एस्केप रोबोट: एस्केप गेम के लिए आरसी कार: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

इस परियोजना का मुख्य उद्देश्य एक ऐसे रोबोट का निर्माण करना था जो खुद को पहले से मौजूद रोबोटों से अलग कर सके, और जिसका उपयोग वास्तविक और अभिनव क्षेत्र में किया जा सके।

व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर, कार के आकार का रोबोट बनाने का निर्णय लिया गया जिसे एस्केप गेम में लागू किया जाएगा। विभिन्न घटकों के लिए धन्यवाद, खिलाड़ी नियंत्रक पर एक पहेली को हल करके कार को चालू कर सकते हैं, कार के प्रक्षेपवक्र को नियंत्रित कर सकते हैं, और कमरे से बचने के लिए रास्ते में एक चाबी प्राप्त कर सकते हैं।

चूंकि यह परियोजना यूनिवर्सिटि लिब्रे डी ब्रुक्सेल्स (यूएलबी) और व्रीजे यूनिवर्सिटिट ब्रुसेल (वीयूबी), बेल्जियम में दिए गए मेक्ट्रोनिक्स पाठ्यक्रम का हिस्सा थी, इसलिए शुरुआत में कुछ आवश्यकताओं को प्रस्तुत किया गया था, जैसे:

• यांत्रिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रोग्रामिंग के क्षेत्रों का उपयोग और संयोजन
• 200€. का बजट
• एक तैयार और काम करने वाला रोबोट होना जो कुछ नया लाता है

और जैसा कि यह वास्तविक जीवन से बचने के खेल सत्रों में इस्तेमाल होने वाला था, कभी-कभी एक पंक्ति में कई सत्र, कुछ और आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता थी:

• स्वायत्तता: खेल की बाधाओं का सम्मान करने के लिए रोबोट को अर्ध-स्वायत्त बनाने का एक तरीका खोजना
• उपयोगकर्ता के अनुकूल: उपयोग में आसान, कैमरे की प्रतिक्रिया के साथ स्क्रीन की उपस्थिति
• मजबूती: झटके को अवशोषित करने में सक्षम मजबूत सामग्री
• सुरक्षा: खिलाड़ी रोबोट के सीधे संपर्क में नहीं हैं

चरण 1: मुख्य अवधारणा और प्रेरणा

जैसा कि परिचय में बताया गया है, इस परियोजना की मुख्य अवधारणा अर्ध-स्वायत्त रोबोट बनाना और बनाना है, जिसे पहले एस्केप गेम के खिलाड़ियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, फिर खिलाड़ियों से नियंत्रण वापस लेने में सक्षम होता है।

सिद्धांत निम्नलिखित है: कल्पना कीजिए कि आप दोस्तों के एक समूह के साथ एक कमरे में बंद हैं। कमरे से बाहर निकलने का एकमात्र विकल्प चाबी ढूंढना है। कुंजी आपके पैरों के नीचे स्थित एक भूलभुलैया में, एक अंधेरे मध्यवर्ती मंजिल में छिपी हुई है। उस कुंजी को प्राप्त करने के लिए, आपके पास तीन चीजें हैं: एक रिमोट कंट्रोलर, एक नक्शा और एक स्क्रीन। रिमोट कंट्रोलर आपको रिमोट के मौजूदा कंट्रोल बटन पर कल्पना की गई पहेली को हल करके, पहले से ही मध्यवर्ती मंजिल में एक कार को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है। एक बार जब आप उस पहेली को हल कर लेते हैं, तो कार चालू हो जाती है (cfr। चरण 5: कोडिंग - 'लूप ()' नाम का मुख्य कार्य), और आप दिए गए नक्शे की मदद से कार को भूलभुलैया के माध्यम से मार्गदर्शन करना शुरू कर सकते हैं। रोबोट के सामने लगे कैमरे के लिए धन्यवाद, कार जो देखती है उसे लाइव प्रदर्शित करने के लिए स्क्रीन है, और इसलिए आपको प्रक्षेपवक्र और अधिक महत्वपूर्ण रूप से कुंजी देखने में मदद मिलती है। एक बार जब आप रोबोट के तल पर एक चुंबक के लिए कुंजी प्राप्त कर लेते हैं, और एक बार जब आप भूलभुलैया के अंत तक पहुंच जाते हैं, तो आप चाबी लेने और उस कमरे से भागने में सक्षम होते हैं जिसमें आप बंद थे।

