روبوت لتجنب العوائق يعتمد على الكثير باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية واردوينو

الملخص: مع تقدم التكنولوجيا من حيث السرعة والنمطية، أصبحت أتمتة النظام الآلي حقيقة واقعة.في هذا البحث تم شرح نظام روبوتي للكشف عن العوائق لأغراض وتطبيقات مختلفة.تم تطوير أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية والأشعة تحت الحمراء لتمييز العوائق التي تعترض طريق الروبوت عن طريق نقل الإشارات إلى وحدة التحكم الدقيقة ذات الواجهة البينية.يقوم المنظم المصغر بتحويل الروبوت للتحرك بطريقة بديلة عن طريق تحفيز المحركات من أجل الابتعاد عن العائق المميز.يُظهر تقييم المعرض للإطار دقة بنسبة 85 بالمائة واحتمالية خيبة الأمل بنسبة 0.15 بشكل فردي.مع أخذ كل شيء في الاعتبار، تم تفعيل دائرة اكتشاف العوائق بشكل فعال باستخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء والموجات فوق الصوتية التي تم تركيبها على اللوحة.

1 المقدمة

يتم تطوير التطبيق والتصميم متعدد الأوجه للروبوتات المرنة خطوة بخطوة كل يوم.إنهم يتقدمون باستمرار إلى البيئات الأصلية في مجالات مختلفة، على سبيل المثال، المجالات العسكرية والسريرية وأبحاث الفضاء والتدبير المنزلي التقليدي.إن النمو هو سمة مهمة للروبوتات القابلة للتكيف في تجنب العوائق وتأكيد الطريق ويؤثر بشكل كبير على كيفية تفاعل الناس ورؤيتهم للهيكل المستقل.تعد أجهزة استشعار رؤية الكمبيوتر والمدى بمثابة أنظمة إثبات أساسية يمكن التعرف عليها وتستخدم في معرف الروبوتات متعددة الاستخدامات.تعتبر طريقة إثبات التمييز بالكمبيوتر أكثر كثافة وإسرافًا من إستراتيجية أجهزة استشعار المدى.بدأ استخدام أجهزة استشعار رادار النفط والأشعة تحت الحمراء (IR) والموجات فوق الصوتية لتشغيل نظام التعرف على العوائق في الوقت المحدد تمامًا مثل نظام التعرف على العوائق.الثمانينيات.على الرغم من ذلك، في أعقاب اختبار هذه التقنيات، تم التفكير في أن تطوير الرادار هو الأكثر ملاءمة للاستخدام حيث أن خياري التطوير الآخرين كانا متحيزين للقيود البيئية، مثل العاصفة والجليد ويوم العطلة والأرض. .علاوة على ذلك، كانت طريقة جهاز القياس بمثابة تطور معقول من الناحية المالية لكل من هذا وما سيأتي [3].لا يبدو أن أجهزة الاستشعار تقتصر على الأدلة التي يمكن التعرف عليها عن وجود عائق.يمكن استخدام أجهزة استشعار مختلفة للتخلص من الميزات المختلفة لتمثيل النباتات في النباتات، مما يسمح للروبوت ذاتي الإدارة بتوفير الأسمدة المناسبة بالطريقة المثالية، مع الإشارة إلى النباتات المختلفة كما هو موضح بواسطة

هناك ابتكارات مختلفة لإنترنت الأشياء في الزراعة والتي تتضمن جمع المعلومات المستمرة عن المناخ الحالي والتي تشمل الغزو المزعج والرطوبة ودرجة الحرارة وهطول الأمطار وما إلى ذلك.عند هذه النقطة، يمكن استخدام المعلومات التي يتم جمعها لميكنة أساليب الزراعة ويمكن تعلمها بشأن الاختيار لترجيل الكمية والجودة لتقليل المخاطر والتبذير، والحد من الأنشطة اللازمة للحفاظ على المحاصيل.على سبيل المثال، يمكن لمربي الماشية حاليًا فحص رطوبة التربة ودرجة حرارة المزرعة من منطقة بعيدة وحتى تطبيق الأنشطة المطلوبة للزراعة الدقيقة.

2. المنهجية والتنفيذ

الإجراء الذي تم فحصه في هذه الورقة يتكون من المراحل التالية.علاوة على ذلك، فإن المعلومات المكتشفة تتم العناية بها من لوحتي Arduino تم إعدادهما أخيرًا بواسطة برمجة Arduino [8].يظهر الرسم التخطيطي للنظام في الشكل 1.

شكل 1:مخطط كتلة النظام

يتطلب تطوير النظام Arduino UNO للتعامل مع معلومات المستشعر (مستشعر الصدى بالموجات فوق الصوتية) ووضع علامة على المشغل (محركات التيار المستمر) للدفع.وحدة Bluetooth مطلوبة للمراسلة مع الإطار وأجزائه.يرتبط الإطار بأكمله من خلال لوحة الخبز.وترد أدناه التفاصيل الدقيقة لهذه الأدوات:

2.1أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

الشكل 2. يوجد مستشعر بالموجات فوق الصوتية حول السيارة يُستخدم للتعرف على أي عائق.ينقل جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الموجات الصوتية ويعكس الصوت من الجسم.عند النقطة التي يتعرض فيها الجسم لموجات فوق صوتية، يحدث انطباع بالطاقة يصل إلى 180 درجة.إذا كان العائق قريبًا من الحلقة، فإن الطاقة تنعكس مرة أخرى قريبًا جدًا.في حالة كون العنصر بعيدًا، عند هذه النقطة ستستغرق الإشارة المنعكسة وقتًا محدودًا للوصول إلى المستلم.

