在本节课的实验中,我们要在上节课8字舞机器人的基础上对机器人进行改装,为它 装上左右转向灯。装了转向灯的机器人,在跳8字舞时就可以用灯光指示方向了。当它 沿顺时针方向转动时,智能程序会将右灯点亮;沿逆时针方向转动时,则将左灯点亮
实验器材
· 已经组装好的机器人;
·USB 连接线;
· 个人计算机;
· 主控器及扩展板;
·LED 小灯模块两个。
实验步骤
1.连接机器人
将机器人、扩展板和小灯模块连接好,将右转向灯连接D5 号口,左转向灯连接D3号口,如图4-6所示。
2.编写程序
然后,请同学们将图4-7中的程序输入计算机并保存。
下面为代码中让转向灯亮灭的语句:
digitalWrite(3,LOW);
digitalWrite(5,HIGH);
analogWrite(11,200);
analogWrite(13,120);
这4条语句会让连接5号口的右转向灯点亮,左转向灯熄灭,同时机器人向右转弯 (顺时针转圆圈)。
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(5,LOW);
analogWrite(11,120);
analogWrite(13,200);
相应地,这4条语句是让右灯熄灭,左灯点亮,同时机器人向左转弯(逆时针转方向圆 圈)了。
3.下载程序,观察现象
现在,我们将机器人连接到计算机上,然后按照我们已经熟悉了的操作步骤编译和下 载程序,并且观察跳8字舞机器人的运行状况,转向灯是否已经在跳8字舞的同时正确亮 起了呢?
机器人的主控制器可以用这些插针和各种传感器或执行器共同工作,用灰色的RJ11 线连接各种传感器 和执行器,而不用担心线路连错或连反,连接时如果听到“咔嚓”就代表连接成功
常见的一种机器人驱动方式—双轮差速驱动,左轮和右轮以同样的速率向前转动,机器人向正前方前进;左轮和右轮 以同样的速率向后转动,转弯半径的大小取决于左右两个轮子的转动速度之差
机器龟有一个PWM驱动的活动 底盘,底盘上搭载了一个可旋转的传感器平台,机器人头部设置了一个距离传感 器,底盘下装有4个边缘传感器
制作静片使用的材料是端子芯和黄铜管,把一根有弹性的金属丝套在铜管里做开关的动 片,碰到物体后,金属丝和铜管内壁接触,电路导通,以用电阻引脚弯个圆圈做成静片
电机的布局建议稍微靠后,给两条前腿留出多 一点活动空间。因为前面制作的CPG 是主-从神经元结构,前腿带着后腿走,前腿的动作幅度大于后腿。这样的设计可以使机器人跨越路面上的一些小障碍
神经网络中最关键的元件是电阻R3,R3的阻值过小,左、 右两侧机体就无法协调运转,机器人就好像喝醉了一样。实际R3的阻值可以选取 1~10MΩ
,74HC240,4个,光敏二极管,2个,0.22μF无极电容,6个,微型电机,2个,1MΩ电阻,6个,1.5MΩ电阻,2个,PC电源端子(母,拆芯),2位,小型压线端子(拆芯),2位,3mm黄铜管(可选),1小段,RCA插头尾簧,1个
光电跟踪头的感光元件可以使用任何规格的光敏二极管或红外线接收二极管;74HC240 在这里作为两组神经元电路使用;74HC245 是小型BEAM 机器人常用的双向电机驱动芯片
电机为机器人制作中常用的N20 微型减速电机,标称电压为6V;感光元件串联在电源两端;芯片的第1/19脚为 使能端,实际使用中要接低电平;端子芯取自工业连接器里面的接线排座
机器人电子部分的主要元件使用的三极管是C1815, 可以替换成电流更大的8050,也可以使 用其他型号的小功率NPN 型三极管。锂电池充电器用一个报废的摩托罗拉手机充电器(标称输出 4.4V/1A)改造而成
机器人的身体。身体是一个由两个电机驱动的可以自由活动的小 车式底盘。身体相当于机器人的骨架,机器人的传感器和控制器都搭载在它上面。 车轮和电机构成了机器人的运动器官
上位机软件负责根据误差信号,伺服控制器从主机得到控制指令,进行适当的处理后产生相应的PWM 电机控制信号控制电机转动,利用上位机的 CMOS 定时来实现,可以精确到微秒级