इसलिए रोबोट के मुख्य घटक हैं:

1. रिमोट कंट्रोलर पर हल की जाने वाली पहेली
2. रिमोट कंट्रोलर वाले खिलाड़ियों द्वारा रोबोट का नियंत्रण
3. कैमरे द्वारा लाइव फिल्माए गए वीडियो के आधार पर नियंत्रण प्रदर्शन

क्योंकि ऐसे खेलों में मुख्य बाधा समय है (अधिकांश भागने वाले खेलों में आपके पास सफल होने के लिए 30 मिनट और 1 घंटे के बीच का समय होता है), एक सेंसर जुड़ा होता है और रोबोट के आधार पर जुड़ा होता है ताकि यदि आप, खिलाड़ियों के रूप में, अधिक हो एक निश्चित समय (हमारे मामले में 30 मिनट में), रोबोट नियंत्रण को वापस ले लेता है और अपने आप ही पार्को को खत्म कर देता है, ताकि आपके पास गेम के टाइमर के बंद होने से पहले कमरे की चाबी प्राप्त करने का मौका हो (हमारे मामले में 1 घंटा)

इसके अलावा, चूंकि कार पूरी तरह से अंधेरे कमरे में है, इसलिए एलईडी को सेंसर से दूर नहीं लगाया जाता है ताकि यह जमीन से सिग्नल को पढ़ सके।

इस समूह परियोजना के पीछे की इच्छा खुद को बाजार में पहले से मौजूद चीज़ों पर आधारित करना, व्यक्तिगत मूल्य जोड़कर इसे संशोधित करना और कुछ मज़ेदार और इंटरैक्टिव क्षेत्र में इसका उपयोग करने में सक्षम होना था। वास्तव में, बेल्जियम के ब्रुसेल्स में एक सफल एस्केप रूम के संपर्क में रहने के बाद, हमने पाया कि एस्केप गेम न केवल अधिक से अधिक प्रसिद्ध हैं, बल्कि यह कि उनमें अक्सर अन्तरक्रियाशीलता की कमी होती है और ग्राहक शिकायत करते हैं कि वे पर्याप्त नहीं हैं। खेल।

इसलिए हमने एक रोबोट के विचार के साथ आने की कोशिश की जो खिलाड़ियों को वास्तव में खेल का हिस्सा बनने के लिए आमंत्रित करते हुए दी गई आवश्यकताओं को पूरा करेगा।

रोबोट में क्या होता है इसका सारांश यहां दिया गया है:

- गैर-स्वायत्त भाग: एक रिमोट कंट्रोलर एक रिसीवर के माध्यम से Arduino से जुड़ा होता है। खिलाड़ी रिमोट को नियंत्रित करते हैं और इसलिए Arduino को नियंत्रित करते हैं जो मोटर्स को नियंत्रित करता है। खेल शुरू होने से पहले Arduino चालू हो जाता है, लेकिन यह मुख्य कार्य में प्रवेश करता है जब खिलाड़ी रिमोट कंट्रोलर पर एक पहेली को हल करते हैं। एक IR वायरलेस कैमरा पहले से ही चालू है (स्विच ऑन/ऑफ चालू होने पर "संपूर्ण" (Arduino द्वारा नियंत्रित) के रूप में उसी समय चालू होता है)। खिलाड़ी रिमोट कंट्रोलर के साथ कार का मार्गदर्शन करते हैं: वे गति और दिशा को नियंत्रित करते हैं (cfr। चरण 5: फ़्लोचार्ट)। जब मुख्य कार्य दर्ज होने पर शुरू होने वाला टाइमर 30 मिनट के बराबर होता है, तो नियंत्रक से नियंत्रण अक्षम हो जाता है।

- स्वायत्त भाग: नियंत्रण तब Arduino द्वारा प्रबंधित किया जाता है। 30 मिनट के बाद, IR लाइन ट्रैकर सेंसर पारकोर्स को खत्म करने के लिए जमीन पर एक लाइन का अनुसरण करना शुरू कर देता है।

चरण 2: सामग्री और उपकरण

सामग्री

इलेक्ट्रॉनिक पुर्ज़े

• माइक्रोकंट्रोलर:

