DIY ওয়াল অনুসরণ রোবট: 9 ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

এই নির্দেশে, আমরা ব্যাখ্যা করব কিভাবে একটি গ্রীনপ্যাক ব্যবহার করে একটি বাধা শনাক্তকরণ এবং পরিহার সিস্টেম ডিজাইন করা যায় এবং সাথে কিছু বহিরাগত অতিস্বনক এবং ইনফ্রারেড (IR) সেন্সর রয়েছে। এই নকশাটি এমন কিছু বিষয় চালু করবে যা স্বায়ত্তশাসিত এবং কৃত্রিমভাবে বুদ্ধিমান রোবটিক সিস্টেমের জন্য প্রয়োজনীয়।

নীচে আমরা কিভাবে রোবট অনুসরণ করে একটি প্রাচীর তৈরির জন্য প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি বর্ণনা করেছি। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রিনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিট লাগান এবং রোবটকে অনুসরণ করে ওয়াল তৈরি করতে প্রোগ্রাম হিট করুন।

ধাপ 1: সমস্যা বিবৃতি

সম্প্রতি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার প্রতি নতুন করে আগ্রহ দেখা গেছে, এবং সেই আগ্রহের বেশিরভাগই সম্পূর্ণ স্বায়ত্তশাসিত এবং বুদ্ধিমান মেশিনের দিকে পরিচালিত। এই ধরনের রোবট মানুষের দায় কমিয়ে আনতে পারে এবং সিভিল সার্ভিস এবং ডিফেন্সের মতো ক্ষেত্রে অটোমেশন প্রসারিত করতে পারে। এআই গবেষকরা স্বায়ত্তশাসিত রোবোটিক যানবাহনের মাধ্যমে অগ্নিনির্বাপণ, চিকিৎসা সেবা, দুর্যোগ ব্যবস্থাপনা এবং জীবন রক্ষাকারী দায়িত্বের মতো পরিষেবাগুলি স্বয়ংক্রিয় করার চেষ্টা করছেন। একটি চ্যালেঞ্জ যা এই যানগুলিকে অবশ্যই কাটিয়ে উঠতে হবে তা হল কিভাবে সফলভাবে সনাক্ত করা যায় এবং ধ্বংসস্তূপ, আগুন, ঝামেলা ইত্যাদির মতো বাধাগুলি এড়ানো যায়।

পদক্ষেপ 2: বাস্তবায়নের বিবরণ

এই নির্দেশে, আমরা একটি অতিস্বনক সেন্সর, এক জোড়া আইআর বাধা সনাক্তকরণ সেন্সর, একটি মোটর ড্রাইভার সার্কিট (L298N), চারটি ডিসি মোটর, চাকা, একটি 4-চাকা ড্রাইভ গাড়ির কঙ্কাল এবং একটি গ্রীনপ্যাক SLG46620V চিপ ব্যবহার করব।

গ্রিনপ্যাক কন্ট্রোলারের একটি ডিজিটাল আউটপুট পিন অতিস্বনক সেন্সর (ওরফে সোনার) ট্রিগার করতে ব্যবহৃত হয়, এবং একটি ডিজিটাল ইনপুট পিন বিশ্লেষণের জন্য সামনের প্রতিবন্ধকতা থেকে প্রাপ্ত প্রতিধ্বনি সংগ্রহ করতে ব্যবহৃত হয়। আইআর বাধা সনাক্তকরণ সেন্সরের আউটপুটও পরিলক্ষিত হয়। শর্তগুলির একটি সেট প্রয়োগ করার পরে, যদি কোনও বাধা খুব কাছাকাছি থাকে, মোটরগুলি (4 টি চাকার প্রতিটিতে সংযুক্ত) সংঘর্ষ এড়াতে সামঞ্জস্য করা হয়।

ধাপ 3: ব্যাখ্যা

স্বায়ত্তশাসিত বাধা এড়ানোর রোবট অবশ্যই বাধা সনাক্ত করতে এবং সংঘর্ষ এড়াতে সক্ষম হতে হবে। এই ধরনের রোবটের নকশায় বিভিন্ন সেন্সরের সংহতকরণের প্রয়োজন হয়, যেমন বাম্প সেন্সর, ইনফ্রারেড সেন্সর, অতিস্বনক সেন্সর ইত্যাদি রোবটের উপর এই সেন্সর লাগিয়ে এটি আশেপাশের এলাকা সম্পর্কে তথ্য পেতে পারে। একটি অতিস্বনক সেন্সর একটি ধীর গতিতে চলমান স্বায়ত্তশাসিত রোবটের জন্য বাধা সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত, কারণ এটির খরচ কম এবং তুলনামূলকভাবে উচ্চ পরিসীমা রয়েছে।

