在本節(jié)課的實驗中,我們要在上節(jié)課8字舞機器人的基礎(chǔ)上對機器人進行改裝,為它 裝上左右轉(zhuǎn)向燈。裝了轉(zhuǎn)向燈的機器人,在跳8字舞時就可以用燈光指示方向了。當(dāng)它 沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,智能程序會將右燈點亮;沿逆時針方向轉(zhuǎn)動時,則將左燈點亮
實驗器材
· 已經(jīng)組裝好的機器人;
·USB 連接線;
· 個人計算機;
· 主控器及擴展板;
·LED 小燈模塊兩個。
實驗步驟
1.連接機器人
將機器人、擴展板和小燈模塊連接好,將右轉(zhuǎn)向燈連接D5 號口,左轉(zhuǎn)向燈連接D3號口,如圖4-6所示。
2.編寫程序
然后,請同學(xué)們將圖4-7中的程序輸入計算機并保存。
下面為代碼中讓轉(zhuǎn)向燈亮滅的語句:
digitalWrite(3,LOW);
digitalWrite(5,HIGH);
analogWrite(11,200);
analogWrite(13,120);
這4條語句會讓連接5號口的右轉(zhuǎn)向燈點亮,左轉(zhuǎn)向燈熄滅,同時機器人向右轉(zhuǎn)彎 (順時針轉(zhuǎn)圓圈)。
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(5,LOW);
analogWrite(11,120);
analogWrite(13,200);
相應(yīng)地,這4條語句是讓右燈熄滅,左燈點亮,同時機器人向左轉(zhuǎn)彎(逆時針轉(zhuǎn)方向圓 圈)了。
3.下載程序,觀察現(xiàn)象
現(xiàn)在,我們將機器人連接到計算機上,然后按照我們已經(jīng)熟悉了的操作步驟編譯和下 載程序,并且觀察跳8字舞機器人的運行狀況,轉(zhuǎn)向燈是否已經(jīng)在跳8字舞的同時正確亮 起了呢?
機器人的主控制器可以用這些插針和各種傳感器或執(zhí)行器共同工作,用灰色的RJ11 線連接各種傳感器 和執(zhí)行器,而不用擔(dān)心線路連錯或連反,連接時如果聽到“咔嚓”就代表連接成功
常見的一種機器人驅(qū)動方式—雙輪差速驅(qū)動,左輪和右輪以同樣的速率向前轉(zhuǎn)動,機器人向正前方前進;左輪和右輪 以同樣的速率向后轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)彎半徑的大小取決于左右兩個輪子的轉(zhuǎn)動速度之差
機器龜有一個PWM驅(qū)動的活動 底盤,底盤上搭載了一個可旋轉(zhuǎn)的傳感器平臺,機器人頭部設(shè)置了一個距離傳感 器,底盤下裝有4個邊緣傳感器
制作靜片使用的材料是端子芯和黃銅管,把一根有彈性的金屬絲套在銅管里做開關(guān)的動 片,碰到物體后,金屬絲和銅管內(nèi)壁接觸,電路導(dǎo)通,以用電阻引腳彎個圓圈做成靜片
電機的布局建議稍微靠后,給兩條前腿留出多 一點活動空間。因為前面制作的CPG 是主-從神經(jīng)元結(jié)構(gòu),前腿帶著后腿走,前腿的動作幅度大于后腿。這樣的設(shè)計可以使機器人跨越路面上的一些小障礙
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最關(guān)鍵的元件是電阻R3,R3的阻值過小,左、 右兩側(cè)機體就無法協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn),機器人就好像喝醉了一樣。實際R3的阻值可以選取 1~10MΩ
,74HC240,4個,光敏二極管,2個,0.22μF無極電容,6個,微型電機,2個,1MΩ電阻,6個,1.5MΩ電阻,2個,PC電源端子(母,拆芯),2位,小型壓線端子(拆芯),2位,3mm黃銅管(可選),1小段,RCA插頭尾簧,1個
光電跟蹤頭的感光元件可以使用任何規(guī)格的光敏二極管或紅外線接收二極管;74HC240 在這里作為兩組神經(jīng)元電路使用;74HC245 是小型BEAM 機器人常用的雙向電機驅(qū)動芯片
電機為機器人制作中常用的N20 微型減速電機,標(biāo)稱電壓為6V;感光元件串聯(lián)在電源兩端;芯片的第1/19腳為 使能端,實際使用中要接低電平;端子芯取自工業(yè)連接器里面的接線排座
機器人電子部分的主要元件使用的三極管是C1815, 可以替換成電流更大的8050,也可以使 用其他型號的小功率NPN 型三極管。鋰電池充電器用一個報廢的摩托羅拉手機充電器(標(biāo)稱輸出 4.4V/1A)改造而成
機器人的身體。身體是一個由兩個電機驅(qū)動的可以自由活動的小 車式底盤。身體相當(dāng)于機器人的骨架,機器人的傳感器和控制器都搭載在它上面。 車輪和電機構(gòu)成了機器人的運動器官
上位機軟件負責(zé)根據(jù)誤差信號,伺服控制器從主機得到控制指令,進行適當(dāng)?shù)奶幚砗螽a(chǎn)生相應(yīng)的PWM 電機控制信號控制電機轉(zhuǎn)動,利用上位機的 CMOS 定時來實現(xiàn),可以精確到微秒級