. भूलभुलैया से बाहर निकलने की पहचान करने के लिए एक लाल ग्रीटिंग-कार्ड लिफाफा।

उपकरण

1. कार्डबोर्ड काटने के लिए उपयोगिता चाकू।
2. काटने की प्रक्रिया में सहायता के लिए स्टील शासक।

भूलभुलैया-समाधान विधि

भूलभुलैया नेविगेट करने के कई तरीके हैं। यदि आप उनका अध्ययन करने में रुचि रखते हैं, तो उनका वर्णन निम्नलिखित विकिपीडिया लेख में बहुत अच्छी तरह से किया गया है:

मैंने बाएं हाथ के दीवार-अनुयायी नियम को चुना। विचार यह है कि रोबोट निम्नलिखित निर्णय लेकर अपनी बाईं ओर एक दीवार रखेगा क्योंकि यह भूलभुलैया के माध्यम से जाता है:

1. यदि बाएं मुड़ना संभव है, तो ऐसा करें।
2. नहीं तो हो सके तो सीधे जाएं।
3. यदि यह बाएं या सीधे नहीं जा सकता, तो संभव हो तो दाएं मुड़ें।
4. यदि उपरोक्त में से कोई भी संभव नहीं है, तो यह एक मृत अंत होना चाहिए। मुड़ो।

एक सावधानी यह है कि यदि भूलभुलैया में लूप है तो विधि विफल हो सकती है। लूप के स्थान के आधार पर, रोबोट लूप के चारों ओर और चारों ओर घूमता रह सकता है। इस समस्या का एक संभावित समाधान रोबोट के लिए दाहिने हाथ की दीवार-अनुयायी नियम पर स्विच करना होगा यदि उसे एहसास हुआ कि यह एक लूप में जा रहा था। मैंने इस परिशोधन को अपनी परियोजना में शामिल नहीं किया।

रोबोट बनाने के लिए कदम

हालांकि लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 बहुत बहुमुखी है, यह एक ईंट से जुड़े प्रत्येक प्रकार के सेंसर में से एक से अधिक की अनुमति नहीं देता है। दो या दो से अधिक ईंटें डेज़ी-जंजीर हो सकती हैं, लेकिन मैं एक और ईंट नहीं खरीदना चाहता था, और इसलिए मैंने निम्नलिखित सेंसर (तीन अल्ट्रासोनिक सेंसर के बजाय) का उपयोग किया: इन्फ्रारेड सेंसर, रंग सेंसर, और अल्ट्रासोनिक सेंसर। यह अच्छी तरह से काम किया। नीचे दी गई तस्वीरों के जोड़े दिखाते हैं कि रोबोट कैसे बनाया जाता है। प्रत्येक जोड़ी की पहली तस्वीर आवश्यक भागों को दिखाती है, और दूसरी तस्वीर समान भागों को एक साथ जोड़कर दिखाती है।

चरण 1: रोबोट का आधार

पहला कदम दिखाए गए भागों का उपयोग करके रोबोट का आधार बनाना है। रोबोट बेस को उल्टा दिखाया गया है। रोबोट के पीछे छोटा एल-आकार का हिस्सा पीठ के लिए एक सहारा है। जैसे ही रोबोट चलता है यह स्लाइड करता है। यह ठीक काम करता है। EV3 किट में रोलिंग-बॉल-टाइप पार्ट नहीं है।

चरण 2: आधार के ऊपर

अगले ३ चरण रोबोट के आधार के शीर्ष के लिए हैं, रंग सेंसर, और केबल, जो सभी १० इंच (२६ सेमी) केबल हैं

चरण 3: इन्फ्रारेड और अल्ट्रासोनिक सेंसर

अगला, इन्फ्रारेड सेंसर (रोबोट के बाईं ओर) और अल्ट्रासोनिक सेंसर (दाईं ओर) हैं। इसके अलावा, शीर्ष पर ईंट लगाने के लिए 4 पिन।

इन्फ्रारेड और अल्ट्रासोनिक सेंसर सामान्य क्षैतिज के बजाय लंबवत स्थित होते हैं। यह दीवारों के कोनों या सिरों की बेहतर पहचान प्रदान करता है।

चरण 4: केबल्स

ईंट संलग्न करें और केबलों को निम्नानुसार कनेक्ट करें:

• पोर्ट बी: बड़ी मोटर छोड़ दी।
• पोर्ट सी: सही बड़ी मोटर।
• पोर्ट 2: अल्ट्रासोनिक सेंसर।
• पोर्ट 3: रंग सेंसर।
• पोर्ट 4: इन्फ्रारेड सेंसर।

