Swarm Bots: Montagem e Transporte Cooperativo: 13 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Olá pessoal, Este instrutível é sobre 'Swarm Bots: Montagem e Transporte Cooperativo', no qual podemos construir nosso próprio robô mestre e escravo, o escravo seguirá o robô mestre e controlaremos o robô mestre com nosso smartphone. É um projeto divertido, experimente o seu geek da eletrônica dentro de você e brincar com a robótica. Vou tentar muitas imagens, vídeos, uma breve explicação sobre este projeto para ter uma ideia clara.

Por que o COBOT é diferente do Swarm e do bot normal, você pode encontrar aqui

1. INTRODUÇÃO

1.1 O que é realmente robótica Swarm

1. A robótica de enxame é uma nova abordagem para a coordenação de sistemas multi-robôs que consistem em um grande número de robôs físicos, na maioria simples.

2. Esta abordagem surgiu no campo da inteligência artificial de enxame, bem como no estudo biológico de insetos, formigas e outros campos da natureza, onde ocorre um comportamento de enxame.

3. A Robótica de Enxame é uma área emergente na robótica coletiva que usa um paradigma de controle totalmente distribuído e robôs relativamente simples para atingir um comportamento coordenado no nível do grupo.

4. Os sistemas robóticos de enxame são auto-organizados, o que significa que o comportamento coletivo construtivo (ou macroscópico) emerge de decisões individuais (ou microscópicas) que os robôs tomam.

Etapa 1: Origem do Enxame e Referência em Filmes

1.2 Origem do Enxame 1. A maioria das pesquisas sobre inteligência de enxame é inspirada em como os enxames da natureza, como insetos sociais, peixes ou mamíferos, interagem uns com os outros no enxame na vida real.

2. Esses enxames variam em tamanho de alguns indivíduos que vivem em pequenas áreas naturais a colônias altamente organizadas que podem ocupar grandes territórios e consistir em mais de milhões de indivíduos.

3. Os comportamentos de grupo emergentes nos enxames mostram grande flexibilidade e robustez, como planejamento de caminhos, construção de ninhos, alocação de tarefas e muitos outros comportamentos coletivos complexos em enxames de várias naturezas.

4. Os indivíduos no enxame de natureza mostram habilidades muito pobres, mas os comportamentos de grupo complexos podem surgir em todo o enxame, como migração de multidões de pássaros e cardumes de peixes, e forrageamento de formigas e colônias de abelhas, como mostrado na Fig. Os cupins se aglomeram para construa colônias, pássaros enxameiam para encontrar comida, abelhas enxameiam para coletar mel.

Etapa 2: DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

1. Introdução

Neste capítulo, trabalharemos em dois objetivos principais, nosso projeto, ou seja, a automontagem e o transporte cooperativo. Na automontagem, dois robôs irão montar em formação de linha e no transporte cooperativo esses dois robôs irão transportar o bloco de um lugar para outro.

1..1 Auto-montagem de robôs de enxame

Nosso objetivo é controlar um grupo de s-bots de maneira totalmente autônoma, de forma que eles se localizem, se aproximem e se conectem com um objeto.

1.2 Transporte Cooperativo

Neste trabalho aborda o problema de

a) como controlar s-bots separados para se conectar autonomamente com um objeto e / ou entre si, e

b) como controlar um swarm-bot ou uma coleção de swarm-bots para transportar um objeto em direção a um objetivo.

O projeto e a utilidade de uma arquitetura de controle híbrida para controlar um grupo de automontagem de s-bots engajados em uma tarefa de transporte cooperativo já foram estudados na simulação. O problema foi decomposto em subproblemas de controle das ações.

1. S-bots que podem se automontar. S-bots montados que são capazes de localizar o alvo durante o transporte.

2. S-bots montados que são incapazes de localizar o alvo durante o transporte. Use um microcontrolador mestre e um escravo.

3. Interface do sensor de avoider ótico com o robô de enxame.

4. Desenvolvimento de comunicação SPI entre robôs de enxame.

5. Sincronização entre dois robôs de enxame. Transporte limitado de objeto é apenas uma limitação de nosso projeto.

Etapa 3: METODOLOGIA

Os cinco blocos principais do projeto de enxame consistem em

A) Arduino Master & Slave: O mestre e o escravo são dois bots baseados em Arduino, que cooperam juntos para realizar a tarefa desejada - no nosso caso, o transporte de objetos pesados. O mestre controla o movimento e as ações do escravo através do módulo RF explicado na próxima parte.

B) Módulo RF (nrf24l01): A comunicação entre o mestre e o escravo é feita através do módulo RF. O Mestre envia o comando desejado através do módulo transmissor, que é recebido e seguido pelo Escravo através do módulo receptor a ele acoplado.

