Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".

Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Аппаратура самодельная - показываем, обсуждаем, восхищаемся

Создание робота (комнатный робот своими руками в домашних условиях) с управлением на микроконтроллере

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Шасси робота

Конструкция робота трёхколёсная, два ведущих (диаметр 97мм) одно с поворотом на 360 градусов вокруг вертикальной оси (куплено в Лерой Мэрлине некое мебельное колесо диаметром 60мм).
Само шасси запилено из куска листового дюраля Д16Т толщиной 2мм.
В качестве движителей применены переделанные на постоянное вращение сервы HK15138 (удалены переменные резисторы, спилены стопоры) на сервы изготовлены колёса из крышек для закатки банок (по 2 крышки на колесо спаяны в 5 точках), покрышка колеса выполнена из силиконового нейтрального герметика отверждающегося влагой воздуха.

Базовые функции робота

1) Робот должен "уметь" самостоятельно, без вмешательства оператора двигаться по дому - комнате, комнатам (обходить препятствия, в том числе динамические (движущиеся в виде котэ или человека)).

2) Робот должен самостоятельно оценивать конфигурацию своего железа и действовать исходя из данной оценки.

3) Робот должен "бояться" быть "убитым" человеком или домашним животным (стараться сохранить свою целостность и способность к перемещению).

4) Робот должен сам находить свою "миску с жракой" и "питаться" самостоятельно, без команд из вне.

Датчики робота

A) Осязание.
Датчик прикосновения "наружей" робота к чему бы то нибыло, изготовлен из трх аналоговых датчиков холла (SS49E) расположенных в вершинах равностороннего треугольника, посередине будет подвешен на очень гибких опорах магнит механически соединёный с рамкой которая будет вокруг шасси.
Ожидаемые данные: 3 значения показывающие отклонение наружней рамки от центра.

B) Переферическое зрение.
Система кругового обзора из двигателя от HDD вращающего зеркало установленное к горизонту под 45 градусов, в которое смотрит оптическая система заканчивающаяся фотодиодом BPW34 и усилителем тока на ОУ.
Ожидаемые данные: 72 значения яркости (5 градусов угол раскрыва оптической системы) в видимом диапазоне, энтакое кольцо "зрения" вокруг робота поделенное на 72 сегмента.

C) Акселерометр на MMA7260.
Ожидаемые данные: значение угла наклона шасси, значения ускорения шасси в пространстве (например, при пинке).

D) Датчик деформации шасси.
Вероятно тоже выполню на датчиках холла, хотя может и на пьезоэлементе (тензорезисторы дорогие и муторные).
Ожидаемые данные: значение отображающее изгибы шасси (например, при наступании на робота, его пригрежении дополнительным весом).

E) Датчик потреблемого тока для каждого двигателя.

F) Датчик вращения для каждого из ведущих колёс.

G) Допплеровский радар (на простейшем датчике из 1 транзистора и ОУ), для зондирования помещения на предмет наличия движущихся объектов и ориентировочной оценки их скорости.

H) Бинокулярное центральное зрение.
На оптических сенсорах от мышки. Сенсоры будет установлены на 9g сервах для изменения точки схождения оптических центров.

I) Строенный акустический сонар слышимого человеком диапазона с возможностью работы в активном режиме (когда центральный звуковой излучатель создаёт звук, а микрофоны улавливая его отражения по фазе и задержке сигналов позволят определить расстояния).

Приложены файлы: f20470-0.jpg

Записано: 3640 дн 8 час 11 мин 57 сек назад (17.12.2014, 02:51:55)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

На сегодняшний день изготовлено (кроме рамы и движителя):

Основная плата с микроконтроллером ATmega64, к которой подключен цветной дисплей от Nokia6100, слот для SD карточек, на плате так же разведены импульсные понижающие преобразователи на 5 вольт, 3.3 вольта (для питания SD карты) и 1.9 вольта (для питания оптических сенсоров мышей), шины SPI "растянуты" мультиплексором на 4 стороны, что бы была возможность подключать чипы без входа CS или же с сложенным воедино DI и DO (некоторые оптические сенсоры его не имеют CS а некоторые только одну ногу SDIO).
ATmega затактирована кварцем 8МГц, что бы были точные интервалы, если таковые будут нужны.

Плата с датчиками холла для "осязания" робота (пункт A в списке датчиков).

Датчик смещения на аналоговых датчиках Холла (3 датчика Холла позволяют определить куда сместился магнит от центра)

Неодимовые магниты "таблеточного вида" у меня валялись, ранее я такие использовал в самодельных гальванометрах для отклонения лучей лазера, вот несколько из лстатка сюда пойдут, их диаметр 8 мм, толщина каждого магнита 2мм, три магнита идут в конструкцию как родненькие, проверил, смещение видно глазом вооруженным осциллографом по изменению напряжения на выходах датчиков. Остаётся только завести напряжения на АЦП, изогнуть рамку, которая будет "ограничивать" контур робота и "в добрый путь".

Робота делаю из завалящих и легкодоступных компонентов, по этому некоторые решения весьма бюджетные и компромиссные, например в питании стоят преобразователи MC34063 которые на сегодняшний день далеко не самые лучшие.
Вообще это конструкция "выходного дня", по этому скорейшего исполнения ожидать не приходится. Пока заготавливаю компоненты что бы заняться этой чепухой на новогодних праздниках (я не бухаю, телевизор смотреть не люблю, а ничего вообще не делать совсем скучно).

