Рекомендувати документи

вихід вихід

Будапештський технологічний коледж Янош Нойманн Факультет інформатики Інститут програмних технологій

НАУКОВА СТУДЕНТСЬКА ТЕЗА

MACS, ЧЕТВЕРТА МЕХАНІКА НОГ

Даніель Канчар, інженер, інформатика, III. рік Петр Сіпос, інженер, інформатика, 1 курс

Золтан Вамоші доцент

Зміст ЗМІСТ. 2 ВСТУП. 3 АНОТАЦІЯ. 3 РОБОТ. 3 РОБОТ, АВТОМАТИЧНИЙ, АНІМАТ. 3 КОМПОНЕНТИ. 4 ПОДІБНІ СИСТЕМИ. 4 ОГЛЯД. 4 Функція об’єкта. 4 Алгоритми прийняття рішень. 5 Інтерфейс користувача. 5 Основи. 5 РЕЗУЛЬТАТИ. 6 ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. 6 Контролер двигуна. 6 3Drobot. 7 Зовнішній зв’язок через порт LPT. 8 Апаратне забезпечення. 8 Зовнішній зв’язок через порт LPT. 8 крокових двигунів. 9 Електроніка. 9 Гальванічна ізоляція. 10 Демультиплексор. 10 Ступінь приводу. 11 ДОДАТКОВІ РОЗВИТКИ. 12 ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. 12 3Dматриця. 12 Ігор. 12 Апаратне забезпечення. 12 Послідовний зв’язок. 12 Радіо передача даних. 12 Бачення. 12 ЛІТЕРАТУРА. 13 ДОДАТОК. 14

Сторінка 2 з 19

Вступ Анотація Темою дисертації є розробка ступінчастого обладнання, яке може виконуватися шляхом виконання команд, виданих з комп'ютера. Другорядною метою є розробка основи та програми контролю, за допомогою якої підрозділ може видавати інструкції.

Робот Цей термін з’явився в 1921 році Карелом Капеком чеським письменником Р.У.Р. - Універсальні роботи Россума -. Інакше це слово можна простежити до слова „robot, rábotá” (робота), що зустрічається у слов’янських мовах. На думку Чапека, робот вже є незалежною структурою, що має пам'ять і здатність вчитися, у певному сенсі замінник людини. [1]

Робот, автомат, анімат Оскільки не існує єдино прийнятого визначення робота, ми говоримо про робота, якщо виконуються наступні аспекти: - програмованість - датчики - пам’ять читання/запис - пристосованість - здатність до навчання або автомат: - програмованість - датчики Термін анімат - це англійська тварина (тварина) і може вважатися особливою галуззю робототехніки. Він передбачає побудову машинної моделі тварин. Існують також восьми-, шести-, чотири-, три-, дво- і навіть одноногі аніматори. Найскладніше завдання - розробити стратегію ходьби, тобто скільки футів залишається на землі під час кроку і куди падає ваш центр ваги. Наприклад, відповідно до статичної стійкості, чотириногий гуляючий робот має три ноги одночасно на землі, а його центр ваги знаходиться в межах трикутника, укладеного трьома ногами.

Сторінка 3 з 19

Огляд Наша основна концепція проекту - це реалізація фізичної сутності, якою можна керувати через фреймворк через користувальницький інтерфейс. Цей вид реалізації важливий, оскільки в результаті подальших розробок ми хочемо досягти того, щоб фізичний об’єкт, так би мовити, управлявся програмою, вказуючи певні цільові функції. Все це для того, щоб цей контролер не знав, що в даний час він керує фізичною суттю або грає у віртуальну гру, і розділення фреймворку та інтерфейсу користувача може допомогти цьому принципу. [Фігура 1]

Цільова функція Цільова функція корисна для автоматичного управління. Це дозволяє нам сказати алгоритму, чи можна вважати поточний результат кращим чи гіршим за попередній стан.

Сторінка 4 з 19

Алгоритми прийняття рішень Два входи до алгоритму прийняття рішень - це те, чи він був у кращому стані з попереднього кроку. А також середовище, з якого вам потрібно зробити наступний крок. Виходячи з цих двох даних, вам потрібно вирішити, в якому напрямку йти. Для простоти чотири основні напрямки також ідеальні.

Інтерфейс користувача Запланований інтерфейс користувача може включати лише те, що забезпечує високий рівень контролю над суттю. Наприклад: вперед, назад, поворот, відстеження об’єктів.

Фреймворк Фреймворк повинен мати інтерфейс як для автоматичного управління, так і для керування користувачем, якщо ці два виконуються, йому потрібно лише скомпілювати та передати отримані команди сутності.

