Создан необычный робот с доступным способом управления

Содержание

Вот они, роботы будущего. Кто заменит вас через 10 лет

Создан необычный робот с доступным способом управления

Лет 20 назад все мечтали: «Вкалывают роботы – счастлив человек». Но тогда, говоря объективно, устройства вроде Электроника из популярного фильма казались совершенной фантастикой.

Чего уже достигла робототехника и какие необычных роботов уже изобрели?

Источник: https://www.iphones.ru/iNotes/vot-oni-roboty-budushchego-kto-zamenit-vas-cherez-10-let-11-14-2018

Простое удалённое управление с компьютера роботом

Создан необычный робот с доступным способом управления

Здравствуй, Хабрахабр! Я сидел вечером 11 июня, смотрел фильм. Неожиданно для себя я обнаружил, что мне написала незнакомая мне ранее женщина с предложением сделать робота для их нового квеста.

Суть заключается в том, что нужно разгадывать головоломки, исследовать тайники, правильно применять подсказки, использовать доступные вещи и в итоге добывать ключи и открывать двери… От меня требовалось сделать робота, управляемого с компьютера с помощью отдельной программы.

У мебя были сомнения по поводу некоторых проблем, например: успею ли я и как именно сделать беспроводную передачу данных (беспроводной передачей данных я занимался до этого только на NXT)? Взвесив все за и против я согласился. После этого я стал думать над передачей данных.

Поскольку требовалось сделать робота быстро, то вспоминать и доосваивать, например, Delphi не было времени, поэтому возникла идея сделать модуль который будет заниматься отправкой команд. От компьютера требуется просто посылать данные в СОМ-порт. Этот способ странный, но наиболее быстрый. Его я и хочу описать здесь. Так же я приложу 3 программы которые помогут сделать радиоуправляемую машинку.

Сборка передатчика и его программа

Я сделал модуль для компьютера из FTDI Basic Breakout 5/3.3V от DFrobot, довольно распространённого микроконтролера ATMEGA 328P-PU с загрузчиком Arduino и радиомодуля на основе микросхемы nRF24L01. По-сути это просто Arduino Uno с радиомодулем. Что есть, то есть. У радиомодуля есть особенность, которую я не сразу заметил: входное напряжение должно быть в диапазоне от 3 до 3.

6 вольт (хотя подача на него 5 вольт его не убьёт, но работать не будет), верхняя граница логической единицы составляет 5В. Это означает то, что для подключения радиомодуля к меге не нужен преобразователь уровней между 3.3В и 5В, а вот стабилизатор на 3.3В установить нужно. У FTDI есть встроенный стабилизатор, от него я и подпитал радиомодуль.

Так выглядит сам модуль (внутри и в сборке) :

Программа состоит из инициализации, стартового сообщения и обработки команд из программы управления. Так было в моём случае. Основные команды библиотеки Mirf: #include #include #include #include #include Эти библиотеки нужны для работы радиомодуля Mirf.csnPin = 4 — задаёт номер пина, отвечающего за «разрешение общаться» радиомодуля и МК Mirf.cePin = 6 — задаёт номер пина, отвечающего за режим работы радиомодуля (приёмник/передатчик) Mirf.spi = &MirfHardwareSpi — настраивает линию SPI Mirf.init() — инициализирует радиомодуль Mirf.payload = 1 — размер в байтах одного сообщения (поумолчанию 16, максимум 32) Mirf.channel = 19 — задаёт канал (0 — 127, по умолчанию 0) Mirf.config() — задаёт параметры передачи Mirf.setTADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим передатчика Mirf.setRADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим приёмника Mirf.send(data) — отправляет массив типа byte Mirf.dataReady() — сообщает об окончании обработки принятых данных Mirf.getData(data) — записать принятые данные в массив data Mirf.setTADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим передатчика Mirf.setRADDR((byte *)«serv1») — переводит радиомодуль в режим приёмника Mirf.send(data) — отправляет массив типа byte Mirf.dataReady() — сообщает об окончании обработки принятых данных Mirf.getData(data) — записать принятые данные в массив data

Прилагаю код программы передатчика.