একটি অতিস্বনক সেন্সর একটি সংক্ষিপ্ত অতিস্বনক বিস্ফোরণ এবং তারপর প্রতিধ্বনি শোনার মাধ্যমে বস্তু সনাক্ত করে। একটি হোস্ট মাইক্রোকন্ট্রোলারের নিয়ন্ত্রণে, সেন্সর একটি ছোট 40 kHz পালস নির্গত করে। এই নাড়ি বাতাসের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে যতক্ষণ না এটি একটি বস্তুকে আঘাত করে এবং তারপর সেন্সরে প্রতিফলিত হয়। সেন্সর হোস্টকে একটি আউটপুট সিগন্যাল প্রদান করে যা ইকো সনাক্ত হলে বন্ধ হয়ে যায়। এইভাবে, ফিরে আসা নাড়ির প্রস্থ বস্তুর দূরত্ব গণনা করতে ব্যবহৃত হয়।

এই বাধা এড়ানো রোবোটিক যানটি একটি অতিস্বনক সেন্সর ব্যবহার করে যা তার পথে বস্তু সনাক্ত করে। মোটরগুলি মোটর ড্রাইভার আইসির মাধ্যমে গ্রিনপাকের সাথে সংযুক্ত থাকে। অতিস্বনক সেন্সরটি রোবটের সামনের অংশে সংযুক্ত থাকে, এবং দুটি আইআর বাধা সনাক্তকরণের সেন্সর রোবটের বাম এবং ডান পাশে সংযুক্ত থাকে যাতে পাশের বাধাগুলি সনাক্ত করা যায়।

রোবট যেমন কাঙ্ক্ষিত পথে চলে, অতিস্বনক সেন্সর ক্রমাগত অতিস্বনক তরঙ্গ প্রেরণ করে। যখনই রোবটের সামনে কোন বাধা আসে, অতিস্বনক তরঙ্গ প্রতিবন্ধকতা থেকে ফিরে প্রতিফলিত হয় এবং সেই তথ্য গ্রিনপাকের কাছে প্রেরণ করা হয়। একই সাথে, আইআর সেন্সরগুলি আইআর তরঙ্গ নির্গত এবং গ্রহণ করছে। অতিস্বনক এবং IR সেন্সর থেকে ইনপুট ব্যাখ্যা করার পর, GreenPAK চারটি চাকার প্রতিটি মোটর নিয়ন্ত্রণ করে।

ধাপ 4: অ্যালগরিদম বর্ণনা

স্টার্টআপের সময়, চারটি মোটর একসাথে চালু হয়, যার ফলে রোবটটি এগিয়ে যায়। পরবর্তী, অতিস্বনক সেন্সর নিয়মিত বিরতিতে রোবটের সামনে থেকে ডাল পাঠায়। যদি কোন বাধা থাকে, শব্দ স্পন্দন প্রতিফলিত হয় এবং সেন্সর দ্বারা সনাক্ত করা হয়। ডালের প্রতিফলন বাধার শারীরিক অবস্থার উপর নির্ভর করে: যদি এটি আকারে অনিয়মিত হয়, তাহলে প্রতিফলিত ডালগুলি কম হবে; যদি এটি অভিন্ন হয়, তবে বেশিরভাগ প্রেরিত ডাল প্রতিফলিত হবে। প্রতিফলন বাধার দিকের উপরও নির্ভর করে। যদি এটি সামান্য কাত হয়ে থাকে, বা সেন্সরের সাথে সমান্তরালভাবে স্থাপন করা হয়, তাহলে বেশিরভাগ শব্দ তরঙ্গ অপ্রতিভভাবে চলে যাবে।

যখন রোবটের সামনে বাধা ধরা পড়ে, তখন IR সেন্সর থেকে সাইড আউটপুট পরিলক্ষিত হয়। যদি ডান দিকে কোন বাধা ধরা পড়ে, তাহলে রোবটের বাম দিকের টায়ারগুলি নিষ্ক্রিয় হয়ে যায়, যার ফলে এটি বাম দিকে ঘুরতে থাকে এবং বিপরীতভাবে। যদি কোন বাধা সনাক্ত না করা হয়, তাহলে অ্যালগরিদম পুনরাবৃত্তি হয়। প্রবাহ চিত্রটি চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

ধাপ 5: অতিস্বনক সেন্সর HC-SR04

একটি অতিস্বনক সেন্সর এমন একটি যন্ত্র যা শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে কোনো বস্তুর দূরত্ব পরিমাপ করতে পারে। এটি একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি শব্দ তরঙ্গ পাঠিয়ে দূরত্ব পরিমাপ করে এবং সেই সাউন্ড ওয়েভ ফিরে পাওয়ার জন্য শুনতে পায়। সাউন্ড ওয়েভ উৎপন্ন হওয়া এবং ফিরে আসা শব্দ তরঙ্গের মধ্যে অতিবাহিত সময় রেকর্ড করে, সোনার সেন্সর এবং বস্তুর মধ্যে দূরত্ব গণনা করা সম্ভব। শব্দ বাতাসের মাধ্যমে প্রায় 344 মি/সেকেন্ড (1129 ফুট/সেকেন্ড) ভ্রমণ করে, তাই আপনি সূত্র 1 ব্যবহার করে বস্তুর দূরত্ব গণনা করতে পারেন।

