Сортировщик: изучаем проект ученика ДЮТТ

В прошлом месяце закончились соревнования «Робофест-2017», педагоги образовательных учреждений, связанных с робототехникой, начинают делиться успехами своих учеников и выкладывают проекты в сеть. Сегодня и я решил поделиться с Вами проектом одного из своих учеников.

Перед началом создания робота, мы должны были выбрать категорию соревнований, ей стала «Hello, Robot!» Arduino, сортировщик. Суть этой категории, заключается в сортировке банок двух цветов на определенные участки соревновательного поля. Белые - на участок поля для белых банок, черные - на участок для черных. Помимо разметки мест под банки имеется направляющая черная линия, упрощающая программирование перемещения робота по полю. Справиться с задачей робот должен в пределах двух минут.

Модель робота была создана из различных деталей. Использовались как самодельные элементы, выпиленные из фанеры, ПВХ пластика; так и детали из различных конструкторов: Roborobo, Fishertechnik, NXT, EV3, Amperka, Arduino и другие модули.

Основу робота представляет платформа, выпиленная из пвх пластика. К ней крепятся два DC мотора от Roborobo на 120 об/мин, которые управляются интегральной схемой L298P. Снизу расположены четыре аналоговых датчика освещенности, такое количество используется для более точного определения направляющей черной линии. Питается робот от Li-ion аккумулятора NXT на 7,4V.

На корпусе робота расположен основной элемент управления - плата Arduino с микроконтроллером ATMEGA328. Спереди прикреплен инфракрасный дальномер Sharp для обнаружения объектов, обладающий диапазоном расстояний от 10 до 80 см. Для осуществления захвата имеются два сервопривода: первый поднимает и опускает банку для переноса, второй - непосредственно захватывает её. При разработке захвата мы применили два конденсатора для сглаживания высоких скачков напряжения в цепи, создаваемых сервоприводами. Так же на захвате установлен аналоговый датчик освещенности, он определяет цвет банки, используя принцип отражаемости поверхностей.

При написании программы и отладке робота мы использовали Bluetooth-модуль НС-05, чтобы наладить общение микроконтроллера с мобильным устройством, программирование модуля не составило трудности, так как общается микроконтроллер с модулем через стандартный UART-интерфейс. Это упростило задачу программирования, исключив необходимость считывания данных через провод. На соревнованиях модуль был отключен из-за создаваемой им программной задержки, которая препятствовала корректировке значений.

Под воздействием внешних факторов, большинство датчиков сильно шумят, ощутимо сбивая получаемые показатели. Для решения проблемы мы написали фильтр, наподобие скользящего среднего, чтобы отфильтровать все эти шумы.

Робот принес нам на областных соревнованиях победу, а на всероссийских только опыт, который оказался для нас важнее всего.

Если у Вас есть какие-то вопросы, касаемо ардуино или вообще из мира микроэлектроники, приглашаю Вас посетить дом юношеского технического творчества.