Wallace Autonomous Robot - Ntu 4 - Ntxiv IR Distance thiab "Amp" Sensors: 6 Cov Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:28

Nyob zoo, hnub no peb pib theem tom ntej ntawm kev txhim kho Wallace lub peev xwm. Tshwj xeeb, peb tab tom sim txhim kho nws lub peev xwm txhawm rau txheeb xyuas thiab zam dhau qhov teeb meem uas siv lub ntsuas hluav taws xob nrug deb deb, thiab tseem ua kom zoo dua ntawm Roboclaw lub cev tswj hwm lub peev xwm los tshuaj xyuas tam sim no thiab tig qhov ntawd mus rau hauv lub virtual (software) "sensor". Thaum kawg, peb yuav tshuaj xyuas seb yuav mus li cas yam tsis muaj SLAM (qhov chaw nyob ua ke thiab daim duab qhia chaw) (rau tam sim no), txij li tus neeg hlau tseem tsis tau muaj IMU (chav ntsuas ntsuas inertia) lossis ToF (lub sijhawm ya davhlau).

Los ntawm kev taw qhia, thaum pib nws tsuas yog ob lub hom phiaj tseem ceeb:

1. zam cov nyom
2. lees paub thaum nws tau nyam qhov chaw thiab tsis muaj kev nce qib. ("kev vam meej" txhais tau hais tias nws tau txav mus rau tom ntej qhov kev ncua deb)
3. lub hom phiaj thib 3 tuaj yeem yog rau nws los sim ua nws tus kheej sib npaug rau ntawm phab ntsa.

Txoj haujlwm no tau pib nrog cov khoom siv neeg hlau thiab tau txais kev txav mus los yooj yim los ua haujlwm siv cov keyboard thiab ssh txuas.

Theem thib ob yog txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau ntxiv rau ntau lub ntsuas.

Hauv Cov Lus Qhia yav dhau los, peb tau ntxiv ob peb HCSR04 lub suab ntsuas thiab cov neeg hlau tam sim no tuaj yeem zam qhov teeb meem thaum nws txav mus ncig chav tsev.

Thaum nws ua tau zoo hauv chav ua noj thiab txoj kev hauv tsev nrog qhov zoo, cov tiaj tiaj, nws yog qhov muag tsis pom thaum mus txog chav noj mov. Nws tsis tuaj yeem "pom" lub rooj thiab lub rooj zaum.

Ib qho kev txhim kho tuaj yeem ua kom taug qab ntawm lub cev muaj zog-tam sim no, thiab yog tias qhov txiaj ntsig dhia, ces tus neeg hlau yuav tsum tau tsoo qee yam. Nws yog qhov zoo "phiaj xwm B" lossis txawm tias C. Tab sis qhov ntawd tsis tshua pab nws taug kev ncig thaj chaw noj mov.

(Hloov tshiab: qhov tseeb, rau tam sim no, kev tshuaj xyuas tam sim no yog phiaj xwm A thaum thim rov qab raws li kuv tau tshem tawm ib ntus thiab cov cim ntawm sab nraub qaum).

Cov vis dis aus rau ntu no yog ntu kawg ntawm cov teeb meem-zam kev zam.

Qhov koj pom hauv daim vis dis aus yog rau rau pem hauv ntej HCSR04 lub suab ntsuas lub suab, thiab ob lub Ntse IR sensors. IR sensors tsis tau los ua si ntau hauv cov vis dis aus. Lawv lub zog 'feem ntau yog thaum tus neeg hlau pom nws tus kheej hauv thaj chaw noj mov ntsib lub rooj thiab lub rooj zaum.

Ntxiv nrog rau cov ntsuas ntsuas, qhov ntsuas tam sim no tau dhau los ua qhov tshwj xeeb thaum thim rov qab, yog tias nws cuam tshuam rau qee yam.

Thaum kawg, nws siv keeb kwm ntawm 100 qhov kev txav kawg, thiab qee qhov kev tshuaj xyuas yooj yim los teb ib lo lus nug:

"Puas tau muaj qhov kev vam meej mus tom ntej tiag tiag (lossis nws puas nyob hauv qee qhov kev ua las voos dua)?"

