Robotické vozidlo zabraňující překážkám pomocí ultrazvukového senzoru

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Úvod:

Mnoho průmyslových odvětví dne dnes používá roboty kvůli jejich vysoké úrovni výkonu a spolehlivosti, což je pro lidi velkou pomocí. Robotika pro vyhýbání se překážkám slouží k detekci překážek a zabránění kolizi. Toto je autonomní robot. Konstrukce robota pro vyhýbání se překážkám vyžaduje integraci mnoha senzorů podle jejich úkolu.

Detekce překážek je primárním požadavkem tohoto autonomního robota. Robot získává informace z okolí prostřednictvím namontovaných senzorů na robotu. Některá snímací zařízení používaná k detekci překážek, jako jsou senzory nárazů, infračervené senzory, ultrazvukové senzory atd. Ultrazvukový senzor je nejvhodnější pro detekci překážek, je levný a má schopnost vysokého dosahu.




Robotické vozidlo zabraňující překážkám

Robotické vozidlo zabraňující překážkám

Pracovní princip:

Vyhýbání se překážkám robotické vozidlo používá pro své pohyby ultrazvukové senzory. K dosažení požadované operace se používá mikrokontrolér 8051 rodin. Motory jsou připojeny prostřednictvím IC ovladače motoru k mikrokontroléru. Ultrazvukový senzor je připevněn před robotem.



Kdykoli se robot pohybuje po požadované cestě, ultrazvukový senzor vysílá ultrazvukové vlny nepřetržitě ze své hlavy snímače. Kdykoli se před ní objeví překážka, ultrazvukové vlny se odráží od objektu a tato informace se předá mikrokontroléru. Mikrokontrolér ovládá motory vlevo, vpravo, vzadu, vpředu na základě ultrazvukových signálů. K řízení rychlosti každého motoru se používá modulace šířky pulzu (PWM).

Blokové schéma Vyhýbání se překážkám Robotické vozidlo

Blokové schéma Vyhýbání se překážkám Robotické vozidlo

Různé senzory používané k vyhýbání se překážkám Robotické vozidlo

1. Detekce překážek (IR senzor):

Infračervené senzory se používají k detekci překážek. Výstupní signál senzoru odesílá do mikrokontroléru. Mikrokontrolér ovládá vozidlo (vpřed / vzad / zastavení) pomocí stejnosměrného motoru umístěného ve vozidle. Pokud jakákoli překážka umístěná v řadě, IR senzor nedokáže přijímat světelné paprsky a vydává signály do mikrokontroléru. Mikrokontrolér okamžitě zastaví vozidlo a zapne se siréna. Po jedné minutě robot zkontroluje stav cesty, pokud je překážka odstraněna. Robot se posune daleko, jinak se robot vrátí na výchozí místo. Senzor detekuje objekty vysláním krátkého ultrazvukového záblesku a následným nasloucháním ekosystému. Senzor pod kontrolou hostitelského mikrokontroléru vydává krátkou 40kHz explozi. Tato exploze se odváží nebo prochází vzduchem a zasáhne předmět a poté se znovu odrazí k senzoru. Senzor poskytuje hostiteli výstupní impuls, který se ukončí, když je detekována ozvěna, a proto je šířka jednoho pulzu k dalšímu převzata do výpočtu programem, který poskytuje výsledky ve vzdálenosti objektu.


dva. Detekce dráhy (senzor přiblížení):

Normální příčina oba senzory, které dávají pokyny, a robot sleduje, že jde přímo na cestu. Když linka v té době končí, robot couvne na 180 a otočí se zpět o stejné místo.

Být online

Být online

Pro detekci dráhy se používají senzory přiblížení. Pokud není pravý snímač detekován v křivce, mikrokontrolér aktivuje levý motor a otáčí se doleva, dokud nezačne signál z pravého snímače. Jakmile je signál detekován pravým senzorem, oba motory se aktivují, aby se posunuly vpřed. Když linka v té době končí, robot couvne na 180 a otočí se zpět o stejné místo.