Программа передатчика#include #include #include #include #include char active; byte data[1]; void setup() { Serial.begin(19200); Mirf.csnPin = 4; Mirf.cePin = 6; Mirf.spi = &MirfHardwareSpi; Mirf.init(); Mirf.payload = 1; Mirf.channel = 19; Mirf.config(); Mirf.setTADDR((byte *)«serv1»); //сигнальное сообщение о начале работы data[0]=7; Mirf.send(data); delay(200); } void loop() { if (Serial.available()) //Если данные готовы к считыванию { active=Serial.read(); // Запись данных в переменную } if (active=='2') { data[0]=2; } if (active=='3') { data[0]=3; } if (active=='4') { data[0]=4; } if (active=='5') { data[0]=5; } if (active=='6') { data[0]=6; } Mirf.send(data); //Отсылаем данные while(Mirf.isSending()); // Ждём пока данные отсылаются }

Программа управления

Есть одна интересная штука — Processing. Синтаксис такой же как в Arduino, только вместо void loop() там расположился void draw(). Но она становилась ещё более интересной в моей ситуации с библиотекой processing Serial, которая позволяет работать с сериал-портом.

Прочитав уроки на сайте Spurkfun`а, я поигрался с миганием светодиода на подключенной к компьютеру ардуинке по клику мышки. После этого я написал программу управления роботом с клавиатуры. Прилагаю код управления с помощью стрелок. В нём, в принципе, ничего необычного нет. Программа управления машинкойimport processing.serial.*; import cc.arduino.

*; Serial myPort; PFont f=createFont(«LetterGothicStd-32.vlw», 24); void setup() { size(360, 160); stroke(255); background(0); textFont(f); noCursor(); String portName = «XXXX»; // Сюда нужно написать имя вашего порта myPort = new Serial(this, portName, 19200); } void draw() { if (keyPressed == false) { clear(); myPort.

write('6'); println(«6»); } } void keyPressed() { // 10 — enter // 32 — probel // 37/38/39/40 — keys clear(); fill(255); textAlign(CENTER); //text(keyCode, 180, 80); switch(keyCode) { case 37: text(«Edem vlevo», 180, 80); myPort.write('1'); break; case 38: text(«Edem pryamo», 180, 80); myPort.

write('2'); break; case 39: text(«Edem vpravo», 180, 80); myPort.write('3'); break; case 40: text(«Edem nazad», 180, 80); myPort.write('4'); break; default: text(«Takoy kommandi net», 180, 80); myPort.write('6'); break; } }

Программа приёмника

Инициализация этой программы отличается от инициализации программы передатчика буквально одной строчкой. Ключевая команда в бесконечном цикле Mirf.getData(data). Дальше полученная команда сравнивается с числами, которым соответствуют какие-либо действия робота. Ну а дальше робот действует точно по командам. Прилагаю код программы приёмника машинки.

Программ машинки#include #include #include #include #include void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(13, OUTPUT); //LED Mirf.csnPin = 10; Mirf.cePin = 9; Mirf.spi = &MirfHardwareSpi; Mirf.init(); Mirf.payload = 1; Mirf.channel = 19; Mirf.config(); Mirf.setRADDR((byte *)«serv1»); } void loop() { byte data[1]; if(!Mirf.isSending() && Mirf.dataReady()) { Mirf.getData(data); Serial.println(data[0]); } switch (data[0]) { case 1: motors(-100, 100); // поворачиваем влево break; case 2: motors(100, 100); // едем прямо break; case 3: motors(100, -100); // поворачиваем вправо break; case 4: motors(-100, -100); // едем назад break; default: motors(0, 0); // стоим break; } delay(50); }

Заключение

Что из этого всего вышло:

Этого робота я сделал для «Клаустрофобии». Они проводят квесты в реальности в разных городах, и как раз для одного из таких квестов организаторам понадобился радиоуправляемый робот-сапер. Мне понравилось.