Сторінка 5 з 19

Рисунок 13, http://www.bmfnik.hu/macs [7]

Контролер двигуна Ця програма реалізує управління струмом. Він був винайдений для передачі даних через паралельний порт. Він використовує верхні 4 біти паралельного порту для адресування двигунів, а нижні 4 біти для передачі даних. Це досягається у фізичному світі за допомогою демультиплексора. Існує два способи керування програмою. Перший - це керування двигуном. У цьому випадку потрібно вибрати двигун, який буде записаний у верхні 4 біти переданого сигналу, а потім слід вибрати послідовність або напівповний крок, пов'язаний з двигуном. Суть половини та повних етапів полягає в наступному. Електродвигуни, які ми використовуємо, мають 4 котушки. Як описано в послідовності, напр. 1,2,4,8 стають активними. По одному. (одна повна послідовність = один імпульс) Нашими двигунами можна керувати точніше, ніж повним кроком, це робиться на півкроку. Послідовність залишається, лише т. Зв. ми також приводимо наші котушки в проміжні стани, напр. Між станом 1.2 стан між ними буде сумою двох, тобто 1,3,2. Якщо ми вважаємо це так, сторінка 6, всього: 19

3Drobot Програма використовується для візуального відображення та моделювання. Оскільки наша сутність зроблена за допомогою дзеркального відображення, а двигуни мають фіксоване розташування, центр ваги можна визначити лише з геометричних розрахунків, це також усвідомлює програма. Його можна використовувати незалежно від програми управління двигуном, але також разом з нею. Кожен двигун підключений до відповідної точки 3D-моделі, так що елемент керування, який виходить із комп'ютера, також з'явиться в програмі моделювання. Таким чином, не обов'язково, щоб обладнання підключалося до ПК, в результаті моделювання файли, що описують кожен рух, можуть бути перевірені практично на стабільність. [5. Малюнок]

Сторінка 7 з 19

Зовнішній зв’язок через порт LPT у системах до WindowsNT, це також було можливим при прямій адресації портів, наприклад Порт [$ 378]: = 255;. Однак пряма адресація шини вже відключена у WindowsNT та системах на її основі (2000, XP). Тому ми плануємо використовувати паралельний порт за допомогою IO.DLL, що відповідає веб-сторінці [6]. Це абсолютно безкоштовна бібліотека. За допомогою цієї DLL паралельний порт можна використовувати з подібною простотою, наприклад PortOut ($ 378 255);. Обидві лінії програм подають максимум сигналу. На паралельний порт можна одночасно надіслати 8 бітів даних (25510 = 111111112, 256 станів) і одночасно отримати 5 бітів даних (32 стану).

Сторінка 8 з 19

Електроніка Керуюча електроніка утворює місток між двигунами та комп’ютером. В результаті його завдання дуже різноманітне. Він обробляє вхідні дані, а потім пересилає їх на відповідний двигун. Крім того, він контролює сигнали, що повертаються від двигунів, і передає їх на комп'ютер.

Сторінка 9 з 19

Демультиплексор Коли доступні гальванічно ізольовані входи та виходи, ви можете розпочати обробку сигналу. Ми отримуємо 8 бітів від паралельного порту в реєстрі даних. Це було розподілено так, що ми отримаємо управління двигуном до D0-D3 та адресацію до D4-D7. Отже, наша адресація - це 4-бітове двійкове число, яке може приймати значення від 0-15. Тому кожне значення відображається на двигуні. Чотирибітове число розкладається демультиплексором. [11. Рисунок] Для цього використовується 74C154N 4-вхідний, 16-вихідний демультиплексор (24 = 16). Він має 4 входи з полюсами, 2 негативні І підключені вмикаючі ніжки та 16 негативних виходів, а також точки живлення та заземлення (не показано на малюнку). Виходи демультиплексора керують транзистором, який вмикає і вимикає напругу живлення крокових двигунів. Таким чином, всі двигуни отримують управління одночасно, але тільки ті, які отримують включення, і, отже, напруга живлення, будуть виконувати його.

Сторінка 10 з 19

Ступінь приводу Це, по суті, складається не більше, ніж з поля транзистора. Оскільки двигуни однополярно з'єднані, нам потрібні 4 + 1 транзистори на один двигун. База 4 транзисторів NPN отримує управління від D0-D3 і дозволяє струму протікати на відповідній котушці. Транзистор PNP отримує сигнал включення від демультиплексора, який управляє живленням всього двигуна. [12. Малюнок]

Сторінка 11 з 19

Подальші розробки Програмне забезпечення 3Dmatrix Подальші розробки базуються на цій програмі, яка підтримує реалізацію алгоритмів пошуку об'єктів, придатних для моделювання інформації, вилученої за допомогою лазерного далекоміра. Використовується для відображення 60 * 40 точок, що використовуються для зору. Зберігайте за допомогою опцій завантаження. (XML, текстовий файл) Програма використовується для ілюстрації, щоб ми могли бачити (що) ми бачимо і що ми повинні бачити.

Гра Конкретна реалізація гри під назвою "змія", відома з мобільних телефонів. Він був розроблений для подальшого тестування алгоритмів прийняття рішень.

Апаратне забезпечення Послідовний зв'язок Перевага послідовного зв'язку над паралельним полягає в тому, що він передає дані, пакети, а не керуючу інформацію. Якщо кількість комунікаційних даних між програмним та апаратним забезпеченням зростає, це є хорошою альтернативою. Блок обробки та пам’ять, розташовані на апаратному забезпеченні, надають можливість додатково зменшити трафік даних.