Yog li hauv kab yeeb yaj kiab thaum koj pom rov qab-rov qab rov ua dua, tom qab ntawd nws tig, nws txhais tau tias nws tau lees paub tus qauv rov qab-thim rov qab, yog li sim ua lwm yam.

Lub hom phiaj tsuas yog tsim los ntawm cov software no yog sim ua kom muaj kev vam meej mus tom ntej, thiab ua kom tsis txhob muaj teeb meem.

Kauj Ruam 1: Ntxiv Kev Pabcuam Circuitry (MCP3008)

Ua ntej peb tuaj yeem ntxiv IR lub ntsuas hluav taws xob, peb yuav xav tau cov txheej txheem sib txuas ntawm lawv thiab Raspberry Pi.

Peb yuav ntxiv MCP3008 analog-rau-digital hloov pauv. Muaj ntau ntau cov peev txheej hauv online yuav ua li cas txuas cov nti no rau Raspberry Pi, yog li kuv yuav tsis nkag mus ntau qhov ntawm no.

Qhov tseem ceeb, peb muaj kev xaiv. Yog tias qhov IR sensor ua haujlwm ntawm 3V, yog li ntawd MCP3008, thiab peb tuaj yeem txuas ncaj qha mus rau Raspberry.

[3V IR sensor] - [MCP3008] - [Raspberrry Pi]

Hauv kuv qhov xwm txheej, txawm li cas los xij, Kuv tab tom khiav feem ntau 5V, yog li ntawd txhais tau tias hloov pauv qib ob-qib kev coj ua.

[5V IR sensor]-[MCP3008]-[5V-rau-3V ob txoj kev tsheb npav]-[Raspberry Pi]

Nco tseg: Tsuas muaj ib lub teeb liab tso tawm los ntawm IR sensor. Nws mus ncaj qha mus rau ib qho ntawm cov kab lus sib piv cov teeb liab ntawm MCP3008. Los ntawm MCP3008, muaj 4 kab ntawv cov ntaub ntawv peb xav tau txuas (ntawm lub npav ob txoj kev) mus rau Raspberry Pi.

Tam sim no, peb tus neeg hlau yuav khiav siv tsuas yog ob lub IR sensor, tab sis peb tuaj yeem yooj yim ntxiv ntxiv. MCP3008 yim qhov sib txuas analog sib txuas.

Kauj Ruam 2: Mount IR Sensors

Ntse ua ob peb yam sib txawv IR sensors, thiab lawv muaj ntau yam sib txawv thiab thaj chaw. Kuv tau tshwm sim kom tau xaj tus qauv GP2Y0A60SZLF. Tus qauv koj xaiv yuav cuam tshuam rau qhov kev tso kawm thiab kev taw qhia ntawm lub sensor. Hmoov tsis zoo rau kuv, Kuv tsis tau tshawb fawb tiag tiag qhov twg cov sensors tau txais. Nws yog qhov ntau dua "qhov twg kuv tuaj yeem tau txais ntawm lub sijhawm tsim nyog & tus nqi los ntawm cov peev txheej muaj txiaj ntsig, tawm ntawm qhov lawv muab" kev txiav txim siab.

(Hloov tshiab: Txawm li cas los xij, qhov ntawd yuav tsis muaj teeb meem, vim cov ntsuas no zoo li tsis meej pem los ntawm sab hauv ib puag ncig teeb pom kev zoo. Kuv tseem tab tom tshawb nrhiav qhov teeb meem ntawd)

Muaj tsawg kawg peb txoj hauv kev los txhawm rau ntsuas cov ntsuas no ntawm tus neeg hlau.

1. Muab lawv tso rau hauv txoj haujlwm ruaj khov, ntawm sab xub ntiag, tig ntsej muag deb ntawm ib leeg.
2. Muab lawv tso rau hauv servo, ntawm sab xub ntiag, tig ntsej muag deb ntawm ib leeg.
3. Muab lawv tso rau hauv txoj haujlwm ruaj khov, ntawm sab xub ntiag, tab sis nyob rau ntawm lub kaum sab xis thiab sab xis tshaj plaws, kaum ib sab.