الشكل 2 أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

2.2مجلس اردوينو

يعد Arduino مشاركًا في أدوات وبرمجة مفتوحة المصدر للتمريض والتي ستجعل العميل يحاول القيام بنشاط قوي فيها.قد يكون Arduino بمثابة متحكم دقيق.تعمل أجهزة التحكم الدقيقة هذه على تسهيل عملية التجسس والتحكم في العناصر في الظروف المناخية المستمرة أيضًا.يمكن الوصول إلى هذه الأوراق بتكلفة أقل في السوق.هناك تطورات مختلفة حدثت فيه أيضًا، وما زالت مستمرة.تظهر لوحة Arduino في الشكل 3 أدناه.

الشكل 3:مجلس اردوينو

2.3محركات التيار المستمر

في محرك التيار المستمر العادي، يوجد مغناطيس دائم من الخارج أيضًا، وعضو دوار من الداخل.عندما تقوم بتشغيل الطاقة في هذا المغناطيس الكهربائي، فإنه يخلق مجالًا جذابًا في عضو الإنتاج الذي يجذب ويرفض المغناطيس الموجود في الجزء الثابت.لذلك، يدور المحرك بمقدار 180 درجة.يظهر في الشكل أدناه 4.

الشكل 4:محرك بتيار مستمر 

3. النتائج والمناقشة

يشتمل هذا الهيكل المقترح على معدات مثل Arduino UNO، وعنصر استشعار لا يطاق، ولوحة الخبز، وإشارات لرؤية العوائق وإضاءة المستهلك بالإشارة إلى العائق، ومصابيح LED الحمراء، والمفاتيح، وواجهة Jumper، وبنك الطاقة، وعصي الرأس للذكور والإناث، وأي شيء متعدد الاستخدامات وملصقات لجعل الجهاز يمكن ارتداؤه للمشترين كحزام للرياضة.يتم إجراء توصيلات الأداة الغريبة في التمريض بعد ذلك.يتم توصيل الجرس الأرضي للمقوم البلوري بـ Arduino GND.يتم توصيل + ve بمنفذ Arduino رقم 5 الخاص بمصباح LED والساق الوسطى للمفتاح.يرتبط الجرس بالجزء العادي من المفتاح.

في النهاية، بعد الانتهاء من جميع الارتباطات بلوحة Arduino، انقل الكود إلى لوحة Arduino وقم بتشغيل وحدات مختلفة باستخدام بنك القوة أو القوة بمهارة.تظهر وجهة النظر الجانبية للنموذج المرتب في الشكل 5 أدناه.

الشكل 5:منظر جانبي للنموذج المصمم لاكتشاف العوائق

يستخدم عنصر الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هنا كهاتف فرنسي.يتم إرسال الموجات فوق الصوتية بواسطة جهاز الإرسال بمجرد إدراك العناصر.موقع كل من المرسل والمستفيد داخل عنصر الاستشعار بالموجات فوق الصوتية.نحن نميل إلى معرفة الفترة الزمنية بين الإشارة المعطاة والعلامة المحصل عليها.تتم تسوية العلاقة بين المشكلة وعنصر الاستشعار باستخدام هذا.مباشرة بعد أن نقوم بزيادة المسافة بين المقالة وعنصر الاستشعار، يمكن أن تتضاءل حافة الفكرة.عنصر الاستشعار لديه توحيد من ستين درجة.يظهر إطار الروبوت الأخير أسفل الشكل 6.

الشكل 6:إطار عمل الروبوت المكتمل في المنظر الأمامي

تمت تجربة النظام الذي تم إنشاؤه عن طريق وضع حاجز على مسافات مختلفة في طريقه.تم تقييم ردود أفعال أجهزة الاستشعار بشكل منفصل، حيث أنها كانت موجودة على أجزاء مختلفة من الروبوت ذاتي التحكم.

4. الخلاصة

إطار الاكتشاف والتهرب لنظام التشغيل الآلي.تم استخدام مجموعتين من أجهزة الاستشعار غير المتجانسة للتعرف على العوائق التي تعترض طريق الإنسان الآلي القابل للنقل.كانت درجة الحقيقة وأقل احتمالية لخيبة الأمل غير قابلة للتوريث.يظهر تقييم الإطار الحر أنه مجهز لتفادي العوائق، والقدرة على البقاء بعيدًا عن الاصطدام وتغيير موقعه.من الواضح أنه مع هذا الترتيب، يمكن إضافة المزيد من الراحة الجديرة بالملاحظة إلى أن هذا يهدف إلى أداء حدود مختلفة مع تدخل الأفراد على مقربة من الصفر.وأخيرًا، باستخدام الأشعة تحت الحمراء، سيتم التحكم في الروبوت بعيدًا.المستفيد والمنظم البعيد.سيكون هذا المشروع مفيدًا في المناطق ذات المناخ غير الودي والحماية والأمن في البلاد.