भूलभुलैया धावक रोबोट बनाएं: 3 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

भूलभुलैया सुलझाने वाले रोबोट 1970 के दशक से उत्पन्न हुए हैं। तब से, IEEE माइक्रो माउस प्रतियोगिता नामक भूलभुलैया समाधान प्रतियोगिता आयोजित कर रहा है। प्रतियोगिता का उद्देश्य एक ऐसे रोबोट को डिजाइन करना है जो जितनी जल्दी हो सके भूलभुलैया के मध्य बिंदु को ढूंढ सके। भूलभुलैया को जल्दी से हल करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम आमतौर पर तीन श्रेणियों में आते हैं; यादृच्छिक खोज, भूलभुलैया मानचित्रण, और दाएँ या बाएँ दीवार निम्नलिखित तरीकों से।

इन विधियों में सबसे कार्यात्मक दीवार निम्नलिखित विधि है। इस पद्धति में, रोबोट भूलभुलैया में दाईं या बाईं ओर की दीवार का अनुसरण करता है। यदि निकास बिंदु भूलभुलैया की बाहरी दीवारों से जुड़ा है, तो रोबोट बाहर निकल जाएगा। यह ऐप नोट निम्नलिखित विधि का उपयोग करता है।

हार्डवेयर

यह एप्लिकेशन उपयोग करता है:

• 2 तीव्र एनालॉग दूरी सेंसर
• ट्रैकर सेंसर
• एनकोडर
• मोटर्स और मोटर चालक
• सिलेगो ग्रीनपैक SLG46531V
• वोल्टेज नियामक, रोबोट चेसिस।

हम सही और सामने की दीवारों की दूरी निर्धारित करने के लिए एनालॉग दूरी सेंसर का उपयोग करेंगे। तीव्र दूरी सेंसर कई परियोजनाओं के लिए एक लोकप्रिय विकल्प हैं जिनके लिए सटीक दूरी माप की आवश्यकता होती है। यह IR सेंसर सोनार रेंजफाइंडर की तुलना में अधिक किफायती है, फिर भी यह अन्य IR विकल्पों की तुलना में बहुत बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है। सेंसर के आउटपुट वोल्टेज और मापी गई दूरी के बीच एक गैर-रेखीय, उलटा संबंध है। सेंसर आउटपुट और मापी गई दूरी के बीच संबंध दिखाने वाला प्लॉट चित्र 1 में दिखाया गया है।

एक काले रंग की जमीन के खिलाफ एक सफेद रेखा लक्ष्य के रूप में निर्धारित की जाती है। हम सफेद रेखा का पता लगाने के लिए ट्रैकर सेंसर का उपयोग करेंगे। ट्रैकर सेंसर में पांच एनालॉग आउटपुट होते हैं, और आउटपुट डेटा पता लगाए गए ऑब्जेक्ट की दूरी और रंग से प्रभावित होता है। उच्च इन्फ्रारेड परावर्तन (सफेद) के साथ पाए गए बिंदु उच्च आउटपुट मान का कारण बनेंगे, और कम इन्फ्रारेड परावर्तन (काला) कम आउटपुट मान का कारण बनेंगे।

रोबोट द्वारा यात्रा की जाने वाली दूरी की गणना करने के लिए हम पोलोलू व्हील एन्कोडर का उपयोग करेंगे। यह क्वाडरेचर एन्कोडर बोर्ड पोलोलू माइक्रो मेटल गियरमोटर्स के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पोलोलू 42×19 मिमी व्हील के हब के अंदर दो इन्फ्रारेड परावर्तन सेंसर धारण करके और पहिया के रिम के साथ बारह दांतों की गति को मापने के द्वारा कार्य करता है।

मोटरों को नियंत्रित करने के लिए एक मोटर चालक सर्किट बोर्ड (L298N) का उपयोग किया जाता है। INx पिन का उपयोग मोटर्स को निर्देशित करने के लिए किया जाता है, और ENx पिन का उपयोग मोटर्स की गति निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

साथ ही, बैटरी से वोल्टेज को 5V तक कम करने के लिए एक वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग किया जाता है।

चरण 1: एल्गोरिथम विवरण

यह निर्देशयोग्य निम्नलिखित विधि में सही दीवार को शामिल करता है। यह सबसे सही संभव दिशा को प्राथमिकता देकर दिशा प्राथमिकता को व्यवस्थित करने पर आधारित है। यदि रोबोट दाईं ओर की दीवार का पता नहीं लगा सकता है, तो वह दाईं ओर मुड़ जाता है। यदि रोबोट सही दीवार का पता लगाता है और सामने कोई दीवार नहीं है, तो वह आगे बढ़ता है। यदि रोबोट के दायीं ओर और सामने दीवार है, तो वह बाईं ओर मुड़ जाती है।

एक महत्वपूर्ण नोट यह है कि रोबोट के दाईं ओर मुड़ने के बाद संदर्भ के लिए कोई दीवार नहीं है। इसलिए "दाएं मुड़ना" तीन चरणों में पूरा किया जाता है। आगे बढ़ो, दाएं मुड़ो, आगे बढ़ो।

इसके अलावा रोबोट को आगे बढ़ते समय दीवार से अपनी दूरी बनाकर रखनी चाहिए। यह एक मोटर को दूसरे की तुलना में तेज या धीमी गति से समायोजित करके किया जा सकता है। प्रवाह चार्ट की अंतिम स्थिति चित्र 10 में दिखाई गई है।