Это, конечно, ущербно, т.к. на фоне управления с помощью встроенных в ноутбук средств связи, но зато своё, сделанное весьма быстро и без особых проблем. Надеюсь эта статья поможет сделать нечто подобное, а, может, даже сложнее.

Тут уж кому что захочется.

Источник: https://habr.com/post/229605/

Обзор игрушечного робота Xiaomi Mi Bunny MITU Block Robot

Создан необычный робот с доступным способом управления

Современный многофункциональный робот Xiaomi Mi Bunny MITU Block Robot после своего официального запуска оказался интересен не только детям. Как отметили некоторые инсайдеры, игрушечным роботом не на шутку увлеклись многие взрослые, по крайней мере, в Китае уж точно!

В чем секрет ошеломительного успеха этой игрушки? Попробуем разобраться далее.

Комплектация

В состав набора вошло порядка 978 деталей, выполненных не в ярких и «кричащих» цветах, как обычно это любят китайцы, а во вполне сдержанных оттенках. Разработчики уверяют, что материал, из которого сделан робот, экологически чистый и не вызывает раздражений на коже.

Конечно, проверить это самостоятельно в домашних условиях невозможно, однако субъективно, конструктор не пахнет, он достаточно прочен и приятен на ощупь.

Стоит отметить, что большинство деталей уж очень напоминают таковые из наборов Lego и Lego Creator. Они отлично дополняют друг друга, а точность деталей конструктора Сяоми ничем не уступает оригиналу.

В коробке можно найти множество всяких механических деталей, в том числе всевозможные крепления, шестеренки и другие.

Помимо этого в набор включены два сервопривода, в котором есть несколько отверстий для крепежа составляющих конструктора. Моторчики способны разгоняться до 132 оборотов за одну минуту.

Все детали собираются воедино и могут управляться через командный блок.

Управление

Корпус выглядит довольно аккуратненько. Внутри него скрыт чипсет, динамики и аккумулятор. Процессор игрушечного робота – ARM Cortex-M3 – работает с частотой до 71 МГц и имеет память в 32 мегабайта. Каких-либо существенных отличий от других чипсетов базового уровня в принципе нет.

На передней панели командного блока можно заметить кнопку «вкл./выкл.» и светодиодный индикатор.

Сзади установлены 4 USB Type-C. Любой из них подойдет для зарядки и для соединения с внешними устройствами.

В комплекте идет и гироскоп, который установлен в блоке управления – он необходим для строительства основной фигуры.

Аккумулятор мощностью 1 650 мА•ч прочно закреплен в «своем» специальном отсеке. Зарядки хватает на несколько дней непрерывной эксплуатации Mi Bunny MITU Block Robot.

Как собирается конструктор?

Инструкция, идущая в комплекте, цветная. Создатели буквально ее «разжевали» – пользователям осталось ее только «проглотить». Со сборкой игрушки справится даже ребенок.

Недостатком набора стало чрезвычайная точность изготовления деталей. После того, как составляющие собраны, разъединить их становится довольно сложно – для детей сделать это практически невозможно, хотя Mi Bunny MITU Block Robot рассчитан по большему счету для подростков 10-14 лет.

Однако это замечательный способ провести вместе с детьми совместный досуг.

Возможности игрушечного робота

MITU Block Robot можно собрать в одном из предложенных вариантов:

• робот-воин;

• тиранозавр;

• мотобайк;

• космический корабль.

Одно «но»: в прилагаемой инструкции рассказано только как собрать робота-воина. Если есть желание поэкспериментировать и разнообразить формы конструктора, нужно скачать на свой телефон приложение.

Но мы остановимся только на классическом варианте робота-воина. Сборка конструкции заняла практически полдня. Однако процесс достаточно увлекательный и наверняка заинтересует всех домочадцев.

Чтобы заставить робота Сяоми двигаться, стоит всего лишь нажать кнопочку на командной панели. Гироскоп, встроенный также в приборную панель, в некотором роде является амортизатором и помогает игрушке не упасть.

Во время движения у конструктора крутятся пушки, которые связаны с шасси с помощью ременного привода.