Hauv kev sib piv xaiv #1 rau xaiv #3, Kuv xav tias #3 yuav npog ntau qhov chaw sib tsoo. Yog tias koj ua tib zoo saib cov duab, xaiv #3 tuaj yeem ua tsis tau tsuas yog kom cov chaw sensor sib tshooj, tab sis lawv kuj tuaj yeem npog nruab nrab thiab dhau sab nraud dav ntawm tus neeg hlau.

Nrog xaiv #1, qhov sib nrug ntau dua qhov ntsuas tau pom los ntawm ib leeg, ntau qhov muag tsis pom nyob hauv nruab nrab.

Peb tuaj yeem ua #2, (Kuv ntxiv qee cov duab nrog servo raws li qhov ua tau) thiab kom lawv ua cheb, thiab pom tseeb qhov no tuaj yeem npog thaj tsam feem ntau. Txawm li cas los xij, Kuv xav ncua kev siv servo kom ntev li ntev tau, tsawg kawg yog ob qho laj thawj:

• Peb yuav siv ib qho ntawm PWM kev sib txuas lus ntawm Raspberry Pi. (Nws tuaj yeem txhim kho qhov no tab sis tseem …)
• Kev kos tam sim no nrog servo tuaj yeem yog qhov tseem ceeb
• Nws ntxiv ntau ntxiv rau kho vajtse thiab software

Kuv xav tawm qhov kev xaiv servo rau yav tom ntej thaum ntxiv cov ntsuas tseem ceeb, xws li Time-of-Flight (ToF), lossis tej zaum lub koob yees duab.

Muaj lwm qhov muaj txiaj ntsig zoo nrog kev xaiv #2 uas tsis muaj nrog rau ob txoj kev xaiv. Cov ntsuas IR no tuaj yeem ua rau tsis meej pem, nyob ntawm qhov pom kev. Nws tuaj yeem yog tus neeg hlau tau nyeem cov khoom uas tau ze ze thaum qhov tseeb tsis muaj cov khoom ze ze. Nrog xaiv #3, txij li lawv thaj chaw tuaj yeem sib tshooj, ob lub ntsuas tuaj yeem sau npe tib yam khoom (los ntawm ntau lub kaum ntse ntse).

Yog li peb tab tom mus rau qhov kev xaiv tso npe #3.

Kauj Ruam 3: Sijhawm Kuaj

Tom qab peb tau ua txhua qhov kev sib txuas ntawm Raspberry Pi, MCP3008 ADC, thiab Sharp IR sensors, nws yog lub sijhawm sim. Tsuas yog kev sim yooj yim kom paub tseeb tias lub kaw lus ua haujlwm nrog lub ntsuas tshiab.

Raws li hauv Cov Lus Qhia yav dhau los, Kuv siv wiringPi C lub tsev qiv ntawv ntau li ntau tau. Ua tej yam yooj yim dua. Ib yam uas tsis tau pom tseeb los ntawm kev tshuaj xyuas wiringPi lub vev xaib, yog tias muaj kev txhawb nqa ncaj qha rau MCP3004/3008.

Txawm tias tsis muaj qhov ntawd, koj tsuas tuaj yeem siv SPI txuas ntxiv. Tab sis tsis tas yuav. Yog tias koj ua tib zoo saib ntawm Gordon's git repository rau wiringPi, koj yuav hla hla cov npe ntawm cov chips txhawb, uas ib ntawm lawv yog rau MCP3004/3008.

Kuv txiav txim siab muab cov cai ua cov ntawv vim kuv tsis tuaj yeem pom nws kom raug ntawm nplooj ntawv no.

Kauj Ruam 4: Lub Sensor Virtual - AmpSensor

Ntau txoj hauv kev sib txawv uas koj tuaj yeem muaj tus neeg hlau tau txais cov ntaub ntawv hais txog lub ntiaj teb sab nrauv, zoo dua.