  • अरुडिनो यूएनओ
  • Arduino मोटर शील्ड - रीचेल्ट - 22.52€

• सेंसर:

  आईआर लाइन ट्रैकर - मैक हॉबी - 16.54€

• बैटरी:

  6x 1.5V बैटरी

• अन्य:

  • protoboard
  • वायरलेस कैमरा (रिसीवर) - बैंगगूड - 21.63€
  • रिमोट कंट्रोलर (ट्रांसमीटर + रिसीवर) - अमेज़न - 36.99€
  • चार्जिंग डॉक (क्यूई रिसीवर) - रीचेल्ट - 22.33€ (इस्तेमाल नहीं किया गया - सीएफआर। चरण 7: निष्कर्ष)
  • एलईडी - अमेज़न - 23.60€

यांत्रिक भाग

• DIY कार चेसिस किट - अमेज़न - 14.99€

  • उपयोग किया गया:

    • 1x स्विच
    • 1x कैस्टर व्हील
    • 2x पहिए
    • 2x डीसी मोटर
    • 1x बैटरी धारक

  • उपयोग नहीं किया:

    • 1x कार चेसिस
    • 4x M3 * 30 स्क्रू
    • 4x L12 स्पेसर
    • 4x फास्टनरों
    • 8x M3 * 6 स्क्रू
    • M3 अखरोट
• चुंबक - अमेज़न - 9.99€

• बोल्ट, नट, स्क्रू

  • एम2*20
  • एम3*12
  • एम4*40
  • एम12*30
  • सभी संबंधित नट

• 3 डी प्रिंटेड टुकड़े:

  • 5x स्प्रिंग्स
  • 2x मोटर निर्धारण
  • 1x एल-आकार लाइन ट्रैकर निर्धारण

• लेजर कट टुकड़े:

  • 2x गोल फ्लैट प्लेट
  • 5x आयत छोटी सपाट प्लेट

साधन

• मशीनें:

  • थ्री डी प्रिण्टर
  • लेजर कटर
• पेंचकस
• हाथ ड्रिलर
• नींबू
• इलेक्ट्रॉनिक्स सोल्डर

चरण 3: (लेजर) कटिंग और (3 डी) प्रिंटिंग

हमने अपने कुछ घटकों को प्राप्त करने के लिए लेजर कटिंग और 3 डी प्रिंटिंग तकनीक दोनों का उपयोग किया। आप सभी सीएडी फाइलों को नीचे दी गई फाइल में पा सकते हैं।

लेजर कटर

रोबोट के दो मुख्य निर्धारण टुकड़े लेजर कट थे: (सामग्री = 4 मिमी का एमडीएफ कार्डबोर्ड)

- रोबोट का आधार (या चेसिस) बनाने के लिए 2 गोल फ्लैट डिस्क

- यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को समायोजित करने के लिए दो डिस्क पर कई छेद

- दो चेसिस प्लेटों के बीच स्प्रिंग्स को ठीक करने के लिए 5 आयताकार छोटी प्लेटें

3डी प्रिंटर (अल्टीमेकर्स और प्रूसा)

रोबोट के विभिन्न तत्वों को एक ही समय में प्रतिरोध और लचीलापन देने के लिए 3डी प्रिंट किया गया था: (सामग्री = पीएलए) - 5 स्प्रिंग्स: ध्यान दें कि स्प्रिंग्स ब्लॉक के रूप में मुद्रित होते हैं, ताकि उन्हें देने के लिए फाइल करना आवश्यक हो उन्हें उनके 'वसंत' आकार!

- मोटरों को ठीक करने के लिए 2 आयताकार खोखले भाग

- लाइन ट्रैकर को समायोजित करने के लिए एल-आकार का टुकड़ा

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स को असेंबल करना

जैसा कि आप इलेक्ट्रॉनिक स्केच पर देख सकते हैं, Arduino इलेक्ट्रॉनिक भाग का केंद्रीय टुकड़ा अपेक्षित है।

Connexion Arduino - लाइन ट्रैकर:(cfr। संबंधित अनुयायी स्केच)

Connexion Arduino - Motors:(cfr। संबंधित सामान्य स्केच - बाएं)

Connexion Arduino - रिमोट कंट्रोल रिसीवर:(cfr। संबंधित सामान्य स्केच - अप)