चरण 5: रोबोट बनाने का अंतिम चरण: सजावट

पंख और पंख केवल सजावट के लिए हैं।

चरण 6: कार्यक्रम के लिए छद्म कोड

1. 3 सेकंड रुकें और कहें "जाओ।"
2. सीधे आगे बढ़ते हुए रोबोट शुरू करें।
3. यदि बाएं मुड़ना संभव है (अर्थात, यदि इन्फ्रारेड सेंसर को आस-पास की वस्तु का पता नहीं चलता है), तो "बाएं" कहें और बाएं जाएं।
4. झूठे बाएं मोड़ से बचने के लिए लगभग 6 इंच (15 सेमी) आगे बढ़ें। इसका कारण यह है कि रोबोट के मुड़ने के बाद, सेंसर को वह लंबा स्थान दिखाई देगा, जहां से वह अभी आया था, और रोबोट को लगेगा कि उसे बाईं ओर मुड़ना चाहिए, जो कि करना उचित नहीं है। चरण 2 पर वापस जाएं।
5. यदि बाएं मुड़ना संभव नहीं है, तो जांचें कि रंग सेंसर रोबोट के आगे क्या देखता है।
6. यदि कोई रंग नहीं है (अर्थात कोई वस्तु नहीं), तो चरण 2 पर वापस जाएँ।
7. यदि रंग लाल है, तो यह निकास है। रोबोट बंद करो, धूमधाम से खेलो, और कार्यक्रम को रोको।

8. यदि रंग भूरा है (अर्थात आगे भूरा कार्डबोर्ड), तो रोबोट को रोकें।

   1. यदि दाएँ मुड़ना संभव है (अर्थात, यदि अल्ट्रासोनिक सेंसर आस-पास की किसी वस्तु को महसूस नहीं करता है), तो "दाएँ" कहें और दाएँ जाएँ। चरण 2 पर वापस जाएं।
   2. यदि दाएं मुड़ना संभव नहीं है, तो "उह-ओह" कहें, लगभग 5 इंच (12.5 सेमी) का बैक अप लें और चारों ओर मुड़ें। चरण 2 पर वापस जाएं।

चरण 7: कार्यक्रम

लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 में एक बहुत ही सुविधाजनक आइकन-आधारित प्रोग्रामिंग विधि है। कंप्यूटर पर डिस्प्ले स्क्रीन के नीचे ब्लॉक दिखाए जाते हैं और प्रोग्राम बनाने के लिए प्रोग्रामिंग विंडो में ड्रैग-एंड-ड्रॉप किया जा सकता है। स्क्रीन शॉट इस परियोजना के लिए कार्यक्रम दिखाता है। अगले चरण में ब्लॉकों का वर्णन किया गया है।

मुझे समझ नहीं आ रहा था कि आप लोगों के लिए प्रोग्राम डाउनलोडिंग कैसे सेट करें, और इसलिए अगले चरण में ब्लॉकों का वर्णन किया गया है। प्रत्येक ब्लॉक में विकल्प और पैरामीटर होते हैं। यह बहुत आसान और बहुमुखी है। कार्यक्रम को विकसित करने और/या अपनी आवश्यकताओं के अनुरूप इसे बदलने में आपको अधिक समय नहीं लगना चाहिए। हमेशा की तरह, प्रोग्राम को विकसित करते समय उसे समय-समय पर सहेजना एक अच्छा विचार है।

EV3 ब्रिक को USB केबल, वाई-फाई या ब्लूटूथ द्वारा कंप्यूटर से जोड़ा जा सकता है। जब यह कनेक्ट और चालू होता है, तो यह कंप्यूटर पर EV3 विंडो के निचले दाएं कोने में एक छोटी विंडो में इंगित किया जाता है। सबसे दाईं ओर "EV3" लाल हो जाता है। जब यह डिस्प्ले पोर्ट व्यू पर सेट होता है, तो यह वास्तविक समय में दिखाता है कि प्रत्येक सेंसर क्या पता लगा रहा है। यह प्रयोग के लिए उपयोगी है।

इस कार्यक्रम का निर्माण करते समय, मैं सुझाव दूंगा कि बाएं से दाएं और ऊपर से नीचे तक काम करें, और अन्य ब्लॉकों को अंदर खींचने से पहले लूप और स्विच ब्लॉकों को बड़ा करें। मैं बड़ा करने से पहले अंदर अतिरिक्त ब्लॉक डालने की कोशिश में गन्दी समस्याओं में भाग गया।

