Аннотация 3
Введение 5
1. Обзор аналогов управления роботами 7
1.1. Управление по кабелю 7
1.2. Управление при помощи ИК-пульта 7
1.3. Управление через Ethernet 8
1.4. Управление по Bluetooth 10
1.5. Радиоуправление 11
2. Выбор комплектующих и их основные характеристики 13
2.1. Выбор микроконтроллера 13
2.2. Выбор датчика акселерометра 15
2.3. Кодирующее устройство HT12E и декодер HT12D 17
2.4. Выбор радиочастотных модулей 19
2.5. Драйвер двигателей 22
2.6. Операционный усилитель 24
2.7. Двигатель постоянного тока 26
2.8. Платформа для робота с шасси 28
2.9. Батарейка 9В 28
2.10. Стабилизатор напряжения 29
3. Разработка принципиальной схемы 31
3.1. Передающая часть робота 31
3.2. Приемная часть робота 32
4. Разработка алгоритма движения робота 33
Заключение 38
Список используемой литературы 39
Управление роботами является сложной задачей. Люди выбирают различные способы для упрощения управления, исходя из потребностей тех или иных задач.
Роботы могут быть автономными и полуавтономными.
Автономные роботы действуют по заданному алгоритму исходя из поступающих данных от различных датчиков. Задачи могут быть как простые (мигание диода, основанного на показаниях одного датчика), так и сложные (посадка космического корабля на землю). Недостатки и сбои робота зависят от программы, для устранения которых нужно исправлять программный код, что не всегда доступно рядовому пользователю.
Рисунок 1 - Робот-пылесос
Полуавтономные роботы контролируются как с помощью человека, так и выполняет определенные задачи самостоятельно.
Рисунок 2 - Полуавтономный подводный робот
Один из примеров полуавтономного робота - подводный робот, которым управляет человек. Если теряется связь с пультом управления, то робот переходит в автоматический режим и самостоятельно всплывает на поверхность.
В рамках выполнения выпускной квалификационной работы была проведена работа по созданию робота - машинки, управляемого жестами руки. Были рассмотрены аналоги управления роботами, такие как управление с помощью ИК пульта, джойстика, компьютерной мыши и клавиатуры, ручных контроллеров, рычагов, управление с помощью кабеля, сети Ethernet и WiFi, Bluetooth и радиоуправление. Были приведены плюсы и минусы каждого из способа управления, которые повлияли на выбор основных компонентов для проекта. Так же были рассмотрены способы применения робота- машинки, управляемого жестами руки в повседневной и профессиональной деятельности.
Подобраны основные компоненты для робота, такие как микроконтроллер Arduino Uno, акселерометр ADXL335, стабилизатор напряжения, операционный усилитель серии LM324, устройство HT12E и декодер HT12D, драйвер двигателей L293D, радиопередатчик и радиоприемник, корпус и моторы, элементы питания, рассмотрены их основные характеристики.
Разработана электрическая принципиальная схема разрабатываемого изделия, как для передающей части робота, которая крепится к руке оператора, так и для приемной части - робота-машинки. Разработан код программы для управления роботом, разобрано его поэтапное написание.
Движение происходит относительно положения передатчика на руке оператора. Робот может двигаться назад и вперед, поворачивает налево и направо. Для остановки робота оператору нужно удерживать руку с устройством в горизонтальном положении. Дальность сигнала между роботом и оператором может достигать 70-100 метров, в зависимости от количества препятствий, ухудшающих сигнал между радиоприемником и радиопередатчиком.
