Robotsko vozilo za izogibanje oviram z uporabo ultrazvočnega senzorja

Robotsko vozilo za izogibanje oviram z uporabo ultrazvočnega senzorja

Uvod:

Številne industrije danes uporabljajo robote zaradi njihove visoke zmogljivosti in zanesljivosti, kar je v veliko pomoč ljudem. Robotika za izogibanje oviram se uporablja za odkrivanje ovir in preprečevanje trčenja. To je avtonomni robot. Zasnova robota za izogibanje oviram zahteva integracijo številnih senzorjev glede na njihovo nalogo.



Zaznavanje ovir je glavna zahteva tega avtonomnega robota. Robot informacije iz okolice dobi prek nameščenih senzorjev na robotu. Nekatere zaznavne naprave, ki se uporabljajo za odkrivanje ovir, na primer senzorji udarcev, infrardeči senzorji, ultrazvočni senzorji itd. Ultrazvočni senzor je najprimernejši za odkrivanje ovir, je poceni in ima visoko zmogljivost.


Robotsko vozilo za izogibanje oviram

Robotsko vozilo za izogibanje oviram



Načelo dela:

Izogibanje oviram robotsko vozilo za svoje premike uporablja ultrazvočne senzorje. Za dosego želene operacije se uporablja mikrokrmilnik 8051 družin. Motorji so preko mikrokrmilnika povezani preko IC gonilnika motorja. Ultrazvočni senzor je pritrjen pred robotom.

Kadarkoli robot gre po želeni poti, ultrazvočni senzor neprekinjeno oddaja ultrazvočne valove iz glave senzorja. Kadarkoli pred oviro pride pred oviro, se ultrazvočni valovi odbijejo od predmeta in te informacije posredujejo mikrokrmilniku. Mikrokrmilnik nadzoruje motorje levo, desno, zadaj, spredaj na podlagi ultrazvočnih signalov. Za nadzor hitrosti vsakega motorja se uporablja modulacija širine impulza (PWM).



Blok diagram Robotsko vozilo za izogibanje oviram

Blok diagram Robotsko vozilo za izogibanje oviram

Različni senzorji za izogibanje oviram Robotsko vozilo

1. Zaznavanje ovir (IR senzor):

IR senzorji se uporabljajo za zaznavanje ovir. Izhodni signal senzorja pošlje mikrokrmilniku. Mikrokrmilnik upravlja vozilo (naprej / nazaj / ustavi) z uporabo enosmernega motorja, ki je nameščen v vozilu. Če katera koli ovira, postavljena v vrstici, IR senzor ne sprejme svetlobnih žarkov in daje signale mikrokrmilniku. Mikrokrmilnik bo vozilo takoj ustavil in sirena se bo vklopila. Po eni minuti bo robot preveril stanje poti, če bo ovira odstranjena, robot se premakne daleč, sicer se bo robot vrnil na začetno mesto. Senzor zazna predmete s kratkim ultrazvočnim izbruhom in nato prisluhne eco. Pod nadzorom gostiteljskega mikrokrmilnika senzor odda kratko eksplozijo 40 kHz. Ta eksplozija se odpravi ali potuje po zraku in zadene izdelek, nato pa se ponovno odbije do senzorja. Tipalo gostitelju zagotavlja izhodni impulz, ki se konča, ko se zazna odmev, zato program v izračun vnese širino enega impulza do naslednjega, da zagotovi rezultate na daljavo predmeta.


dva. Zaznavanje poti (senzor bližine):

Običajni vzrok sta tako senzorja, ki dajeta smernice, kot tudi robot, ki gre naravnost po poti. Ko se črta takrat konča, se robot obrne na 180 in se obrne nazaj na isto mesto.

Biti na spletu

Biti na spletu

Senzorji bližine se uporabljajo za zaznavanje poti. Ko desnega senzorja v krivulji ni zaznati, mikrokrmilnik aktivira levi motor, da zavije levo, dokler ne pride signal desnega senzorja. Ko signal zazna desni senzor, se motorja aktivirata za naprej. Ko se črta takrat konča, se robot obrne na 180 in se obrne nazaj na isto mesto.