Tus neeg hlau tam sim no muaj yim HCSR04 lub suab nqus suab sonar (lawv tsis yog lub hom phiaj ntawm Cov Lus Qhia no), thiab tam sim no nws muaj ob lub ntse IR nrug deb qhov ntsuas. Raws li tau hais ua ntej, peb tuaj yeem ua kom zoo dua ntawm lwm yam: Roboclaw lub cev muaj zog-ua kom hnov lub ntsej muag zoo.

Peb tuaj yeem qhwv cov lus nug hu rau tus tswj lub cev rau hauv chav kawm C ++ thiab hu nws ua AmpSensor.

Los ntawm kev ntxiv qee qhov "ntse" rau cov software, peb tuaj yeem saib xyuas thiab hloov kho tam sim no-kos thaum lub sijhawm txav ncaj (mus rau tom ntej, rov qab), thiab tseem muaj kev txav mus los (sab laug, sab xis). Thaum peb paub cov kab ntawm amps, peb tuaj yeem xaiv tus nqi tseem ceeb, yog li yog tias AmpSensor tau txais kev nyeem tam sim no los ntawm lub cav-tswj uas ntau dua tus nqi no, peb paub tias cov motors tau zaum lawm, thiab feem ntau qhia tau tias tus neeg hlau tau tsoo ua ib yam dab tsi.

Yog tias peb ntxiv qee qhov hloov pauv tau rau cov software (kab lus hais ua lus sib cav, thiab / lossis cov keyboard nkag thaum lub sijhawm ua haujlwm), tom qab ntawd peb tuaj yeem nce / txo qhov "qhov tseem ceeb-amps" qhov pib thaum peb sim los ntawm kev cia cov neeg hlau txav thiab tsoo rau hauv cov khoom, ob leeg ncaj, lossis thaum tig.

Txij li peb cov ntu ntawm software tau paub txog kev txav mus los, peb tuaj yeem siv tag nrho cov ntaub ntawv ntawd mus rau tej zaum, nres qhov txav mus los, thiab sim thim rov qab txav mus los rau qee lub sijhawm luv ua ntej sim ua lwm yam.

Kauj ruam 5: Kev taw qhia

Tus neeg hlau tam sim no raug txwv hauv kev tawm tswv yim hauv ntiaj teb tiag. Nws muaj ob peb qhov kev ntsuas ze-ze rau kev tiv thaiv kev tiv thaiv, thiab nws muaj cov txheej txheem poob qis rov qab los ntawm kev saib xyuas tam sim no-kos yuav tsum yog cov ntsuas nrug deb plam qhov teeb meem.

Nws tsis muaj lub cav nrog tus lej nkag, thiab nws tsis muaj IMU (inertial-ntsuas-chav), yog li ua rau nws nyuaj rau paub tias nws puas txav tiag tiag lossis tig, thiab ntau npaum li cas.

Thaum ib tus tuaj yeem tau txais qee yam kev qhia ntawm kev nrug nrog cov ntsuas tam sim no ntawm tus neeg hlau, lawv qhov kev pom yog dav, thiab muaj qhov tsis tuaj yeem kwv yees tau. Lub suab acoustic yuav tsis cuam tshuam rov qab kom raug; infrared tuaj yeem tsis meej pem los ntawm lwm qhov teeb pom kev zoo, lossis txawm tias ntau qhov chaw cuam tshuam. Kuv tsis paub tseeb tias nws tsim nyog muaj teeb meem los sim ua qhov kev hloov pauv nyob deb li txheej txheem kom paub tias tus neeg hlau txav mus los thiab ntau npaum li cas thiab nyob rau qhov twg.

Kuv lub hom phiaj xaiv TSIS TXHOB siv micro-xws li Arduino vim a) Kuv tsis nyiam nws yog psuedo-C ++ ib puag ncig, b) thiab qhov kev txhim kho ntau dhau yuav ua rau tsis nco nyeem ntawv (?), Thiab tias yuav xav tau lub khoos phis tawj host los txhim kho (?). Los yog tej zaum kuv tsuas yog tshwm sim zoo li Raspberry Pi.