Разрушить конструкцию достаточно трудно – робот рассчитан на перенос грузов массой более 3 килограмм.

Другие возможности MITU Block Robot

Управлять собранной игрушкой можно через специальное приложение, установленное на смартфон. Ссылка на скачивание программы указано в инструкции по сборке. Не столь критично, какой у вас телефон, главное – поддержка устройством Bluetooth.

Приложение поддерживается операционной системой Android 4.3 и выше и iOS 6 и выше. Стоит уточнить, что после того, как программа установлена, необходимо ввести данные с аккаунта Mi или зарегистрироваться на сайте Xiaomi.

Подключаем игрушечного робота к приложению и на экране появляются данные о состоянии заряда аккумулятора конструктора. Вообще, пользователям доступны три варианта работы с роботом:

• Составление маршрута – одним движением пальца на дисплее мобильного телефона можно буквально нарисовать предполагаемый маршрут игрушки.

• Геймпад. На дисплее высвечивается классический игровой манипулятор.

• Программирование конструктора. Пользователь может самостоятельно задавать действия – очень похоже на классическое программирование.

Несомненно, каждый из предложенных режимов хорош, однако именно третий делает китайский конструктор неким подобием «юного программиста» – аналогом развивающей игрушки для подростков.

Не экономьте на своих детях!

Xiaomi Mi Bunny MITU Block Robot – отличный способ познакомить ребенка с новым миром робототехники. К тому же такие конструкторы развивают мелкую моторику (рачительные родители знают важность этого), мышление и фантазию. Ребенок приобщается к миру механики – это гораздо лучше ежедневного детского зависания в компьютере.

Цена робота Xiaomi Mi Bunny MITU Block Robot в нашем интернет-магазине составляет порядка 8500 рублей – это почти в два раза дешевле стоимости подобного конструктора производства компанией LEGO.

Источник: https://xiacom.ru/reviews/obzor-igrushechnogo-robota-xiaomi-mi-bunny-mitu-block-robot/

Основы робототехники

Создан необычный робот с доступным способом управления

Роботехника – сравнительно новое и интенсивно развивающееся научное направление, вызванное к жизни необходимостью освоения новых сфер и областей деятельности человека, а также потребностью широкой автоматизации современного производства, направленной на резкое повышение его эффективности.

Использование автоматических программируемых устройств – роботов – в исследовании космоса и океанских глубин, а с 60-х гг.

нашего столетия и в производственной сфере, быстрый прогресс в области создания и использования роботов в последние годы обусловили необходимость интеграции научных знаний ряда смежных фундаментальных и технических дисциплин в едином научно-техническом направлении – робототехнике.

Идея создания роботов – механических устройств, своим внешним видом и действиями подобных людям или каким-либо живым существам, увлекала человечество с незапамятных времен.

Даже в легендах и мифах человек стремился создать образ рукотворных существ, наделенных фантастической физической силой и ловкостью, способных летать, жить под землей и водой, действовать самостоятельно и в то же время беспрекословно подчиняться человеку и выполнять за него самую тяжелую и опасную работу. Еще в “Илиаде” Гомера (VI в.

до н. э.) говорится о том, что хромоногий кузнец Гефест, бог огня и покровитель кузнечного ремесла, выковал из золота девушек, которые исполняли его поручения.

… Навстречу ему золотые служанки вмиг подбегали,Подобные девам живым, у которыхРазум в груди заключен и голос, и сила,Которых самым различным трудам обучалиБессмертные боги…

У современного человека эти “служанки” непременно ассоциируются с антропоморфными, т.е. созданными по образу и подобию человека, автоматическими универсальными устройствами – роботами.

Теория робототехники опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Сегодня человечество практически вплотную подошло к тому моменту, когда роботы будут использоваться во всех сферах жизнедеятельности. Поэтому курсы робототехники и компьютерного программирования необходимо вводить в образовательные учреждения.

Изучение робототехники позволяет решить следующие задачи, которые стоят перед информатикой как учебным предметом. А именно, рассмотрение линии алгоритмизация и программирование, исполнитель, основы логики и логические основы компьютера.