Ztráta linky

Ztráta linie

3. Ultrazvukový senzor:

Ultrazvukový senzor se používá k detekci překážek. Ultrazvukový senzor vysílá ultrazvukové vlny ze své hlavy senzoru a znovu přijímá ultrazvukové vlny odražené od objektu.

Existuje mnoho aplikací, které používají ultrazvukové senzory, jako jsou poplachové systémy instrukcí, automatické otevírání dveří atd. Ultrazvukový senzor je velmi kompaktní a má velmi vysoký výkon.

Ultrazvukový senzor Obecné schéma

Ultrazvukový senzor Obecné schéma

Pracovní princip:

Ultrazvukový senzor vydává krátký a vysokofrekvenční signál. Ty se šíří ve vzduchu rychlostí zvuku. Pokud zasáhnou jakýkoli objekt, odrážejí signál ozvěny do snímače. Ultrazvukový senzor se skládá z multivibrátoru připevněného k základně. Multivibrátor je kombinací rezonátoru a vibrátoru. Rezonátor dodává ultrazvukové vlny generované vibracemi. Ultrazvukový senzor se skládá ze dvou částí, vysílače, který produkuje zvukovou vlnu 40 kHz a detektor detekuje zvukovou vlnu 40 kHz a vysílá elektrický signál zpět do mikrokontroléru.

Ultrazvukový pracovní princip

Ultrazvukový pracovní princip

Ultrazvukový senzor umožňuje robotovi virtuálně vidět a rozpoznat objekt, vyhýbat se překážkám, měřit vzdálenost. Pracovní dosah ultrazvukového senzoru je 10 cm až 30 cm.

Provoz ultrazvukového senzoru:

Když je na ultrazvukový převodník přiveden elektrický impuls vysokého napětí, vibruje napříč specifickým spektrem frekvencí a generuje výbuch zvukových vln. Kdykoli se před ultrazvukovým senzorem objeví nějaká překážka, zvukové vlny se odrazí ve formě ozvěny a generují elektrický puls. Vypočítává čas mezi odesláním zvukových vln a přijetím ozvěny. Vzory ozvěny budou porovnány se vzory zvukových vln, aby se určil stav detekovaného signálu.

Poznámka: Ultrazvukový přijímač detekuje signál z ultrazvukového vysílače, zatímco vysílací vlny narážejí na objekt. Kombinace těchto dvou senzorů umožní robotovi detekovat objekt v jeho cestě. Ultrazvukový senzor je připevněn před robotem a tento senzor také pomůže robotovi procházet halou jakékoli budovy.

Aplikace ultrazvukového senzoru:

  • Automatické přepínání dopravních signálů
  • Poplachový systém pro případ narušení
  • Počítací přístroje přístupové spínače parkovací automaty
  • Zpětný sonar automobilů

Vlastnosti ultrazvukového senzoru:

  • Kompaktní a lehký
  • Vysoká citlivost a vysoký tlak
  • Vysoká spolehlivost
  • Příkon 20mA
  • Pulzní vstup / výstup komunikace
  • Úzký úhel přijetí
  • Poskytuje přesné odhady bezkontaktní separace v rozmezí 2 cm až 3 m
  • Kontrolka LED bodu výbuchu zobrazuje odhady postupu
  • 3kolíková hlavička usnadňuje připojení pomocí odkazu pro vývoj serva

Aplikace robotického vozidla pro vyhýbání se překážkám:

  • Zejména vojenské aplikace
  • Může být použit pro městské války

Nyní jsme jasně získali představu o konceptu robotického vozidla pomocí ultrazvukového senzoru detekce překážek, pokud jakékoli další dotazy na toto téma nebo koncept elektrických a elektronických projektů opustí níže uvedené komentáře.

Fotografický kredit: