РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОГРАММИРУЕМОГО САМОХОДНОГО МЕХАТРОННОГО АППАРАТА Автор: Ривкин Андрей Маркович,

Актуальность работы
Работа на других планетах и исследование труднодоступных мест
Автоматизация рутинных работ
Автоматизация опасных для человека работ
Создание устройств, облегчающих работу человеку
Качество и быстрота выполнения задачи
Картинка с областями применения

Цель проекта:
Исследование архитектуры и принципов построения мехатронных аппаратов
Исследование датчиков Robo-PICA
Исследование методов программирования микроконтроллера PIC
Исследование методов навигации робота в пространстве
Исследование возможности и ограничений использования для навигации метода цветовой разметки
Создание самоходного мехатронного аппарата Robo-PICA
Решаемые задачи:

Архитектура и компоненты СМА
Механическая часть
Рама
Батарейный отсек
Гусеницы
Датчики (гибкое расположение)
Электрическая часть
Электрическая схемы выполнена на одной печатной плате
Микроконтроллер PIC16F877A
Исполнительные устройства
Датчики (стандартный разъем)

Датчики и исполнительные устройства
Базовый комплект датчиков
ZX-03 - инфракрасный отражатель, позволяющий определить цвет объекта
ZX-08 - инфракрасный датчик бесконтактного обнаружения объектов
ZX-05 – инфракрасный приемник, для приема сигналов с пульта дистанционного управления ER – 4
Дополнительные датчики
Исполнительные устройства
Моторы
Динамик
Экран
Лампочки
Программа – связь датчиков и исполнительных устройств

Пример: Инфракрасный отражатель ZX - 03
Испускает инфракрасный сигнал и затем ловит отражение этого инфракрасного сигнала от поверхности
Отраженный сигнал попадает на базу транзистора и открывает его
Работает только в непосредственной близости к объекту (3-8мм)
Расположен под рамой
Позволяет определить цвет поверхности

Программирование микроконтроллера
Программа чтения с датчиков и отображения на дисплей
Программа управления двигателями
Программа вывода данных на компьютер

Способы навигации – преимущества и недостатки
Водитель-тренер
Дорого
Неточно
GPS-навигация
Дорого
Не действует в закрытых помещениях
Программа
Не точно
Рельсы
Прокладка рельс
Не удобно при малых расстояниях
Разметка (Ч/Б)
Недорого
Просто менять
Непредсказуемость поведения при пересечении маршрутов
Цветовая разметка
-

Методика исследования
Выбор цветов разметки
Анализ влияния внешних факторов:
Освещенность
Загрязненность
Тип поверхности
Создание образцов
Создание программы измерения уровня отражения
Измерения
Сведение данных в таблицу
Построение графика
Анализ полученных данных
Выводы

Выбор цветов разметки
Вначале 9 основных цветов при одинаковых условиях
Отличаются: Черный, Белый и Коричневый
Создали Серый и Темнозеленый
Можно использовать 5 хорошо определяемых цветов

Анализ влияния типа освещения на показания датчика
Показания не зависят от освещения
Можно использовать в темноте

Анализ влияния загрязнений
Загрязнения сильно искажают показания датчика
Нельзя использовать на улице

Анализ влияния типа поверхности
4 различные поверхности с разной плотностью и текстурой
Показания не зависят от типа поверхности

Результаты работы
Был создан СМА
Исследована архитектура, датчики и программирование СМА
Мехатронные устройства на базе PIC микроконтроллера просты в изготовлении, недороги, могут быть использованы в промышленных целях
Метод цветовой разметки может использоваться для навигации в
Закрытых помещениях
В неосвещенных местах (туннели, шахты)
Выбраны цвета наиболее удобные для использование при разметке

Демонстрация