Роботы Arduino для соревнований движение по линии

Есть такие такой вид соревнований - Движение по линии (Также известно, как Line Follower). Эти состязания роботов по времени проводятся на городских, областных, всероссийских, международных соревнованиях. Также этот вид соревнований проходит в плане таких знаменитых фестивалях "Робофест", "Робофинист", "Robot challenge" и т.д.  Наверное вам не знаком фестиваль robot challenge! Каждый год RobotChallenge, крупнейший в Европе робототехнический чемпионат, объединяет людей со всего мира, которые конкурируют с их самодельными автономными роботами на различных соревнованиях. В этом чемпионате могут участвовать дети и взрослые, нет ограничений по возрасту.
   Соревнование автономных роботов Line Follower заключается прохождении трассы(пример трассы изображен на фотографии с названием 0), а трасса является линией, в некоторых случаях состоит из кругов, отрезков и других геометрических тел во основном черного цвета за максимальное короткое время. Бывает даже на трассе встречаются преграды, бордюры, туннели и даже качели! 
   Для робота также есть ограничение по весу, по габаритам, а также на использование каких-то компонентов, например нельзя на некоторых соревнованиях использовать липкие колеса. А как же проверяют липкие они или нет? Проверяется это так: робот ставится на лист бумаги, потом поднимается вверх. Если лист бумаги поднимается вместе с роботом и держится за колёса на весу более 5 секунд, то колёса считаются липкими и не допускаются к использованию на соревнованиях. На фотографии с названием 1 изображен робот румынской команды, победитель robot challenge'a 2016. Как раз таки он использовал липкие колеса, по правилам соревнований это было разрешено. Как видно этот робот малого веса, а нужно это для развития большей скорости, он имеет импеллер EDF27 (Фотографии и названием 2.1, 2.2, 2.3) или 27 - ми миллиметровый импеллер с 7 лопастями и с мотором на 11000 об/в при напряжении 7.4 вольта и силе тока 5.4 ампера. Импеллер в этом роботе служит для положительного эффекта увеличивая сцепление робота с поверхностью наиболее прямым способом, а также уменьшает инерцию на поворотах( на больших скоростях инерция не маленькая). Этот робот имеет самодельную плату, на которой размещены все компоненты, которые нужны для выполнения команд, а это управляющая плата/микроконтроллер(используются разные микроконтроллеры, наиболее популярные  ATmega328/ATmega168 производителя atmel, которые используются в Arduino nano(Фотография с названием 3),STM32(Фотография с названием 4). Кстати ATmega328/ATmega168 и STM32 очень отличаются производительностью, у ATmega328 отклик 110 миллисекунд, при разгоне системы примерно 10 миллисекунд, а у STM32 аж десятые части миллисекунды), драйвер двигателей с максимальным током до 3 ампер, регулятор оборотов для импеллера(в импеллере стоит бесколлекторный мотор, и чтобы было проще работать с ним нужен регулятор оборотов), повышающие/понижающие модули, а также bluetooth HC-05/06(Фотография с названием 5) или другие. Bluetooth модуль нужен для управления параметрами датчика, запуска и т.д. с телефона или другого устройства, который поддерживает соединение по bluetooth. 
   Также чтобы робот мог перемещаться ему нужны двигатели/моторы. Логично! Есть моторы, которые в основном используют на соревнованиях любого уровня, как городского, так и международного. Двигатель c валом 12 мм. и редуктором американского производителя Pololu (Фотография с названием 6, 6.1). Производитель продают моторы различных передач, номинальных напряжений, конструкций, и все это по небольшой цене. Практический все роботы созданные в лаборатории робототехники используют их для передвижения. Но это не лучший вариант! Под каждого робота нужно подбирать свой мотор, свою передачу, конструкцию и так далее, но наш бюджет этого не позволяет. Перейдем к хорошему. На рынке есть еще один отличный вариант мотора, который можно использовать в роботах небольшого(100-300 грамм) веса, это 16мм мотор с редуктором "Gold Spark" или 16мм мотор с редуктором "Silver Spark(Фотографии с названием 7, 7.1). Это один из самых лучших двигателей для Line Follower. Эти моторы используют победители и призеры международных состязаний роботов, но цена (от 1350 рублей за шутку) гораздо выше цены моторов с редуктором от Pololu (от 490 рублей за шутку).
  Чтобы робот ехал ему нужны колеса. Есть большой выбор уже готовых для использования колес(от Pololu, Jsumo, Fingertech), но можно использовать самодельные колеса с шиной из силикона или полиуретана(фотография с названием 8), выбор зависит от веса робота и многого чего. Делаются самодельные колеса так, берется уже готовое колесо или печатается на 3d принтере, а затем создается форма на 3d принтере  для заливки(Фотография с названием 9), в которую затем заливается силикон или полиуретан. После застывания залитого материала получается шина для колеса. Этот способ поможет создавать колеса, формы которой не продаются. 
  Гонщик должен использовать сенсоры для движения по линии. Многие используют линейки с 8 инфракрасными аналоговыми датчиками линии (Фотографии с названием 10, 10.1), но есть мало кому знакомая фоточувствительная линейка TSL1401 (Фотография с названием 11). TSL1401 представляет собой линейку из 128 фоточувствительных сенсоров, оформленную в виде законченного модуля с объективом. Есть вариант линейки на 256 точек, он имеет маркировку TSL1402. Производит датчик компания AMS-TAOS, базирующаяся в США. Этот Датчик позволяет ехать по линии с максимальной точностью, так, как имеет аж 128 сенсоров.
                                                                                                                                                                   Автор: Кирилл Романович Лукашев

Полезно почитать по теме движение роботов arduino по черной линии
 Сборка и программирование робота arduino для движения по черной линии
Питание мобильного робота arduino

Поделиться: