הימנעות ממכשולים רכב רובוטי באמצעות חיישן קולי

מבוא:

כיום התעשיות הרבות של היום משתמשות ברובוטים בשל רמת הביצועים והאמינות הגבוהים שלהן ומהווה עזרה נהדרת לבני אדם. הרובוטיקה למניעת מכשולים משמשת לאיתור מכשולים והימנעות מהתנגשות. זהו רובוט אוטונומי. תכנון הרובוט למניעת מכשולים מחייב שילוב של חיישנים רבים בהתאם למשימתם.

איתור מכשולים הוא הדרישה העיקרית של רובוט אוטונומי זה. הרובוט מקבל את המידע מהסביבה באמצעות חיישנים מותקנים על הרובוט. ישנם מכשירי חישה המשמשים לזיהוי מכשולים כמו חיישני בליטות, חיישני אינפרא אדום, חיישני קולי וכו '. החיישן הקולי מתאים ביותר לזיהוי מכשולים והוא בעל עלות נמוכה ויכולתו לנוע גבוהה.

הימנעות ממכשולים רכב רובוטי

עקרון עבודה:

הימנעות המכשול רכב רובוטי משתמש בחיישני קולי לתנועותיו. משתמשים במיקרו-בקר של 8051 משפחות בכדי להשיג את הפעולה הרצויה. המנועים מחוברים דרך IC של מנוע המנוע למיקרו-בקר. החיישן הקולי מחובר מול הרובוט.

בכל פעם שהרובוט עובר לנתיב הרצוי, חיישן הקולי מעביר את גלי הקולי ברציפות מראש החיישן שלו. בכל פעם שמגיע מכשול לפניו הגלים האולטראסוניים מוחזרים מאובייקט והמידע הזה מועבר למיקרו-בקר. המיקרו-בקר שולט במנועים שמאלה, ימינה, אחורה, קדמית, בהתבסס על אותות קולי. כדי לשלוט על המהירות של כל אפנון רוחב דופק מנוע משמש (PWM).

תרשים חסימה הימנעות ממכשולים רובוטיים

חיישנים שונים המשמשים למניעת מכשולים רכב רובוטי

1. זיהוי מכשולים (חיישן IR):

חיישני ה- IR משמשים לזיהוי מכשולים. אות פלט החיישן נשלח למיקרו-בקר. המיקרו-בקר שולט ברכב (קדימה / אחורה / עצירה) באמצעות מנוע DC המונח ברכב. אם מכשול כלשהו מונח בתוך חיישן ה- IR אינו מצליח לקבל את קרני האור ונותן אותות למיקרו-בקר. המיקרו-בקר יעצור את הרכב מיד והצפירה תידלק. לאחר דקה הרובוט יבדוק את מצב הנתיב אם יוסר מכשול הרובוט מתרחק מילה אחרת הרובוט יחזור למקום ההתחלה. החיישן מזהה עצמים על ידי פליטת פרץ קולי קצר ואז האזנה לסביבה. בשליטה של ​​מיקרו-בקר מארח, החיישן פולט פיצוץ קצר של 40 קילו-הרץ. פיצוץ זה מעז או עובר באוויר פוגע במאמר ואחריו מקפיץ שוב לחיישן. החיישן מספק דופק פלט למארח שיסתיים כאשר האקו מתגלה ומכאן שרוחבו של דופק אחד למשנהו נלקח לחישוב על ידי תוכנית כדי לספק תוצאות במרחק של האובייקט.

שתיים. איתור נתיב (חיישן קירבה):

הסיבה הרגילה הן החיישנים שנותנים את ההנחיות והן הרובוט עוקבים אחריו הולכים ישר על השביל. כאשר הקו מסתיים באותה תקופה הרובוט מתהפך ב -180 ופונה לאחור לאותו מקום.

להיות מקוון

חיישני הקרבה משמשים לזיהוי שבילים. כאשר החיישן הימני לא מתגלה בקו העקומה, המיקרו-בקר מפעיל את המנוע השמאלי לפנייה שמאלה עד האות מהחיישן הימני. ברגע שהאיתות מתגלה בחיישן הנכון, שני המנועים מופעלים להתקדם. כאשר הקו מסתיים באותה תקופה הרובוט מתהפך ב -180 ופונה לאחור לאותו מקום.

