在本節課的實驗中,我們要在上節課8字舞機器人的基礎上對機器人進行改裝,為它 裝上左右轉向燈。裝了轉向燈的機器人,在跳8字舞時就可以用燈光指示方向了。當它 沿順時針方向轉動時,智能程序會將右燈點亮;沿逆時針方向轉動時,則將左燈點亮
實驗器材
· 已經組裝好的機器人;
·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,將右轉向燈連接D5 號口,左轉向燈連接D3號口,如圖4-6所示。
2.編寫程序
然后,請同學們將圖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號口的右轉向燈點亮,左轉向燈熄滅,同時機器人向右轉彎 (順時針轉圓圈)。
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(5,LOW);
analogWrite(11,120);
analogWrite(13,200);
相應地,這4條語句是讓右燈熄滅,左燈點亮,同時機器人向左轉彎(逆時針轉方向圓 圈)了。
3.下載程序,觀察現象
現在,我們將機器人連接到計算機上,然后按照我們已經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,轉向燈是否已經在跳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行器共同工作,用灰色的RJ11 線連接各種傳感器 和執行器,而不用擔心線路連錯或連反,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動方式—雙輪差速驅動,左輪和右輪以同樣的速率向前轉動,機器人向正前方前進;左輪和右輪 以同樣的速率向后轉動,轉彎半徑的大小取決于左右兩個輪子的轉動速度之差
機器龜有一個PWM驅動的活動 底盤,底盤上搭載了一個可旋轉的傳感器平臺,機器人頭部設置了一個距離傳感 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的動 片,碰到物體后,金屬絲和銅管內壁接觸,電路導通,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-從神經元結構,前腿帶著后腿走,前腿的動作幅度大于后腿。這樣的設計可以使機器人跨越路面上的一些小障礙
神經網絡中最關鍵的元件是電阻R3,R3的阻值過小,左、 右兩側機體就無法協調運轉,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元電路使用;74HC245 是小型BEAM 機器人常用的雙向電機驅動芯片
電機為機器人制作中常用的N20 微型減速電機,標稱電壓為6V;感光元件串聯在電源兩端;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動的可以自由活動的小 車式底盤。身體相當于機器人的骨架,機器人的傳感器和控制器都搭載在它上面。 車輪和電機構成了機器人的運動器官
上位機軟件負責根據誤差信號,伺服控制器從主機得到控制指令,進行適當的處理后產生相應的PWM 電機控制信號控制電機轉動,利用上位機的 CMOS 定時來實現,可以精確到微秒級