Модель робота-пылесоса

Опубликован

Идея проекта

Участник
Полное название проекта
Модель робота-пылесоса
Руководитель
Татьяна Kазачкина
Заявлен
9 марта 2018, 12:18
Категории проекта
  • СОЗДАВАЙ!
  • II ступень
  • На конкурс «Реактор» 2018
Ключевые слова проекта
  • самодельное устройство
  • платформа Arduino
  • среда Fritizing
  • ультразвуковой дальномер
Площадка конкурса
Уникум

Замысел продукта

Предмет исследования: самодельное устройство, помогающее в уборке дома.
Гипотеза: я предполагаю, что если изготовить робота, помогающего в уборке дома, то это существенно облегчит домашний труд человека.
Объект исследования: алгоритмы передвижения робота.

Технология реализации замысла

В первой версии робота на днище робота крепится текстильная застёжка, которой робот «вытирал» пол, но так как не хватало трения, то соответственно качество уборки было крайне низкое, также задние колеса из-за этого имели плохое сцепление с землей, поэтому было решено вместо текстильной застежки использовать пряжу из шерсти. Также для защиты от переразряда аккумуляторов было решено добавить вольтметр (приложение 11).
Если робот имеет особый алгоритм передвижения, то весь собранный мусор робот «везёт» перед собой. Иначе же, мусор разносится от центра комнаты к углам.
Схема сборки и комплектующие
В качестве контроллера используется платформа Arduino, так как плату относительно легко купить и для нее достаточно много документации в интернете. В качестве источника питания использовались две аккумуляторные батареи типа 18650, так как они обладают наиболее высокой емкостью и могут отдавать достаточные для наших целей токи. Схема сборки разрабатывалась в среде Fritizing (рис.1)
Принцип работы
Изначально, при подаче питания горит красный светодиод, при нажатии на кнопку загорается зеленый, и робот приступает к работе.
Каждые 100 мс опрашивается дальномер (Сенсор излучает короткий ультразвуковой импульс, в момент времени 0, который отражается от объекта и принимается сенсором. Расстояние рассчитывается исходя из времени до получения импульса и скорости звука в воздухе.) и измеряется дистанция до ближайшего препятствия.
Если дистанция больше 20 см, то робот едет вперед, иначе, если дистанция меньше 20, но больше 10 робот сворачивает влево, иначе едет назад.
Программа
Код для программы был написан в среде разработки ArduinoIDE на языке С.
#defineSPEED_1 5
#defineDIR_1 4
#define SPEED_2 6
#define DIR_2 7
#define OUTPUT_5V 10
#define GROUND 9
#define BTN_PIN 13
#define STOP_LED_BTN 12
#define START_LED_BTN 11
//ANALOG
#define AIR_SENSOR A0
#define ENCODER_SENSOR A1
//ANALOG
//----------------------UltraSonic----------------------
int URPWM = 2; // PWM Output 0-25000US,Every 50US represent 1cm
int URTRIG = 3; // PWM trigger pin
intlastMillis;
unsigned int Distance=0;
uint8_t EnPwmCmd[4]={0x44,0x02,0xbb,0x01}; // distance measure command
intcircleDiametr = 12;
//----------------------UltraSonic----------------------
booleanisStoped = true;
voidsetup()
{
Serial.begin(9600);
// Настраивает выводы платы 4, 5, 6, 7 на вывод сигналов
for(inti = 4; i< 8; i++)
pinMode(i, OUTPUT);
digitalWrite(A2, HIGH);
pinMode(BTN_PIN, INPUT_PULLUP);
pinMode(START_LED_BTN, OUTPUT);
pinMode(STOP_LED_BTN, OUTPUT);
digitalWrite(STOP_LED_BTN, HIGH);
analogWrite(SPEED_1, 0);
analogWrite(SPEED_2, 0);
lastMillis = millis();
PWM_Mode_Setup();
}
void loop() {
delay(100);
if(!isStoped){
int distance;
//----------------------US----------------------
distance = PWM_Mode();
Serial.write("\n");
//----------------------назад----------------------
digitalWrite(DIR_1, LOW);
digitalWrite(DIR_2, LOW);
Serial.print("back");
Serial.print(",");
if(distance > 20){
//----------------------вперед----------------------
digitalWrite(DIR_1, HIGH);
digitalWrite(DIR_2, HIGH);
Serial.print("forward");
Serial.print(",");
}
else if(distance < 25 && distance > 10){
//----------------------влево----------------------
digitalWrite(DIR_1, LOW);
digitalWrite(DIR_2, HIGH);
Serial.print("left");
Serial.print(",");
}
else{
//----------------------назад----------------------
digitalWrite(DIR_1, LOW);
digitalWrite(DIR_2, LOW);
Serial.print("back");
Serial.print(",");
}
analogWrite(SPEED_1, 255);
analogWrite(SPEED_2, 255);
}
// выводимрезультатывserial-порт
if(!digitalRead(BTN_PIN) == 1){
isStoped= !isStoped;
switch (isStoped){
case true:
Serial.print("Stop!");
Serial.print(",");
digitalWrite(START_LED_BTN, LOW);
digitalWrite(STOP_LED_BTN, HIGH);
analogWrite(SPEED_1, 0);
analogWrite(SPEED_2, 0);
break;
case false:
Serial.print("No stop!");
Serial.print(",");
digitalWrite(START_LED_BTN, HIGH);
digitalWrite(STOP_LED_BTN, LOW);
break;
default:
break;
}
delay(500);
}
}
//----------------------Измерениедистанции----------------------
void PWM_Mode_Setup()
{
pinMode(URTRIG,OUTPUT); // A low pull on pin COMP/TRIG
digitalWrite(URTRIG,HIGH); // Set to HIGH
pinMode(URPWM, INPUT); // Sending Enable PWM mode command
for(inti=0;i<4;i++)
{
Serial.write(EnPwmCmd[i]);
}
}
intPWM_Mode()
{ // a low pull on pin COMP/TRIG triggering a sensor reading
digitalWrite(URTRIG, LOW);
digitalWrite(URTRIG, HIGH); // reading Pin PWM will output pulses