कनेक्शन Arduino - LED:(cfr। संबंधित सामान्य स्केच - बाएं)

5V और GND पोर्ट की संख्या बढ़ाने और सभी कनेक्शनों को सुविधाजनक बनाने के लिए एक प्रोटोबार्ड का उपयोग किया जाता है।

यह कदम सबसे आसान नहीं है, क्योंकि इसे ऊपर दी गई आवश्यकताओं (स्वायत्तता, उपयोगकर्ता के अनुकूल, मजबूती, सुरक्षा) को पूरा करने की आवश्यकता है, और चूंकि इलेक्ट्रिक सर्किट को विशेष ध्यान और सावधानी की आवश्यकता है।

चरण 5: कोडिंग

कोडिंग भाग Arduino, मोटर्स, रिमोट कंट्रोलर, लाइन ट्रैकर और LED से संबंधित है।

आप कोड पर पा सकते हैं:

1. चर की घोषणा:

• आरसी रिसीवर द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिन की घोषणा
• डीसी मोटर्स द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिन की घोषणा
• एल ई डी द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिन की घोषणा
• फ़ंक्शन 'पहेली' द्वारा उपयोग किए जाने वाले चर की घोषणा
• आईआर सेंसर द्वारा उपयोग किए जाने वाले पिन की घोषणा
• आईआर डेक द्वारा उपयोग किए जाने वाले चरों की घोषणा

2. इनिशियलाइज़ेशन फंक्शन: अलग-अलग पिन और LED को इनिशियलाइज़ करें

फ़ंक्शन 'सेटअप ()'

3. मोटर्स के लिए कार्य:

• फंक्शन 'टर्न_लेफ्ट ()'
• फ़ंक्शन 'टर्न_राइट ()'
• समारोह 'कैलीरोबोट ()'

4. फ़ंक्शन लाइन ट्रैकर: रोबोट के अर्ध-स्वायत्त व्यवहार के दौरान पिछले 'कैलीरोबोट ()' फ़ंक्शन का उपयोग करता है

समारोह 'अनुयायी ()'

5. रिमोट कंट्रोलर (पहेली) के लिए कार्य: खिलाड़ियों को प्रस्तुत पहेली का सही समाधान शामिल है

समारोह 'पहेली ()'

6. मेन लूप फंक्शन: खिलाड़ियों को पहेली का हल मिल जाने के बाद कार को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है, टाइमर शुरू करता है, और टाइमर के 30 मिनट से ऊपर जाने पर इनपुट को डिजिटल (रिमोट नियंत्रित) से डिजिटल (ऑटोनॉमस) में बदल देता है।

फंक्शन 'लूप ()'

कोड की मुख्य प्रक्रिया को ऊपर फ़्लोचार्ट में समझाया गया है, जिसमें प्रमुख कार्यों पर प्रकाश डाला गया है।

आप इस परियोजना के लिए संपूर्ण कोड फ़ाइल.ino संलग्न में भी पा सकते हैं, जिसे विकास इंटरफ़ेस Arduino IDE का उपयोग करके लिखा गया था।

चरण 6: कोडांतरण

एक बार जब हमारे पास सभी घटक लेजर कट, 3 डी प्रिंटेड और तैयार हो जाते हैं: हम पूरी चीज को इकट्ठा कर सकते हैं!

सबसे पहले, हम उनके लेजर कट आयत प्लेटों पर स्प्रिंग्स के अंदर छेद के व्यास के बराबर व्यास के बोल्ट के साथ 3 डी प्रिंटेड स्प्रिंग्स को ठीक करते हैं।

एक बार जब 5 स्प्रिंग अपनी छोटी प्लेटों पर तय हो जाते हैं, तो हम बाद वाले को निचली चेसिस प्लेट पर छोटे बोल्ट के साथ ठीक कर सकते हैं।

दूसरा, हम छोटे बोल्ट के साथ निचली चेसिस प्लेट के नीचे मोटरों को 3डी प्रिंटेड मोटर फिक्सेशन में ठीक कर सकते हैं।

एक बार वे तय हो जाने के बाद, हम निचले चेसिस प्लेट के छेद के अंदर मोटरों पर 2 पहियों को ठीक कर सकते हैं।