चरण 8: प्रोग्राम ब्लॉक

1. प्रोग्राम के बाईं ओर से प्रारंभ, स्टार्ट ब्लॉक स्वचालित रूप से मौजूद होता है जब कोई प्रोग्राम विकसित किया जा रहा होता है।
2. अगला एक प्रतीक्षा ब्लॉक है, प्रोग्राम शुरू करने के बाद, हमें रोबोट को भूलभुलैया के प्रवेश द्वार पर रखने के लिए 3 सेकंड का समय देना है।
3. एक साउंड ब्लॉक रोबोट को "जाओ" कहता है।
4. एक लूप ब्लॉक में अधिकांश कार्यक्रम होते हैं। डिस्प्ले को 4 या 5 बार ज़ूम आउट किया जाना चाहिए और ब्लॉक डालने से पहले इस लूप ब्लॉक को प्रोग्रामिंग कैनवास के दाहिने किनारे तक बढ़ाया जाना चाहिए। बाद में इसे छोटा किया जा सकता है।
5. लूप के अंदर पहला ब्लॉक एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक है जिसमें स्टीयरिंग को शून्य पर सेट किया गया है और पावर को 20 पर सेट किया गया है। यह कम गति पर सीधे आगे चलने वाली मोटरों को शुरू करता है। जब रोबोट आगे के चरणों में बोलते हुए आगे बढ़ना जारी रखता है तो एक तेज गति रोबोट को बहुत दूर ले जाएगी।
6. इन्फ्रारेड सेंसर प्रॉक्सिमिटी मोड में एक स्विच ब्लॉक यह जांचता है कि क्या कोई वस्तु 30 के मान से अधिक दूर है। यह भूरे रंग के कार्डबोर्ड के लिए लगभग 9 इंच (23 सेमी) के बराबर है। यदि मान 30 से अधिक है, तो ब्लॉक 7, 8 और 9 निष्पादित किए जाते हैं, अन्यथा प्रोग्राम नीचे ब्लॉक 10 में जाता है।
7. एक साउंड ब्लॉक रोबोट को "बाएं" कहता है।
8. स्टीयरिंग के साथ एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक -45 पर सेट है, पावर 20 पर सेट है, रोटेशन 1.26 पर सेट है, और एंड पर ब्रेक ट्रू पर सेट है। इससे रोबोट बाएं मुड़ जाता है।
9. स्टीयरिंग के साथ एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक को शून्य पर सेट करें, पावर को 20 पर सेट करें, रोटेशन को 1.2 पर सेट करें, और अंत में ब्रेक को ट्रू पर सेट करें। यह झूठे बाएं मोड़ से बचने के लिए रोबोट को लगभग 6 इंच (15 सेमी) आगे बढ़ाता है।
10. कलर सेंसर मेजरमेंट कलर मोड में एक स्विच ब्लॉक यह जांचता है कि रोबोट के आगे कौन सा रंग है। यदि कोई रंग नहीं है (अर्थात कोई वस्तु नहीं), तो प्रोग्राम लूप के अंत में चला जाता है। यदि रंग लाल है, तो ब्लॉक 11, 12 और 13 निष्पादित किए जाते हैं। यदि रंग भूरा है, तो प्रोग्राम नीचे ब्लॉक 14 में जाता है।
11. मोटर्स को रोकने के लिए ऑफ मोड में एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक।
12. एक साउंड ब्लॉक धूमधाम से बजता है।
13. एक लूप इंटरप्ट ब्लॉक लूप से बाहर निकलता है।
14. मोटर्स को रोकने के लिए ऑफ मोड में एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक।
15. अल्ट्रासोनिक सेंसर में एक स्विच ब्लॉक दूरी इंच मोड की तुलना करें जांचता है कि क्या कोई वस्तु 8 इंच (20 सेमी) से अधिक दूर है। यदि यह 8 इंच से अधिक है, तो ब्लॉक 16 और 17 निष्पादित होते हैं, अन्यथा प्रोग्राम नीचे ब्लॉक 18 में जाता है।
16. एक साउंड ब्लॉक रोबोट को "राइट" कहता है।
17. एक मूव स्टीयरिंग ब्लॉक जिसमें स्टीयरिंग -55 पर सेट है, पावर -20 पर सेट है, रोटेशन 1.1 पर सेट है, और अंत में ब्रेक ट्रू पर सेट है। इससे रोबोट दाएं मुड़ जाता है।
18. एक साउंड ब्लॉक रोबोट को "उह-ओह" कहता है।
19. पावर लेफ्ट के साथ मूव टैंक ब्लॉक -20 पर सेट, पावर राइट -20 पर सेट, रोटेशन 1 पर सेट और एंड पर ब्रेक ट्रू पर सेट। यह रोबोट को घूमने के लिए जगह बनाने के लिए लगभग 5 इंच (12.5 सेमी) का बैकअप देता है।
20. पावर लेफ्ट के साथ मूव टैंक ब्लॉक -20 पर सेट, पावर राइट को 20 पर सेट, रोटेशन को 1.14 पर सेट किया गया, और एंड पर ब्रेक को ट्रू पर सेट किया गया। इससे रोबोट मुड़ जाता है।
21. लूप के बाहर निकलने पर एक स्टॉप प्रोग्राम ब्लॉक है।