לאבד את הקו

3. חיישן קולי:

החיישן הקולי משמש לזיהוי מכשולים. החיישן האולטראסוני מעביר את גלי האולטרה סאונד מראש החיישן שלו ושוב מקבל את הגלים האולטראסאוניים המוחזרים מאובייקט.

ישנם יישומים רבים המשתמשים בחיישנים אולטראסוניים כמו מערכות אזעקת הוראות, פותחי דלתות אוטומטיים וכו '. החיישן הקולי הוא קומפקטי מאוד ובעל ביצועים גבוהים מאוד.

דיאגרמה כללית של חיישן אולטרה סאונד

עקרון עבודה:

החיישן הקולי פולט את האות הקצר והתדר הגבוה. אלה מתפשטים באוויר במהירות הצליל. אם הם פוגעים באובייקט כלשהו, ​​הם משקפים אות הד לחיישן. החיישן הקולי מורכב ממולטיברטור, קבוע לבסיס. המולטיברטור הוא שילוב של מהוד וויברטור. המהוד מספק גל קולי שנוצר על ידי הרטט. החיישן הקולי מורכב משני חלקים הפולט המייצר גל קול 40 קילוהרץ והגלאי מזהה גל קול 40 קילוהרץ ושולח אות חשמלי חזרה למיקרו-בקר.

עקרון עבודה קולי

החיישן הקולי מאפשר לרובוט לראות ולזהות אובייקט וירטואלי, להימנע ממכשולים, למדוד מרחק. טווח הפעולה של החיישן הקולי הוא 10 ס'מ עד 30 ס'מ.

הפעלת חיישן קולי:

כאשר מוחל על המתמר הקולי דופק חשמלי במתח גבוה הוא רוטט על פני ספקטרום תדרים ספציפי ויוצר פרץ של גלי קול. בכל פעם שמכשול כלשהו מגיע לפני החיישן הקולי גלי הקול ישתקפו בצורה של הד ויוצרים דופק חשמלי. זה מחשב את הזמן שנדרש בין שליחת גלי קול לקבלת ההד. דפוסי ההד יושוו עם דפוסי גלי הקול כדי לקבוע את מצב האות שזוהה.

פתק: המקלט האולטראסוני יזהה אות מהמשדר הקולי בזמן שגלים המשדרים פוגעים באובייקט. השילוב של שני חיישנים אלה יאפשר לרובוט לזהות את האובייקט בדרכו. החיישן הקולי מחובר מול הרובוט וחיישן זה יעזור גם לרובוט לנווט במסדרון של כל בניין.

יישומים של חיישן קולי:

• שינוי אוטומטי של אותות התנועה
• מערכת אזעקת פולשים
• גישת מכשירי ספירה מחליפה מוני חניה
• סונאר אחורי של מכוניות

תכונות של חיישן קולי:

• קומפקטי וקל משקל
• רגישות גבוהה ולחץ גבוה

• אמינות גבוהה
• צריכת חשמל של 20mA

• דופק / יוצא תקשורת
• זווית קבלה צרה
• מספק הערכות הפרדה מדויקות ללא מגע בטווח של 2 ס'מ עד 3 מ '
• נורית נקודת הפיצוץ מראה אומדנים בהתקדמות
• כותרת בת 3 פינים מקלה על חיבור באמצעות קישור לפיתוח סרוו

יישומים של רכב רובוטי להימנעות מכשולים:

• במיוחד יישומים צבאיים
• זה יכול לשמש למלחמות ערים

עכשיו ברור שקיבלתי מושג לגבי הרעיון של הרכב הרובוטי באמצעות חיישן אולטראסוני לזיהוי מכשולים אם עוד שאלות נוספות בנושא זה או הרעיון של פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים השאירו את ההערות למטה.

קרדיט צילום:

• דיאגרמה כללית של חיישן אולטרה סאונד מאת Letsmakerobots
• עקרון עבודה של חיישן אולטרה סאונד מאת מיקרוסוניק