Также изучение робототехники возможно в курсе математики (реализация основных математических операций, конструирование роботов), технологии (конструирование роботов, как по стандартным сборкам, так и произвольно), физики (сборка деталей конструктора, необходимых для движения робота-шасси).

Классы роботов

Манипуляционный робот — автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Мобильный робот — автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы.

Приводы — это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Двигатели постоянного тока: В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые могут быть нескольких видов.

Шаговые электродвигатели: Как можно предположить из названия, шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока.

Они поворачиваются пошагово на определённый угол под управлением контроллера.

Это позволяет обойтись без датчика положения, так как угол, на который был сделан поворот, заведомо известен контроллеру; поэтому такие двигатели часто используются в приводах многих роботов и станках с ЧПУ.

Пьезодвигатели: Современной альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели. Принцип их работы весьма оригинален: крошечные пьезоэлектри

ческие ножки, вибрирующие с частотой более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Преимуществами подобных двигателей являются высокое нанометрическое разрешение, скорость и мощность, несоизмеримая с их размерами. Пьезодвигатели уже доступны на коммерческой основе и также применяются на некоторых роботах.

Воздушные мышцы: Воздушные мышцы — простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги. При накачивании сжатым воздухом мышцы способны сокращаться до 40 % от своей длины.

Причиной такого поведения является плетение, видимое с внешней стороны, которое заставляет мышцы быть или длинными и тонкими, или короткими и толстыми[источник не указан 987 дней].

Так как способ их работы схож с биологическими мышцами, их можно использовать для производства роботов с мышцами и скелетом, аналогичными мышцам и скелету животных.

Электроактивные полимеры: Электроактивные полимеры — это вид пластмасс, который изменяет форму в ответ на электрическую стимуляцию.

Они могут быть сконструированы таким образом, что могут гнуться, растягиваться или сокращаться.

Впрочем, в настоящее время нет ЭАП, пригодных для производства коммерческих роботов, так как все ныне существующие их образцы неэффективны или непрочны.

Эластичные нанотрубки: Это — многообещающая экспериментальная технология, находящаяся на ранней стадии разработки.

Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет волокну эластично деформироваться на несколько процентов. Человеческий бицепс может быть заменён проводом из такого материала диаметром 8 мм.

Подобные компактные «мышцы» могут помочь роботам в будущем обгонять и перепрыгивать человека.

Способы перемещения

Колёсные и гусеничные роботы

Шагающие роботы

Другие методы перемещения:

  • Летающие роботы (в том числе БПЛА – беспилотные летательные аппараты).
  • Ползающие роботы.
  • Роботы, перемещающиеся по вертикальным поверхностям.
  • Плавающие роботы.

Под управлением роботом понимается решение комплекса задач, связанных с адаптацией робота к кругу решаемых им задач, программированием движений, синтезом системы управления и её программного обеспечения.

По типу управления робототехнические системы подразделяются на:

1.     Биотехнические:

1.1.   командные (кнопочное и рычажное управление отдельными звеньями робота);

1.2.   копирующие (повтор движения человека, возможна реализация обратной связи, передающей прилагаемое усилие, экзоскелеты);

1.3.   полуавтоматические (управление одним командным органом, например, рукояткой всей кинематической схемой робота);

2.     Автоматические:

2.1.   программные (функционируют по заранее заданной программе, в основном предназначены для решения однообразных задач в неизменных условиях окружения);

2.2.   адаптивные (решают типовые задачи, но адаптируются под условия функционирования);

2.3.   интеллектуальные (наиболее развитые автоматические системы);

3.     Интерактивные:

3.1.   автоматизированные (возможно чередование автоматических и биотехнических режимов);

3.2.   супервизорные (автоматические системы, в которых человек выполняет только целеуказательные функции);

3.3.   диалоговые (робот участвует в диалоге с человеком по выбору стратегии поведения, при этом как правило робот оснащается экспертной системой, способной прогнозировать результаты манипуляций и дающей советы по выбору цели).