unsigned long DistanceMeasured=pulseIn(URPWM,LOW);
if(DistanceMeasured>=10200)
{ // the reading is invalid.
Serial.println(">200");
return 200;
}
else
{
Distance=DistanceMeasured/50; // every 50us low level stands for 1cm
Serial.print("UltraSonic Distance=");
Serial.print(Distance);
returnDistance;
}



Презентация

робот .ppt

Галерея проекта

    План проекта

    Лидер проекта
    Севада Саакян
    1

    изготовить модель устройства

    Исполнитель:
    Севада Саакян
    Срок:
    задача уже завершена
    Статус:
    выполнена

    Описание и инструкции

    Проанализировать различные источники информации по проблемным вопросам.
    Изучить схемы и конструкции аналогичных устройств.
    Выбрать наиболее подходящую схему для сборки.
    Изготовить и подобрать детали к устройству.
    Изготовить устройство и произвести его усовершенствование.

    Ключевые слова задачи

      Компетенции

      1. сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире
      2. толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения
      3. нравственное сознание и поведение на основе усвоения общечеловеческих ценностей
      4. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
      5. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
      6. готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников
      7. сформированность умения решать физические задачи
      8. сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни
      9. сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников.
      10. Сформированность навыков коммуникативной, учебно-исследовательской деятельности, критического мышления
      11. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
      12. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
      Приложенных файлов нет
      2

      Провести исследование изготовленного устройства

      Исполнитель:
      Севада Саакян
      Срок:
      задача уже завершена
      Статус:
      выполнена

      Описание и инструкции

      изучить характер движения модели по различным поверхностям
      пронаблюдать взаимодействие с препятсвиями

      Ключевые слова задачи

        Компетенции

        1. сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире
        2. сформированность основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности
        3. толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения
        4. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
        5. умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности, эффективно разрешать конфликты
        6. владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.
        7. владение умениями выдвигать гипотезы на основе знания основополагающих физических закономерностей и законов, проверять их экспериментальными средствами, формулируя цель исследования
        8. владение методами самостоятельного планирования и проведения физических экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определения достоверности полученного результата
        9. сформированность умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека, связанной с физическими процессами, с позиций экологической безопасности.
        10. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
        11. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
        12. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов

        Приложенные файлы