एक भूलभुलैया धावक रोबोट को एक ग्रीनपैक विन्यास योग्य मिश्रित सिग्नल आईसी (सीएमआईसी) के साथ बहुत आसानी से कार्यान्वित किया जा सकता है। आप यह समझने के लिए सभी चरणों से गुजर सकते हैं कि कैसे ग्रीनपैक चिप को भूलभुलैया रनर रोबोट को नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राम किया गया है। हालाँकि, यदि आप सभी आंतरिक सर्किटरी को समझे बिना आसानी से भूलभुलैया धावक रोबोट बनाना चाहते हैं, तो पहले से पूर्ण भूलभुलैया धावक रोबोट ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल देखने के लिए ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करें। अपने भूलभुलैया रनर रोबोट को नियंत्रित करने के लिए कस्टम आईसी बनाने के लिए अपने कंप्यूटर को ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट और हिट प्रोग्राम में प्लग करें। अगला चरण उस तर्क पर चर्चा करेगा जो उन लोगों के लिए भूलभुलैया धावक रोबोट ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल के अंदर है जो यह समझने में रुचि रखते हैं कि सर्किट कैसे काम करता है।

चरण 2: ग्रीनपैक डिजाइन

ग्रीनपैक डिजाइन में दो भाग होते हैं। य़े हैं:

• दूरी सेंसर से डेटा की व्याख्या/प्रसंस्करण
• एएसएम राज्य और मोटर आउटपुट

दूरी सेंसर से डेटा की व्याख्या/प्रसंस्करण

दूरी सेंसर से डेटा की व्याख्या करना महत्वपूर्ण है। दूरी सेंसर आउटपुट के अनुसार रोबोट की गतिविधियों पर विचार-विमर्श किया जाता है। चूंकि दूरी सेंसर एनालॉग हैं, हम एसीएमपी का उपयोग करेंगे। दीवार के सापेक्ष रोबोट की स्थिति पूर्व निर्धारित थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ सेंसर के वोल्टेज की तुलना करके निर्धारित की जाती है।

हम 3 एसीएमपी का उपयोग करेंगे;

• सामने की दीवार का पता लगाने के लिए (ACMP2)
• सही दीवार का पता लगाने के लिए (ACMP0)
• दाहिनी दीवार की दूरी की रक्षा के लिए (ACMP1)

चूंकि ACMP0 और ACMP1 समान दूरी के सेंसर पर निर्भर करते हैं, इसलिए हमने दोनों तुलनित्रों के लिए समान IN+ स्रोत का उपयोग किया। ACMP1 25mv हिस्टैरिसीस देकर लगातार सिग्नल परिवर्तन को रोका जा सकता है।

हम एसीएमपी के आउटपुट के आधार पर दिशा संकेतों को निर्धारित कर सकते हैं। चित्र 12 में दिखाया गया सर्किट चित्र 7 में उल्लिखित प्रवाह आरेख को दर्शाता है।

उसी तरह, सर्किट जो सही दीवार के सापेक्ष रोबोट की स्थिति को इंगित करता है, चित्र 13 में दिखाया गया है।

एएसएम राज्य और मोटर आउटपुट

यह एप्लिकेशन रोबोट को नियंत्रित करने के लिए एसिंक्रोनस स्टेट मशीन या एएसएम का उपयोग करता है। ASM में 8 राज्य हैं, और प्रत्येक राज्य में 8 आउटपुट हैं। इन आउटपुट को एडजस्ट करने के लिए आउटपुट रैम का इस्तेमाल किया जा सकता है। राज्य नीचे सूचीबद्ध हैं:

• शुरू
• नियंत्रण
• दाहिनी दीवार से दूर हटो
• दाहिनी दीवार के पास
• बांए मुड़िए
• आगे बढ़ें-1
• दांए मुड़िए
• आगे बढ़ें-2

ये राज्य मोटर चालक को आउटपुट निर्धारित करते हैं और रोबोट को निर्देशित करते हैं। प्रत्येक मोटर के लिए ग्रीनपाक से 3 आउटपुट हैं। दो मोटर की दिशा निर्धारित करते हैं, और दूसरा आउटपुट मोटर की गति निर्धारित करता है। इन आउटपुट के अनुसार मोटर गति को निम्न तालिकाओं में दिखाया गया है:

एएसएम आउटपुट रैम इन तालिकाओं से प्राप्त होता है। यह चित्र 14 में दिखाया गया है। मोटर चालकों के अलावा दो और आउटपुट हैं। रोबोट को एक निश्चित दूरी की यात्रा करने की अनुमति देने के लिए ये आउटपुट संबंधित देरी ब्लॉक में जाते हैं। इन विलंब ब्लॉकों के आउटपुट एएसएम इनपुट से भी जुड़े हुए हैं।

PWM का उपयोग मोटर्स की गति को समायोजित करने के लिए किया गया था। एएसएम का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया गया था कि मोटर किस पीडब्लूएम पर चलेगी। PWMA-S और PWMB-S सिग्नल mux सेलेक्ट बिट्स पर सेट हैं।

चरण 3:

इस प्रोजेक्ट में, हमने एक भूलभुलैया सुलझाने वाला रोबोट बनाया है। हमने कई सेंसर से डेटा की व्याख्या की, ग्रीनपाक के एएसएम के साथ रोबोट की स्थिति को नियंत्रित किया, और मोटर चालक के साथ मोटर चलाए। आम तौर पर, ऐसी परियोजनाओं में माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग किया जाता है, लेकिन एमसीयू पर ग्रीनपैक के कुछ फायदे हैं: यह छोटा, अधिक किफायती है, और एमसीयू की तुलना में सेंसर आउटपुट को तेजी से संसाधित कर सकता है।