Izguba linije

Izguba linije

3. Ultrazvočni senzor:

Ultrazvočni senzor se uporablja za odkrivanje ovir. Ultrazvočni senzor oddaja ultrazvočne valove iz glave senzorja in spet sprejema ultrazvočne valove, ki se odbijajo od predmeta.

Obstaja veliko aplikacij, ki uporabljajo ultrazvočne senzorje, kot so alarmni sistemi z navodili, samodejni odpirači vrat itd. Ultrazvočni senzor je zelo kompakten in ima zelo visoko zmogljivost.

Splošni diagram ultrazvočnega senzorja

Splošni diagram ultrazvočnega senzorja

Načelo dela:

Ultrazvočni senzor oddaja kratek in visokofrekvenčni signal. Ti se širijo v zraku s hitrostjo zvoka. Če zadenejo kateri koli predmet, potem senzorju odsevajo odmevni signal. Ultrazvočni senzor je sestavljen iz multivibratorja, pritrjenega na dno. Multivibrator je kombinacija resonatorja in vibratorja. Resonator oddaja ultrazvočni val, ki ga ustvarjajo vibracije. Ultrazvočni senzor je sestavljen iz dveh delov oddajnika, ki proizvaja 40 kHz zvočnega vala, detektor pa zazna 40 kHz zvočnega vala in pošlje električni signal nazaj v mikrokrmilnik.

Načelo ultrazvočnega dela

Načelo ultrazvočnega dela

Ultrazvočni senzor omogoča robotu, da praktično vidi in prepozna predmet, se izogne ​​oviram, izmeri razdaljo. Območje delovanja ultrazvočnega senzorja je od 10 cm do 30 cm.

Delovanje ultrazvočnega senzorja:

Ko se na ultrazvočni pretvornik odda električni impulz visoke napetosti, ta zavibrira skozi določen frekvenčni spekter in ustvari izbruh zvočnih valov. Kadarkoli pred ultrazvočnim senzorjem pride katera koli ovira, se zvočni valovi odražajo v obliki odmeva in ustvarjajo električni impulz. Izračuna čas med pošiljanjem zvočnih valov in sprejemom odmeva. Vzorci odmeva bodo primerjani z vzorci zvočnih valov, da se določi stanje zaznanega signala.

Opomba: Ultrazvočni sprejemnik mora zaznati signal ultrazvočnega oddajnika, medtem ko oddajajoči valovi udarijo o predmet. Kombinacija teh dveh senzorjev bo robotu omogočila, da zazna predmet na svoji poti. Ultrazvočni senzor je pritrjen pred robotom in ta senzor bo robotu pomagal tudi pri navigaciji skozi dvorano katere koli stavbe.

Uporaba ultrazvočnega senzorja:

  • Samodejni preklop prometne signalizacije
  • Protivlomni alarmni sistem
  • Števec instrumentov dostop stikala parkomerov
  • Zunanji sonar avtomobilov

Značilnosti ultrazvočnega senzorja:

  • Kompakten in lahek
  • Visoka občutljivost in visok tlak
  • Visoka zanesljivost
  • Poraba energije 20mA
  • Impulzna komunikacija vhod / izhod
  • Ozek kot sprejemanja
  • Zagotavlja natančne ocene brezkontaktne ločitve znotraj 2 cm do 3 m
  • Lučka LED točke eksplozije prikazuje ocene napredka
  • 3-pinska glava omogoča enostavno povezavo s pomočjo servo razvojne povezave

Uporabe robotskega vozila za izogibanje oviram:

  • Še posebej vojaške aplikacije
  • Uporablja se lahko za mestne vojne

Zdaj imamo jasno idejo o konceptu robotskega vozila, ki uporablja ultrazvočni senzor za odkrivanje ovir, če bodo nadaljnja vprašanja o tej temi ali konceptu električnih in elektronskih projektov pustila komentarje spodaj.

Foto: