Autíčko na diaľkové ovládanie

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2024 - Andrea Kuňáková

Zadanie

Mojou úlohou bolo zapojiť, naprogramovať a overiť funkčnosť path following robota ktorý sa vie vyhýbať prekážkam. Na tento projekt som použila dosku Acrob, 6 infračervených TCRT5000 diód, ultrazvukový senzor HC-SR04 a dve Paralax Continuous Rotation servá.

Vývojová doska ACROB.

TCRT5000

TCRT5000 sú reflektívne senzory, na doske je napájkovaná vysielacia a prijímacia dióda, ktorá je potiahnutá špeciálnym filmom blokujúcim viditeľné žiarenie. Modul je možné použiť pri detekcií prekážok alebo robotoch sledujúcich čiernu čiaru.

IR Senzor TCRT5000.

HC-SR04

Ultrazvukový senzor na meranie vzdialenosti.

Špecifikácie:

Operačné napätie 3.8 – 5.5 V, spotreba 8 mA, frekvencia ultrazvuku 40 kHz, maximálna vzdialenosť 300 cm, minimálna vzdialenosť 1 cm, presnosťou na 0.3 cm, trigger puls 10 mikrosekúnd, úhol detekcie 15°.

HC-SR40 utrazvukový senzor.

Paralax Continuous Rotation Servo

Parallax Continuous Rotation Servo je populárny komponent v robotike vďaka svojej schopnosti rotovať o 360 stupňov, čo umožňuje jeho použitie na pohyb robotov. Tento servo motor sa vyznačuje jednoduchosťou ovládania, keďže smer a rýchlosť rotácie je možné riadiť pomocou PWM signálu. Serva tohto typu sú ideálne pre projekty ako mobilné roboty, kde je potrebná nepretržitá rotácia kolies. Poskytuje dostatočný krútiaci moment pre malé a stredne veľké roboty, čím zaručuje spoľahlivý a efektívny výkon. Jeho napájacie napätie je 4,8 až 6 V a poskytuje maximálny krútiaci moment 38 oz-in (2,7 kg-cm) pri 6 V. Rýchlosť otáčania je približne 60 otáčok za minútu (RPM) pri plnom napájaní, čo umožňuje spoľahlivé a plynulé ovládanie v rôznych robotických aplikáciách​.

Paralax Continuous Rotation Servo.

Literatúra:

• Dokumentácia k doske Acrob
• TCRT5000 Datasheet
• HC-SR04 Datasheet
• Paralax Continuous Rotation Servo datasheet
• Datasheet ATmega328p

Analýza a opis riešenia

Opíšte sem čo a ako ste spravili, ak treba, doplňte obrázkami...

Nezabudnite doplniť schému zapojenia!

Algoritmus a program

AVR C-code

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <Servo.h>

#define IR_PIN_0 4 // S0 - uplne na pravo (pin D4)
#define IR_PIN_1 5 // S1 (pin D5)
#define IR_PIN_2 6 // S2 (pin D6)
#define IR_PIN_3 7 // S3 (pin D7)
#define IR_PIN_4 8 // S4 (pin D8)
#define IR_PIN_5 11 // S5 (pin D11)
#define IR_PIN_6 12 // S6 (pin D12)
#define IR_PIN_7 13 // S7 (pin D13)

Servo LeftServo;
#define SERVO_PIN_LEFT 9 // lave servo pripojene na pin D9

Servo RightServo;
#define SERVO_PIN_RIGHT 10 // prave servo pripojene na pin D10

#define TRIGGER_PIN 2 // (pin D2)
#define ECHO_PIN 3  // (pin D3)
// #define PING_PIN 3
long duration, distance;

#define FAST 110
#define SLOW 80

#define OBSTACLE_DISTANCE_THRESHOLD 8 // vzdialenost prekazky od robota v cm pri ktorej sa jej zacne vyhybat

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  LeftServo.attach(SERVO_PIN_LEFT);
  RightServo.attach(SERVO_PIN_RIGHT);

  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);

  pinMode(3, INPUT);
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(5, INPUT);
  pinMode(6, INPUT);
  pinMode(7, INPUT);
  pinMode(8, INPUT);
  pinMode(11, INPUT);
  pinMode(12, INPUT);
  pinMode(13, INPUT);
  
  // Povolenie prerusenia pre IR piny
  PCICR |= (1 << PCIE2) | (1 << PCIE0); // Povolenie PCIE2 pre piny od PCINT16 do PCINT23 a PCIE0 pre piny od PCINT0 do PCINT7
  PCMSK2 |= (1 << PCINT20) | (1 << PCINT21) | (1 << PCINT22) | (1 << PCINT23); // Povolenie preruseni pre PD4 az PD7
  PCMSK0 |= (1 << PCINT0) | (1 << PCINT3); // Povolenie preruseni pre PB0 a PB3
  sei();
}

void loop()
{
  Serial.print("S: ");
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_0));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_1));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_2));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_3));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_4));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_5));
  Serial.print(digitalRead(IR_PIN_6));
  Serial.println(digitalRead(IR_PIN_7));

  // pinMode(PING_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);

  // pinMode(PING_PIN, INPUT);
  duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  distance = (duration*.0343)/2;
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.println(distance);
  // distance = microsecondsToCentimeters(duration);

  // pohyb
    if(digitalRead(IR_PIN_3) == 1 || digitalRead(IR_PIN_4) == 1) 
    { 
      // dopredu
      LeftServo.write(90-SLOW);
      RightServo.write(90+SLOW);
    }
    else if(digitalRead(IR_PIN_5) == 1 || digitalRead(IR_PIN_6) == 1)
    {
      // dolava
      LeftServo.write(90-SLOW);
      RightServo.write(90-SLOW);
    }
    else if(digitalRead(IR_PIN_1) == 1 || digitalRead(IR_PIN_2) == 1)
    {
      // do prava
      LeftServo.write(90+SLOW);
      RightServo.write(90+SLOW);
    }
    else if(digitalRead(IR_PIN_0) == 1)
    {
      // ostro do prava
      LeftServo.write(90+FAST);
      RightServo.write(90+FAST);
    }
    else if(digitalRead(IR_PIN_7) == 1)
    {
      // ostro dolava
      LeftServo.write(90-FAST);
      RightServo.write(90-FAST);
    }
    else if(distance <= OBSTACLE_DISTANCE_THRESHOLD)
    {
      LeftServo.write(90+FAST);
      RightServo.write(90+FAST);
      delay(10);
      LeftServo.write(90-FAST);
      RightServo.write(90-FAST);
    }
  
  delay(5);
  }
  
  // long microsecondsToCentimeters(long microseconds) 
  // {
  // return microseconds / 29 / 2;
  // }

Zdrojový kód: ProjektMIPS_Kunakova.txt

Overenie

Robot na čiare I.

Robot na čiare II.

Video:

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.