C) Evasão de Obstáculos: Este é o olho dos bots. O aviador de obstáculos ajuda os bots a evitar obstáculos indesejados e também evita colisões entre si. É composto por um sistema de fotodiodos e LEDs, que são colocados no mestre e no escravo, respectivamente

D) Um Sheeld: A primeira parte é um escudo que está fisicamente conectado à sua placa Arduino e atua como um intermediário sem fio, canalizando dados entre o Arduino e qualquer smartphone Android via Bluetooth. É uma plataforma de software e aplicativo para smartphones Android que gerencia a comunicação entre nosso escudo e seu smartphone e deixa você escolher entre os diferentes escudos disponíveis.

E) LV-MaxSonar: Nossos sensores ultrassônicos estão no ar, detecção de objetos sem contato e sensores de alcance que detectam objetos dentro de uma área. Esses sensores não são afetados pela cor ou outras características visuais do objeto detectado. Os sensores ultrassônicos usam som de alta frequência para detectar e localizar objetos em uma variedade de ambientes.

Etapa 4: INTERFACE DOS COMPONENTES

Swarm Bots: Descrição do pino de transporte cooperativo e de montagem

A. descrição do pino nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! NÃO 5V

3 - CE para Arduino pino 9

4 - CSN para Arduino pino 10

5 - SCK para Arduino pino 13

6 - MOSI para Arduino pino 11

7 - MISO para Arduino pino 12

8 - NÃO UTILIZADO

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Pino de dados - A5

C. IC do driver do motor L293D

LeftMotorForward - D7 (pino digital 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Fotodiodo (opcional)

VCC-5V

GND

Pino de dados - D0

Você pode conectar o pino de acordo com o design do seu PCB, mas as alterações necessárias no código devem ser feitas.

Nota: As pessoas enfrentarão alguns problemas ao fazer a interface e executar o programa na primeira tentativa, por favor, passe por todas as conexões e códigos corretamente e tente novamente.

Etapa 5: PROGRAMAÇÃO

Hackster.io

Nota: O arquivo txt anexado a seguir contém os programas Master.ino e Slave.ino. Faça a referência do código, entenda o funcionamento e faça o upload para os respectivos arduino mestre e arduino escravo:)

Etapa 6: REVESTIMENTO E PCB E PROTOTIPAGEM

Você pode pegar qualquer caso para o seu robô

PCB contém nrF, sensor de prevenção de obstáculos, bateria, L293D IC. Você não precisa fazer o PCB, apenas na placa Purf conectar cada componente e soldá-lo

Etapa 7: TESTE O SENSOR DE EVITAÇÃO DE OBSTÁCULOS

Etapa 8: TESTE DO TRANSRECETOR NRF24L01

Nota: Desculpe pela marca d'água no vídeo;)

Etapa 9: TESTE DE FUNCIONAMENTO DE BOT ÚNICO E DE 1 PRANCHA

Etapa 10: MONTAGEM DOS VINGADORES PARA TESTE FINAL

Etapa 11: TESTE FINAL

Etapa 12: CONCLUSÃO

1. Nosso Projeto baseia-se basicamente no comportamento natural de um Enxame de abelhas ou de um Enxame de formigas que realizam com eficácia e eficiência a tarefa que lhes foi confiada.

2. A coordenação entre o mestre e o robô escravo é eficaz em realizar a tarefa que é o transporte de objetos

3. Aqui, apenas 1 bot Master e 1 Slave são usados, o que restringe o tamanho do objeto que pode ser transportado da Origem para o Destino.

4. Uma vez que a Auto-montagem é feita, o Transporte do Objeto é um processo fácil e confiável.

5. O uso de Bots sem fio torna o par Master e Slave Bot prático para usar.

ESCOPO FUTURO

1. Aumentando o número de escravos, o transporte de objetos maiores e mais pesados pode ser realizado.

2. Estes Robôs de Enxame podem ser usados para várias Operações de Resgate onde as situações não são favoráveis para os Humanos intervirem.

3. O uso da Robótica de Enxame pode ser estendido para servir a uma nação por meio dos Serviços Militares. Isso reduzirá o número de vítimas de uma guerra.

Etapa 13: OBRIGADO:)

Muito obrigado pelo seu tempo em dar uma olhada neste instrutível

Espero ter feito uma breve explicação sobre este projeto para que todos possam entender facilmente o projeto e fazer o seu próprio. Por ser um projeto um pouco complexo, você pode enfrentar problemas inicialmente durante a interface, codificação e teste. Apenas siga os passos um por um e elimine a linha de erro, não apenas carregue o código diretamente e comece a executar. Código também é um código geral, as pessoas podem ter que fazer alterações de acordo com sua necessidade.

O que eu sugiro é primeiro fazer a interface de um código de componente e testá-lo, em seguida, adicionar outro código e testá-lo. Isso ajudará melhor. Pegue algumas referências do google porque meu código também não está 100% correto. Por fim, também sou um novato em Arduino e programação, portanto, tentei o meu melhor, tanto quanto pude.

Espero que você tenha gostado:)

Favor favoritar este Instructable

Por favor, VOTE por mim no concurso ROBOT

Saúde