Среди основных задач управления роботами выделяют такие:

  • планирование положений;
  • планирование движений;
  • планирование сил и моментов;
  • анализ динамической точности;
  • идентификация кинематических и динамических характеристик робота.

В развитии методов управления роботами огромное значение имеют достижения технической кибернетики и теории автоматического управления.

Подвиды современных роботов:

  • Бытовые роботы
  • Роботы для обеспечения безопасности
  • Боевые роботы

К настоящему времени роботы внедрены во многие сферы деятельности человека и продолжают дополнять и иногда заменять людской труд как в опасных видах деятельности, так и в повседневной жизни.

робототехника

Источник: https://neuronus.com/theory/robo/631-osnovy-robototekhniki.html

Управление роботом может происходить разными способами

Создан необычный робот с доступным способом управления

Управление роботом является сложной задачей. Определение, которое мы выбрали для «робота», требует, чтобы устройство получало данные о своей среде. Затем принимало решение и предпринимало соответствующие действия. Роботы могут быть автономными и полуавтономными.

  1. Автономный робот работает по заданному алгоритму исходя из поступающих от датчиков данных.
  2. У полуавтономного робота есть задачи, которые контролируются человеком. И дополнительно есть другие задачи, которые он выполняет сам по себе…

Полуавтономные роботы

Хорошим примером полуавтономного робота является сложный подводный робот. Человек контролирует основные движения робота. И в это время бортовой процессор измеряет и реагирует на подводные токи.

Это позволяет держать робота в одном и том же положении без дрейфа. Камера на борту робота отправляет видео обратно человеку.

Дополнительно бортовые датчики могут отслеживать температуру воды, давление и многое другое.

Если робот теряет связь с поверхностью, то включается автономная программа и поднимает подводного робота на поверхность. Для того, чтобы иметь возможность управлять своим роботом, нужно будет определить его уровень автономности. Возможно вы хотите чтобы управление роботом осуществлялось по кабелю, было беспроводное или полностью автономное.

Управление по кабелю

Самый простой способ управления роботом — это ручной контроллер, физически подключенный к нему с помощью кабеля. Переключатели, ручки, рычаги, джойстики и кнопки на этом контроллере позволяют пользователю управлять роботом без необходимости включать сложную электронику.

В этой ситуации двигатели и источник питания могут быть подключены непосредственно к переключателю. Следовательно, можно контролировать его вращение вперед / назад. Это используется обычно в транспортных средствах.

Они не имеют интеллекта и считаются скорее «дистанционно управляемыми машинами», чем «роботами».

  • Основными преимуществами такого подключения является то, что робот не ограничивается временем работы. Так как он может быть подключен непосредственно к сети. Не нужно беспокоиться о потере сигнала. Робот, как правило, имеет минимум электроники и не очень сложный. Сам робот может быть легким или иметь дополнительную полезную нагрузку. Робота можно извлечь физически при помощи троса, прикрепленного к кабелю, если что-то пойдет не та. Это особенно актуально для подводных роботов.
  • Основными недостатками является то, что трос может запутаться, зацепиться за что-то, или оборваться. Расстояние, на которое можно отправить робота, ограничено длиной троса. Перетаскивание длинного троса добавляет трение и может замедлить или даже остановить движение робота.

Управление роботом при помощи кабеля и встроенного микроконтроллера

Следующим шагом будет установка микроконтроллера на робота, но при этом продолжать использовать кабель.

Подключение микроконтроллера к одному из портов ввода / вывода вашего компьютера (например, USB-порт) позволяет вам управлять своими действиями.

Управление происходит с помощью клавиатуры, джойстика или другого периферийного устройства. Добавление микроконтроллера в проект также может потребовать, чтобы вы запрограммировали робота на входные сигналы.