तीसरा, हम कैस्टर व्हील को निचले चेसिस प्लेट के नीचे भी ठीक कर सकते हैं, छोटे बोल्ट जैसे कि निचली चेसिस प्लेट क्षैतिज है

अब हम अन्य सभी घटकों को ठीक कर सकते हैं

• निचली चेसिस प्लेट:

  • नीचे:

    • लाइन ट्रैकर
    • एलईडी

  • ऊपर:

    • रिमोट कंट्रोलर रिसीवर
    • Arduino और मोटर शील्ड
    • एलईडी

• ऊपरी चेसिस प्लेट:

  • नीचे:

    कैमरा

  • ऊपर:

    • बैटरियों
    • चालु / बंद स्विच

अंत में, हम दो चेसिस प्लेटों को एक साथ इकट्ठा कर सकते हैं।

नोट: सभी घटकों को एक साथ जोड़ते समय सावधान रहें! हमारे मामले में, दो चेसिस प्लेटों को असेंबल करते समय स्प्रिंग्स के लिए छोटी प्लेटों में से एक क्षतिग्रस्त हो गई, क्योंकि यह बहुत पतली थी। हमने फिर से एक बड़ी चौड़ाई के साथ शुरुआत की। लेज़र कट (साथ ही 3D प्रिंटर) का उपयोग करते समय मजबूत सामग्री का उपयोग करना सुनिश्चित करें, और आयामों को सत्यापित करें ताकि आपके टुकड़े बहुत पतले या बहुत नाजुक न हों।

चरण 7: निष्कर्ष

एक बार जब सभी घटकों को इकट्ठा कर लिया जाता है (सुनिश्चित करें कि सभी घटक अच्छी तरह से तय हैं और गिरने का जोखिम नहीं है), एक स्क्रीन से जुड़े कैमरे का रिसीवर (यानी टीवी स्क्रीन), और बैटरी (6x 1.5V) को चालू किया जाता है बैटरी धारक, आप पूरी चीज़ का परीक्षण करने के लिए तैयार हैं!

हमने बैटरियों (6x 1.5V) को पोर्टेबल बैटरी से बदलकर परियोजना को एक कदम आगे ले जाने की कोशिश की है:

• चार्जिंग डॉक का निर्माण (लेजर कट चार्जिंग स्टेशन में फिक्स वायरलेस चार्जर (फोटो देखें));
• पोर्टेबल बैटरी पर एक रिसीवर (क्यूई रिसीवर) जोड़ना (फोटो देखें);
• Arduino पर एक फंक्शन लिखना रोबोट को चार्जिंग डॉक तक पहुंचने और बैटरी को रिचार्ज करने के लिए विपरीत दिशा में जमीन पर लाइन का पालन करने के लिए कहता है ताकि पूरा रोबोट अगले गेम सत्र के लिए स्वायत्त रूप से तैयार हो।

चूंकि हमें परियोजना की समय सीमा से ठीक पहले बैटरी को पोर्टेबल बैटरी से बदलने में समस्या का सामना करना पड़ा (अनुस्मारक: इस परियोजना की निगरानी यूएलबी/वीयूबी के हमारे प्रोफेसरों द्वारा की गई थी, इसलिए हमारे पास सम्मान करने की समय सीमा थी), हम अंतिम रूप से परीक्षण करने में असमर्थ थे रोबोट। फिर भी आप यहां कंप्यूटर (USB कनेक्शन) से संचालित और रिमोट कंट्रोलर द्वारा नियंत्रित रोबोट का एक वीडियो पा सकते हैं।

फिर भी, हम उन सभी अतिरिक्त मूल्यों तक पहुंचने में सक्षम थे जिन्हें हम लक्षित कर रहे थे: - मजबूती- गोल आकार- टर्न-ऑन पहेली- नियंत्रण का स्विच (रिमोट -> स्वायत्त) यदि इस परियोजना ने आपका ध्यान और आपकी जिज्ञासा बरकरार रखी है, तो हम बहुत हैं यह देखने के लिए उत्सुक हैं कि आपने क्या किया, यह देखने के लिए कि क्या आपने कुछ कदम हमसे अलग किए हैं, और यह देखते हुए कि क्या आप स्वायत्त चार्जिंग प्रक्रिया में सफल हुए हैं!

हमें यह बताने में संकोच न करें कि आप इस परियोजना के बारे में क्या सोचते हैं!