Tus Pi khiav Raspbian, txawm li cas los xij, tsis yog lub sijhawm tiag tiag OS, yog li ntawm cov ntsuas no tsis ruaj khov, thiab OS 'tsis nyeem raws nraim txhua lub sijhawm, Kuv xav tias lub hom phiaj ntawm cov ntsuas no tau zoo dua rau kev tiv thaiv kev zam thiab tsis yog qhov kev ntsuas deb tiag tiag.

Txoj hauv kev ntawd zoo li nyuaj thiab tsis muaj txiaj ntsig ntau, thaum peb tuaj yeem siv ToF zoo dua (lub sijhawm-ntawm-davhlau) lub ntsuas (tom qab) rau lub hom phiaj ntawd (SLAM).

Ib txoj hauv kev uas peb tuaj yeem siv tau yog khaws qee yam kev taug ntawm qhov txav-cov lus txib tau tshaj tawm hauv X vib nas this X kawg lossis cov lus txib.

Raws li qhov piv txwv, hais tias tus neeg hlau tau nyam ntsib lub kaum sab xis. Ib txheej ntawm cov ntsuas qhia nws tias nws nyob ze rau ntawm ib phab ntsa, yog li nws pivots, tab sis tom qab ntawd lwm txheej ntawm lub ntsuas ntsuas qhia nws tias nws nyob ze rau lwm phab ntsa. Nws xaus li tsuas yog rov ua tus qauv ib sab-rau-sab.

Qhov piv txwv saum toj no tsuas yog ib rooj plaub yooj yim heev. Ntxiv qee qhov ntse yuav cia li tsa tus qauv rov ua rau qib tshiab, tab sis tus neeg hlau tseem nyob hauv kaum ces kaum.

Piv txwv li, tsis txhob tig rov qab los rau hauv qhov chaw, nws tig ib txoj kev, ua ib ntus rov qab (uas tom qab ntawd tshem tawm qhov kev qhia deb), thiab txawm hais tias nws tig mus rau lwm qhov kev taw qhia, nws tseem mus tom ntej ntawm qee lub kaum sab xis rov qab rau hauv kaum, rov ua dua cov qauv nyuaj ntawm qhov tseem ceeb tib yam.

Qhov ntawd txhais tau tias peb tuaj yeem siv keeb kwm ntawm cov lus txib, thiab saib seb yuav siv thiab siv cov ntaub ntawv ntawd li cas.

Kuv tuaj yeem xav txog ob txoj hauv kev yooj yim (rudimentary) ntawm kev siv txav mus-keeb kwm.

• rau X tus lej kawg ntawm kev txav mus, lawv puas phim Y patttern. Ib qho piv txwv yooj yim tuaj yeem yog (thiab qhov no tshwm sim) "FORWARD, REVERSE, FORWARD, REVERSE, …..". Yog li muaj qhov sib txuam ua haujlwm no uas rov qab los yog TRUE (qauv pom) lossis FALSE (tsis pom). Yog tias TSEEB, hauv ntu kev qhia ntawm txoj haujlwm, sim lwm qhov kev txav mus los-ntu.
• rau X tus lej kawg ntawm kev txav mus, puas muaj dav dav lossis nqa mus tom ntej. Ib tus neeg tuaj yeem txiav txim siab tias qhov kev txav mus tom ntej zoo li cas tiag? Zoo.. ib qho kev sib piv yooj yim yog tias rau X kawg txav mus, "FORWARD" tshwm sim ntau dua "REVERSE". Tab sis qhov ntawd tsis tas yuav yog ib leeg xwb. Yuav ua li cas txog qhov no: "RIGHT, RIGHT, LEFT, RIGHT". Hauv qhov xwm txheej ntawd, tus neeg hlau yuav tsum tau tig txoj cai kom tawm ntawm lub ces kaum lossis vim tias nws tau nce mus txog ntawm phab ntsa ntawm lub kaum ntse ntse, uas tuaj yeem suav tias yog kev vam meej mus tom ntej. Ntawm qhov tod tes, "LEFT, RIGHT, LEFT, RIGHT …" tej zaum yuav tsis suav tias yog kev nce qib tiag tiag. Yog li, yog "RIGHT" tshwm sim ntau dua "LEFT", lossis "LEFT tshwm sim ntau dua" RIGHT ", qhov ntawd tuaj yeem yog kev nce qib tiag tiag.