  • Основные преимущества такие же, как и при непосредственном управлении по кабелю. Может быть запрограммировано более сложное поведение робота и его реакция на отдельные кнопки или команды. Имеется большой выбор управления контроллером (мышь, клавиатура, джойстик и т. д.). Добавленный микроконтроллер имеет встроенные алгоритмы. Это означает, что он может взаимодействовать с датчиками и принимать определенные решения самостоятельно.
  • К недостаткам относится более высокая стоимость из-за наличия дополнительной электроники. Другие недостатки такие же как и при непосредственном управлении роботом по кабелю.

Управление по Ethernet

Используется разъёмEthernet RJ45.  Для управления нужно Ethernet соединение. Робот физически подключен к маршрутизатору. Следовательно его можно контролировать через Интернет. Также это возможно (хотя и не очень практично) для мобильных роботов.

Настройка робота, который может общаться через Интернет, может быть довольно сложной. В первую очередь предпочтительным является соединение WiFi (беспроводной интернет).

Проводная и беспроводная комбинация также являются опцией, где есть приемопередатчик (передача и прием).

Приемопередатчик физически подключен к Интернету, и данные, полученные через Интернет, затем передаются беспроводным способом роботу.

  • Преимуществами является то, что робота можно контролировать через интернет из любой точки мира. Робот не ограничен по времени работы, так как он может использовать Power over Ethernet. PoE. Это технология, которая позволяет передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару по сети Ethernet. Использование интернет-протокола (IP) может упростить и улучшить схему связи. Преимущества те же, что и при прямом проводном компьютерном управлении.
  • Недостатком является более сложное программирование и те же недостатки, что и при управлении по кабелю.

Управление при помощи ИК-пульта

Инфракрасные передатчики и приемники исключают кабель, соединяющий робота с оператором. Это, как правило, используется начинающими. Для работы инфракрасного управления требуется «линия визирования». Приемник должен иметь возможность «видеть» передатчик в любое время, чтобы получать данные.

Инфракрасные пульты дистанционного управления (такие, как универсальные пульты дистанционного управления, для телевизоров), используются для отправки команд инфракрасному приемнику, подключенному к микроконтроллеру. Он затем интерпретирует эти сигналы и контролирует действия робота.

  • Преимуществом является низкая стоимость. Для управления роботом можно использовать простые пульты дистанционного управления телевизором.
  • Недостатки в том, что требуется прямая видимость для управления.

Радиоуправление

Для управления при помощи радиочастот требуется передатчик и приемник с небольшими микроконтроллерами для отправки, приема и интерпретации данных, передаваемых по радиочастоте (RF).

В коробке приемника имеется печатная плата (печатная плата), которая содержит приемный блок и небольшой контроллер сервомотора. Для радиосвязи требуется передатчик, согласованный / сопряженный с приемником.

Возможно использование трансивера, который может отправлять и принимать данные между двумя физически разными средами систем связи.

Радиоуправление не требует прямой видимости и может быть осуществлено на большом расстоянии. Стандартные радиочастотные устройства могут обеспечивать передачу данных между устройствами на расстоянии до нескольких километров. В то время как более профессиональные радиочастотные устройства могут обеспечивать управление роботом практически на любом расстоянии.

Многие конструкторы роботов предпочитают изготавливать  полуавтономных роботов с радиоуправлением. Это позволяет роботу быть максимально автономным, обеспечивать обратную связь с пользователем. И может давать пользователю некоторый контроль над некоторыми его функциями в случае необходимости.

  • Преимуществами является возможность управлять роботом на значительных расстояниях, может просто настраиваться. Связь является всенаправленной, но может не проходить сигнал полной блокировке стенами или препятствиями.
  • Недостатками является очень низкая скорость передачи данных (только простые команды). Дополнительно нужно обращать внимание на частоты.

Управление по Bluetooth

Bluetooth является радиосигналом (RF) и передается по определенным протоколам для отправки и получения данных. Обычный диапазон Bluetooth часто ограничен примерно 10 м.

Хотя он имеет то преимущество, что позволяет пользователям управлять своим роботом через устройства с поддержкой Bluetooth.

Это в первую очередь сотовые телефоны, КПК и ноутбуки (хотя для создания интерфейса может потребоваться настраиваемое программирование). Так же, как и радиоуправление, Bluetooth предлагает двустороннюю связь.