Приложены файлы: f20471-0.gif

Записано: 3640 дн 7 час 53 мин 41 сек назад (17.12.2014, 03:10:11)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Немного о концепте по пункту:
> 2) Робот должен самостоятельно оценивать конфигурацию своего железа и действовать исходя из данной оценки.

Так как в роботе будет не мало датчиков, то алгоритмам лишь останется создать динамику и откалибровать всё и вся.
То есть, например, покрутить колёсами и проверить, что они крутятся по датчикам тока, датчикам их вращения, доплеровскому радару и периферическому зрению, далее можно свести оптические оси основного, бинокулярного зрения на некой необычной по светимости точке пространства и немного изменив своё положение зафиксировать ту же точку, тем самым откалибровать систему основного зрения, при движении так же снять показания акселерометра, по доплеровскому радару зафиксировав движение снять данные с периферического и основного зрения, данные с сонара полагая что движущийся объект излучает звук, излучив звук и принять его... И так далее :)
А далее такое - определить что из имеющегося вообще есть, что и как работает, движется ли если движители активированы, видно ли если смотреть, слышно ли если слушать, если что то не соответствует тому, чему должно соответствовать согласно эталонным мат.моделям, например движение прямо не прямое и это фиксируется периферическим зрением или основным зрением (а мышиные датчики кроме картинок могут и перемещение по X,Y давать), то вносить коррективы пока прямое не станет прямым, установить коэффициенты доверия к датчикам, записать коэффициенты коррекции для датчиков ну и далее периодически уточнять эти коэффициенты "по ходу действия".

В общем имея "базовые" модельки заложенные в алгоритм пытаться привести имеющееся к "правильному" виду. Что-то вроде того, как человек корректирует своё движение ориентируясь на зрение, даже если одна нога короче другой и ноги он отсидел и ничего ими не чувствует, а может и вовсе вокруг темно, тогда он использует вестибулярный аппарат (в этой конструкции его роль выполняет акселерометр).

Записано: 3640 дн 7 час 35 мин 46 сек назад (17.12.2014, 03:28:06)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Пожалуй самое важное - робот собирается не для некой спец-цели, а для опытов с алгоритмами и железяками, этим объясняется обилие казалось бы не нужных, лишних датчиков.

В общем не стоит забывать что для меня программирование и конструирование всякой электроники это хобби, по этому не судите строго.

Записано: 3640 дн 5 час 44 мин 47 сек назад (17.12.2014, 05:19:05)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

При общении вне форума выяснилось, что Командир хотел задать страшный вопрос по теме, но что-то постремался...

Вопрос:
если "3) Робот должен "бояться" быть "убитым"" то не возникнет ли ситуация, когда он забьётся в угол и выключив всё будет там сидеть экономя электроэнергию?

Такая ситуация возможна, но она не сможет продолжаться постоянно, так как робот должен выполнять задачи в пунктах: 1) и 2), "вес" этих задач в сумме перевесит "вес" задачи 3 в состоянии когда вокруг нет адового движняка из сноющих пикселей на камере переферического зрения и на датчике доплера.
Даже если вокруг суета сует, то по мере разрядки аккумуляторов "вес" пункта 4 будет увеличиваться и в рамках общего "инстинкта сохранения работоспособности" станет выше чем "вес" пункта 3.

Записано: 3638 дн 12 час 23 мин 4 сек назад (18.12.2014, 22:40:48)

47 из Новосибирск - Новосибирская обл

Он ещё скулить должен) Типа ему страшно))

Записано: 3638 дн 4 час 44 мин 44 сек назад (19.12.2014, 06:19:08)

Сержант из Новосибирск - Новосибирская обл

Интересно узнать, в какой стадии находится проект, с какими трудностями пришлось столкнуться в ходе его реализации?

Записано: 2523 дн 18 час 55 мин 10 сек назад (06.01.2018, 16:08:42)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Увы, проект в долгом ящике по причине усиленной работы над другими проектами, среди которых:
- Выращивание существа полученного в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер приматов подобных изображенным на бортах космического аппарата «Пионер-10».
- Обучение существа, полученного указанным выше способом.
- Получение (в короткой перспективе) второго существа описанным выше способом для подтверждения теории о возможности создания такого вида существ и других гипотез.
- Доработка механизма для обработки резанием заготовок из металлов и других материалов в виде тел вращения.
- Приобретение, обучение управлению и доработки современного электрического транспортного средства использующего для движения и управления акселерометра и гироскопа.
- Сборка устройства позволяющего изготавливать детали методом FDM с механической схемой изобретённой в начале 1980-х господином Reymond Clavel.
- Произведение процедуры обмена банкнот на капитальное строение хозяйственного назначения.
- Теплоизоляция строения хозяйственного назначения.
Что-то ещё там в параллель делалось, возможно забыл что-то.

Записано: 2523 дн 4 час 0 мин 7 сек назад (07.01.2018, 07:03:45)

Бросить друзьям ссылку на тему:

Если это интересная тема, дайте людям на неё ссылку:

http://27kb.ru/zou.php?f=901&message=20470

О сайте
Правила сайта

Обратная связь Рекламодателям

Сотрудничество