Archiwa kategorii: Robotyka

Robot – część 1 – założenia

Do tej pory przerobiliśmy 9 lekcji, w których poznawaliśmy podstawy elektroniki. Umiemy już mierzyć multimetrem zarówno natężenie, jak i napięcie czy rezystancję. Znamy także najbardziej podstawowe i popularne podzespoły elektroniczne, bez których zbudowanie nawet najprostszego układu byłoby niemożliwe, m.in. rezystory, fotorezystory, diody i tranzystory. Teraz przejdziemy do budowy naszego pierwszego robota.

Zbudujemy robota typu line follower, czyli podążającego za linią.

  • Ważne jest, aby powierzchnia planszy po której będzie poruszał się robot była biała, gładka i płaska.
  • Zarówno plansza jak i linia powinny być na całej długości jednakowe (bez dodatkowych wzorków).
  • Szerokość czarnej linii powinna zawierać się pomiędzy 1,5 do 2,5 cm. Może być ona namalowana farbą, narysowana (np. flamastrem) lub naklejona taśmą.Musi być ciągła, a zakręty nie mogą być zbyt ostre.

Robot będzie wyposażony w:

  • źródło zasilania – tak jak w kursie, tak i w robocie wykorzystamy koszyk na 4 baterie LR03 (AAA) 1,5V, dający łączne napięcie ok. 6V
  • włącznik
  • diody oświetlające trasę
  • fotorezystory, które na zmianę odbicia światła od toru reagują zmianą swojej rezystancji
  • układ sterujący, czyli 4 tranzystory
  • napęd, czyli dwa silniki DC z przekładnią
  • pomarańczowe diody sygnalizujące pracę silnika

Zasada działania robota jest następująca:

  • białe diody LED pełnią funkcję reflektorów oświetlających tor, po którym będzie poruszał się robot;
  • kolor biały i czarny inaczej odbijają światło „reflektorów”, a ta subtelna różnica będzie wychwytywana przez fotorezystory, które będą reagować zmianą swojej rezystancji;
  • zmiana rezystancji fotorezystorów będzie sygnałem dla tranzystorów, które w zależności od prądu podanego na bazę będą się włączać lub wyłączać;
  • od włączenia lub wyłączenia tranzystora zależeć będzie działanie silników naszego robota:
  • jeśli robot będzie jechał po linii prostej będą pracować oba silniki;
  • jeśli linia trasy będzie skręcać w prawo – prawy silnik się wyłączy, natomiast lewy będzie pracował obracając lewym kołem;
  • jeśli linia trasy będzie skręcać w lewo – lewy silnik się wyłączy, natomiast prawy będzie pracował obracając prawym kołem.
Ryc

Ryc. 1 Robot podążający za linią, tzw. line follower.

Mój tor testowy stworzyłam naklejając czarną taśmę izolacyjną na kafelki. Mimo ciemnych fug robot zupełnie je ignoruje i porusza się po wyznaczonym torze – średnica fugi jest zbyt mała żeby robot na nią zareagował.

Zobaczcie jak robot radzi sobie na torze:

Gotowy zestaw do budowy naszego pierwszego robota przygotował internetowy sklep elektroniczny CELTOR. W tym miejscu piszę więcej o tym zestawie, natomiast tutaj znajdziecie bezpośredni link do sklepu.

Zawody robotów – konkurencje

1. Line follower – robot ma za zadanie jak najszybciej samodzielnie przejechać po torze, którym jest czarna taśma na białym podłożu (lub odwrotnie biała taśma na czarnym); :

  • standard – brak przeszkód na torze; rozmiar robota to max 30 x 20 x 40cm, waga bez ograniczeń
  • enhanced – przeszkody na torze, np. tunele, cegł, itp.;
  • light – roboty nie mogą posiadać turbiny;
  • lego – konstrukcja robota oparta na jednostce centralnej zestawu LEGO Mindstorm; rozmiar robota to max 30 x 20 x 40cm, waga bez ograniczeń
Ryc

Ryc. 1 Robot typu line follower na białej planszy z czarną linią toru. (Źródło: http://mariuszwisniewski.net/copernicus-robots-tournament/)

2. Sumo - dwa roboty próbują zepchnąć się nawzajem z ringu (dohyo); podczas walki nie można sterować robotem (poza włączeniem i wyłączeniem):

  • nanosumo – wielkość robota nie może przekroczyć 2,5 x 2,5 x 2,5cm, waga do 25g; ring ma średnicę 19,25cm;
  • microsumo – wielkość robota nie może przekroczyć 5 x 5 x 5cm, waga do 100g; ring ma średnicę 38,5cm;
  • minisumo – wielkość robota nie może przekroczyć 10 x 10cm (wysokość bez ograniczeń), waga do 500g; ring ma średnicę 77cm;
  • standardsumo – wielkość robota nie może przekroczyć 20 x 20cm (wysokość bez ograniczeń), waga do 3kg; ring ma średnicę 149cm;
  • legosumo – wielkość robota nie może przekroczyć 30 x 30cm (wysokość bez ograniczeń), waga do 1,5kg; budowa w oparciu o jednostkę centralną z zestawu LEGO Mindstorms; ring ma średnicę 154cm.
Ryc

Ryc. 2 Dwa roboty typu minisumo na ringu. (Żródło: http://mariuszwisniewski.net/copernicus-robots-tournament/)

3. Micromouse – robot porusza się w labiryncie, jego zadaniem jest jak najszybsze odnalezienie jego środka/pola mety.

Ryc

Ryc. 3 Robot typu micromouse w labiryncie. (Źródło: http://www.dominikdeak.com/index.php?page=micro-mouse-project)

4. Freestyle – dowolność w budowie robota; wygrywa ten który zdobędzie największą liczbę głosów publiczności i/lub jury.

Ryc

Ryc. 4 Robot startujący w konkurencji freestyle. (Źródło: http://mariuszwisniewski.net/copernicus-robots-tournament/)