  • Преимущества: управляемый с любого устройства с поддержкой Bluetooth. Но, как правило, требуется дополнительное программирование. Это смартфоны, ноутбуки и т.д. Более высокие скорости передачи данных могут быть всенаправленными. Следовательно, не нужна прямая видимость и сигнал может немного проходить через стены.
  • Недостатки. Должен работать в паре. Расстояние обычно составляет около 10 м (без препятствий).

Управление по WiFi

Управление по WiFi часто является дополнительной опцией для роботов.

Способность управлять роботом по беспроводной сети через Интернет представляет некоторые существенные преимущества (и некоторые недостатки) для беспроводного управления.

Чтобы настроить управление роботом по Wi-Fi нужен беспроводной маршрутизатор, подключенный к Интернету, и блок WiFi на самом роботе. Для робота можно использовать устройство, которое поддерживает TCP / IP протокол.

  • Преимуществом является возможность управлять роботом  из любой точки мира. Для этого нужно чтобы он находился в пределах диапазона беспроводного маршрутизатора. Возможна высокая скорость передачи данных.
  • Недостатки то, что необходимо программирование. Максимальное расстояние обычно определяется выбором беспроводного маршрутизатора.

Управление при помощи сотового телефона

Другая беспроводная технология, которая была первоначально разработана для связи человека и человека — сотовый телефон, теперь используется для управления роботами. Поскольку частоты сотового телефона регулируются, включение сотового модуля на робота обычно требует дополнительного программирования. Также не нужно понимания системы сотовой сети и правил.

  • Преимущества: робота можно контролировать в любом месте, где есть сотовый сигнал.  Возможна спутниковая связь.
  • Недостатки; настройка управления по сотовой связи могут быть сложными — не для начинающих. В каждой сотовой сети есть свои собственные требования и ограничения. Обслуживание в сети не является бесплатным. Обычно чем больше данных вы передаете, тем больше денег вам надо заплатить. Система пока еще не настроена для использования в робототехнике.

Автономное управление роботом

Следующим шагом будет использование микроконтроллера в вашем роботе в полном объеме. И в первую очередь программирование его алгоритма работы по вводу данных от его датчиков. Автономное управление может осуществляться в различных формах:

  1. быть предварительно запрограммировано без обратной связи с окружающей средой
  2. с ограниченной обратной связью с датчиками
  3. со сложной обратной связью с датчиками

Настоящее автономное управление включает в себя множество датчиков и алгоритмов. Они позволяют роботу самостоятельно определять лучшее действие в любой заданной ситуации.

Самые сложные методы управления, которые в настоящее время реализуются на автономных роботах, являются визуальными и слуховыми командами.

Для визуального контроля робот смотрит на человека или объект, чтобы получить свои команды.

Управление роботом для поворота налево при помощи чтения с листа бумаги стрелки, указывающей влево, намного сложнее выполнить, чем можно было бы представить.

Служебная команда, такая как «повернуть налево», также требует довольно много программирования. Программирование множества сложных команд, таких как «Принесите мне тапочки» уже не фантазия.

Хотя требует очень высокого уровня программирования и большого количества времени.

  • Преимущества – это ”настоящая” робототехника. Задачи могут быть очень простым, например, от мигания света, основанного на показаниях одного датчика. До посадки космического корабля на далекой планете.
  • Недостатки зависят только от программиста. Если робот делает что-то, чего вы не хотите чтобы он делал, то у вас есть единственный вариант. Это проверить свой код, изменить его и загрузить изменения в робота.

Практическая часть

Целью нашего проекта является создание автономной платформы, способной принимать решение, основанное на внешних сигналах от датчиков. Мы будем использовать микроконтроллер Lego EV3. Он нам позволяет сделать как полностью автономную платформу. Так и полуавтономную, управляемую по Bluetooth или при помощи инфракрасного пульта управления.

Программируемый блок LEGO EV3

Источник: https://legoteacher.ru/10-pervyx-shagov/upravlenie-robotom.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.