Thaum pib ntawm Cov Lus Qhia no, Kuv tau hais tias lub hom phiaj thib 3 uas tuaj yeem tuaj yeem ua kom nce lossis sib dhos rau ntawm phab ntsa. Rau qhov ntawd, txawm li cas los xij, peb xav tau ntau dua "peb nyob ze rau qee yam khoom". Piv txwv li, yog tias peb tuaj yeem tau txais ob lub ntsej muag tig ntsej muag ua ntej lub ntsej muag (tsis yog lub ntsiab lus ntawm kab lus no) kom muab qhov zoo tsim nyog, cov lus teb ruaj khov hais txog qhov nrug deb, qhov pom tseeb yog tias ib tus tshaj tawm tus nqi sib txawv ntau dua li lwm qhov, neeg hlau tau mus txog ntawm phab ntsa ntawm lub kaum ntse ntse, thiab tuaj yeem sim qee qhov kev txav mus los kom pom tias cov txiaj ntsig zoo sib xws (tig mus rau ntawm phab ntsa ib puag ncig).

Kauj Ruam 6: Kev Xav Thaum Kawg, Theem Ntxiv …

Vam tias Cov Lus Qhia no tau muab qee lub tswv yim.

Ntxiv cov ntsuas ntxiv qhia qee qhov zoo, thiab cov nyom.

Hauv qhov xwm txheej saum toj no, txhua qhov ntawm lub ntsuas hluav taws xob ua haujlwm tau zoo ua ke thiab nws tau ncaj ncaj-rau pem hauv ntej nrog software.

Thaum IR cov cim tau nkag mus rau hauv kev sib xyaw, nws dhau los ua qhov nyuaj me ntsis. Yog vim li cas yog tias qee qhov ntawm lawv qhov kev pom sib tshooj nrog cov ntawm cov suab nrov. IR sensors zoo li me ntsis nkag siab thiab tsis tuaj yeem kwv yees nrog kev hloov pauv ib puag ncig-lub teeb pom kev zoo, qhov tseeb ntawm lub ntsuas hluav taws xob tsis cuam tshuam los ntawm teeb pom kev zoo.

Thiab yog li qhov kev sib tw tau ua dab tsi yog tias lub suab ntsuas lub suab qhia rau peb tias tsis muaj teeb meem, tab sis IR sensor yog.

Txog tam sim no, tom qab sim-thiab-yuam kev, txhua yam tau xaus rau qhov muaj feem thib no:

1. amp-paub
2. IR-paub
3. acoustic-hnov

Thiab qhov kuv tau ua tsuas yog txhawm rau txo qis kev nkag siab ntawm IR cov cuab yeej, yog li lawv tsuas yog txheeb xyuas cov khoom ze (xws li lub rooj zaum zaum yuav los)

Txog tam sim no, tseem tsis tau xav tau los ua ntau txoj xov lossis cuam tshuam-tsav software, txawm hais tias kuv qee zaum ntsib kev poob ntawm kev tswj hwm ntawm Raspberry Pi thiab Roboclaw lub cev-tswj (poob ntawm kev sib txuas lus sib txuas).

Nov yog qhov E-Stop Circuit (saib Cov Lus Qhia yav dhau los) yuav nquag siv. Txawm li cas los xij, txij li kuv tsis xav tau (tseem tsis tau) yuav tsum tau daws qhov yuav tsum tau rov pib Roboclaw thaum lub sijhawm txhim kho, thiab tus neeg hlau tsis mus sai, thiab kuv tam sim no los tshuaj xyuas nws thiab kaw nws, Kuv tsis tau txuas nrog E-Stop.

Thaum kawg, ntau txoj xov yuav zoo li xav tau.

Cov kauj ruam tom ntej…

Ua tsaug rau koj ua qhov no deb.

Kuv tau txais qee qhov VL53L1X IR laser ToF (lub sijhawm-ntawm-davhlau) cov ntsuas, yog li ntawd feem ntau yuav yog lub ncauj lus ntawm Cov Lus Qhia tom ntej, ua ke nrog servo.