चरण 9: एक भूलभुलैया बनाएँ

भूलभुलैया के लिए दो नालीदार गत्ते के डिब्बे पर्याप्त होने चाहिए। मैंने भूलभुलैया की दीवारों को 5 इंच (12.5 सेमी) ऊंचा बनाया, लेकिन 4 इंच (10 सेमी) को ठीक उसी तरह काम करना चाहिए, जब आपके पास नालीदार कार्डबोर्ड की कमी हो।

सबसे पहले, मैंने डिब्बों की दीवारों के चारों ओर नीचे से 10 इंच (25 सेमी) काटा। फिर मैंने दीवारों के चारों ओर नीचे से 5 इंच काटा। यह कई 5 इंच की दीवारें प्रदान करता है। इसके अलावा, मैंने डिब्बों की बोतलों के चारों ओर काट दिया, स्थिरता के लिए दीवारों से लगभग 1 इंच (2.5 सेमी) जुड़ा हुआ छोड़ दिया।

भूलभुलैया बनाने के लिए जहां कहीं भी आवश्यक हो, विभिन्न टुकड़ों को काटा और चिपकाया या टेप किया जा सकता है। डेड एंड वाले किसी भी रास्ते में दीवारों के बीच 12 इंच (30 सेंटीमीटर) जगह होनी चाहिए। रोबोट को घूमने के लिए इस दूरी की आवश्यकता होती है।

भूलभुलैया के कुछ कोनों को मजबूत करने की आवश्यकता हो सकती है, इसके अलावा, कुछ सीधी दीवारों को झुकने से रोकने की आवश्यकता होती है यदि उनमें एक सीधा कार्टन कोने शामिल हो। जैसा कि दिखाया गया है, पतले कार्डबोर्ड के छोटे टुकड़ों को उन जगहों पर नीचे से चिपका देना चाहिए।

निकास में एक लाल अवरोध है जिसमें आधा लाल ग्रीटिंग-कार्ड लिफाफा होता है और पतले कार्डबोर्ड के 2 टुकड़ों से बना आधार होता है, जैसा कि दिखाया गया है।

एक सावधानी यह है कि भूलभुलैया बड़ी नहीं होनी चाहिए। यदि रोबोट के मोड़ उचित कोण से थोड़े कोण पर हैं, तो कुछ मोड़ के बाद विसंगतियां जुड़ जाती हैं। उदाहरण के लिए, यदि कोई बायां मोड़ 3 डिग्री बंद है, तो 5 बाएं मुड़ने के बाद रोबोट 15 डिग्री बंद हो रहा है। एक बड़े भूलभुलैया में छोटे से अधिक मोड़ और लंबा रास्ता होगा, और रोबोट दीवारों में दौड़ सकता है। मेरे द्वारा बनाई गई छोटी भूलभुलैया के माध्यम से एक सफल ड्राइव प्राप्त करने के लिए मुझे कई बार घुमावों की रोटेशन सेटिंग्स के साथ फील करना पड़ा।

भविष्य में वृद्धि

एक स्पष्ट अनुवर्ती परियोजना रोबोट को नेविगेट करते समय भूलभुलैया के माध्यम से एक सीधा पथ निर्धारित करने में सक्षम बनाना है, और उसके बाद इस सीधे पथ (डेड-एंड से बचने) को ठीक बाद में चलाएं।

यह वर्तमान परियोजना की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। रोबोट को उस पथ को याद रखना चाहिए जिस पर उसने यात्रा की है, गतिरोधों को हटाता है, नया पथ संग्रहीत करता है, और फिर नए पथ का अनुसरण करता है। मैं निकट भविष्य में इस परियोजना पर काम करने की योजना बना रहा हूं। मुझे उम्मीद है कि ऐरे ऑपरेशंस ब्लॉक और कुछ गणित से संबंधित ब्लॉक का उपयोग करके लेगो माइंडस्टॉर्म ईवी 3 के साथ पूरा करना संभव है।

समापन टिप्पणी

यह एक मजेदार प्रोजेक्ट था। मुझे उम्मीद है कि आपको भी यह दिलचस्प लगा होगा।