Радіопередача даних Альтернативою кабельній передачі даних є радіопередача. Це забезпечує більшу свободу, ніж інфрачервоне або кабельне рішення, і існує напівфабрикатна мікросхема, щоб зробити це набагато простішим. Однак основною умовою є послідовне підключення блоку обробки сигналів (PIC).

Бачення Суть принципу роботи базується на досить звичному лазерному далекомірі. Суть цього полягає в тому, що він випромінює модульований лазерний промінь, а потім обчислює відстань від різниці фаз вихідного та відбитого лазерних променів. Ну, лазерний локатор робить те ж саме, тільки поки вимірювач відстані визначає відстань в 1 бал, він визначає точку n * m. Це дає матрицю, значення якої включають відстані різних координат, з яких ми можемо створити зображення за допомогою програми.

Сторінка 12 з 19

Список літератури [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

http://www.rezandras.hu/mozi_geplelek.htm http://www.leggedrobots.com http://www.iguana-robotics.com/researchtc.htm http://www.radiometrix.com/html/products /apnt1.html http://www.vcomsoft.com/infopage/PARALLELPORTDATA.html http://www.geekhideout.com http://www.bmfnik.hu/macs

Сторінка 13 з 19

Додаток 1. Таблиця, порівняння з даними leggedrobots.com.

Тип Довжина Ширина Висота Вага Швидкість Блок живлення

R0 28 [см] 20 [см] 24 [см] 1,1 [кг] 5 см/с 12 В постійного струму, зовнішні

R1 28 [см] 20 [см] 24 [см] 1,0 [кг] 15 см/с 12 В постійного струму, зовнішні

Ноги Відстань ніг Ширина ніг Матеріал Роторні двигуни Приводні двигуни Зворотній зв'язок ніг Управління двигуном Мікропроцесор Датчики Внутрішній зв'язок Зовнішній зв'язок Код програми

дві частини 165: 80 мм 20 [см] N/A Алюмінієві N/A Мікромотори B138F.12.1470 Потенціометр 5k 6x ST L293D PIC16F77 20 МГц Гравітаційний датчик ADXL202 N/A RS232 через кабель PIC16 в зборі, MPLAB IDE

дві частини 165: 80 мм 20 [см] N/A Алюмінієві N/A Мікромотори L149.12.392 Потенціометр 4.7k 6x ST L293D PIC16F77 16 МГц Гравітаційний датчик ADXL202 N/A RS232 через кабель PIC16 в зборі, MPLAB

Тип розробника Довжина Ширина Висота Вага Швидкість Блок живлення Ноги Відстань ноги Ширина стопи Матеріал Роторні двигуни Приводні двигуни Зворотній зв'язок Ноги Управління двигуном Мікропроцесорні датчики Внутрішній зв'язок Код програми зовнішнього зв'язку

R2 40 [см] 24 [см] 27 [см] 1,3 [кг]? см/с 12 В постійного струму, зовнішній або внутрішній 4x3 В Літ. Акумулятор дві частини 22:10 см 26 [см] 12,5 [см] Алюмінієві мікромотори B138F.12.1470 Мікромотори L149.12.392 Потенціометр 4.7k 8x ST L293D PIC16F876, PIC16F77 16 МГц N/A I2C RS232 через кабель PIC16 в зборі, MPLAB

власний M0 26 [см] 16 [см] 13 [см] 2,4 [кг]? см/с 12 В постійного струму, зовнішні дві частини, 14:14 см 33 [см] N/A LEGO (пластик) Крокові двигуни EM34-93 N/A Мікроперемикачі Власні зовнішні, ПК N/A N/A LPT через зовнішній кабель, Delphi

Сторінка 14 з 19

Рисунок 1, огляд.

Рисунок 2, контролер двигуна, управління одним двигуном.

Сторінка 15 з 19

Малюнок 3, контролер двигуна, багаторазове управління двигуном.

Малюнок 4. lpt-тестер порту.

Сторінка 16 з 19

Малюнок 6, D0-D7 - Дані, S3-S7 - Статус, C0-C3 - Контроль. [4]

Таблиця 2, Назви штифтів вказують на те, що вони призначені для зв'язку між принтером та комп'ютером. [5] Кількість футів 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18-25

Назва (SPP) Strobe Дані 0 Дані 1 Дані 2 Дані 3 Дані 4 Дані 5 Дані 6 Дані 7 Ack. Зайнятий папір Виберіть Помилка автоматичного подавання лінії/помилка Ініціалізація Виберіть землю

Напрямок (вхід-вихід) вхід/вихід на вихід на вихід на вихід на вихід на вхід у вихід/вихід в/вихід в/вихід Gnd

Реєстрація даних управління даними Дані даних Дані даних Дані даних Дані стану Статус контролю стану Статус контролю стану управління -

Негативний Так Так Так Так

Сторінка 17 з 19

Рисунок 7. Біполярний контроль.

Рисунок 8. Однополярний контроль.

Рисунок 9, Підключення оптронів до корпусу DIL6.