HC-SR04 অতিস্বনক সেন্সর চারটি পিন নিয়ে গঠিত: Vdd, GND, ট্রিগার এবং ইকো। যখনই নিয়ামক থেকে একটি নাড়ি ট্রিগার পিনে প্রয়োগ করা হয়, সেন্সর একটি "স্পিকার" থেকে আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গ নির্গত করে। প্রতিফলিত তরঙ্গগুলি "রিসিভার" দ্বারা সনাক্ত করা হয় এবং ইকো পিনের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রকের কাছে ফিরে যায়। সেন্সর এবং একটি বাধার মধ্যে দূরত্ব যত বেশি হবে, ইকো পিনের পালস তত বেশি হবে। সোনার স্পন্দনটি সেন্সর থেকে ভ্রমণ করতে এবং দুই ভাগে ভাগ হয়ে ফিরে আসার জন্য স্পন্দন নাড়ির সময় ধরে থাকে। যখন সোনার ট্রিগার হয়, একটি অভ্যন্তরীণ টাইমার শুরু হয় এবং প্রতিফলিত তরঙ্গ সনাক্ত না হওয়া পর্যন্ত চলতে থাকে। এই সময়টাকে তখন দুই ভাগে ভাগ করা হয় কারণ বাধায় পৌঁছতে সাউন্ড ওয়েভের প্রকৃত সময়টা টাইমার চলার অর্ধেক সময় ছিল।

অতিস্বনক সেন্সরের অপারেশন চিত্র 4 এ চিত্রিত করা হয়েছে।

অতিস্বনক নাড়ি উৎপন্ন করার জন্য, আপনাকে ট্রিগারটি 10μs এর জন্য একটি উচ্চ অবস্থায় সেট করতে হবে। এটি একটি 8-চক্রের সোনিক বিস্ফোরণ পাঠাবে, যা ডিভাইসের সামনে যে কোনও বাধা প্রতিফলিত করবে এবং সেন্সর দ্বারা প্রাপ্ত হবে। ইকো পিন শব্দ তরঙ্গ ভ্রমণের সময় (মাইক্রোসেকেন্ডে) আউটপুট করবে।

ধাপ 6: ইনফ্রারেড বাধা সনাক্তকরণ সেন্সর মডিউল

আল্ট্রাসাউন্ড সেন্সরের মতো, ইনফ্রারেড (আইআর) বাধা সনাক্তকরণের মূল ধারণা হল একটি আইআর সংকেত (বিকিরণ আকারে) প্রেরণ করা এবং এর প্রতিফলন পর্যবেক্ষণ করা। আইআর সেন্সর মডিউল চিত্র 6 এ দেখানো হয়েছে।

বৈশিষ্ট্য

• সার্কিট বোর্ডে একটি বাধা সূচক আলো আছে
• ডিজিটাল আউটপুট সংকেত
• সনাক্তকরণ দূরত্ব: 2 ~ 30 সেমি
• সনাক্তকরণ কোণ: 35
• তুলনামূলক চিপ: LM393
• সামঞ্জস্যযোগ্য সনাক্তকরণ দূরত্ব পরিসীমা potentiometer মাধ্যমে:

○ ঘড়ির কাঁটার দিকে: সনাক্তকরণের দূরত্ব বাড়ান

○ ঘড়ির কাঁটার বিপরীতে: সনাক্তকরণের দূরত্ব হ্রাস করুন

স্পেসিফিকেশন

• কাজের ভোল্টেজ: 3 - 5 V ডিসি
• আউটপুট প্রকার: ডিজিটাল সুইচিং আউটপুট (0 এবং 1)
• সহজ মাউন্ট করার জন্য 3 মিমি স্ক্রু গর্ত
• বোর্ডের আকার: 3.2 x 1.4 সেমি

সারণি 1 -এ বর্ণিত নিয়ন্ত্রণ নির্দেশক বর্ণনা।

ধাপ 7: মোটর ড্রাইভার সার্কিট L298N

মোটর ড্রাইভার সার্কিট, বা এইচ-ব্রিজ, ডিসি মোটরের গতি এবং দিক নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটিতে দুটি ইনলেট রয়েছে যা অবশ্যই একটি পৃথক ডিসি পাওয়ার উত্সের সাথে সংযুক্ত থাকতে হবে (মোটরগুলি ভারী স্রোত টানবে, এবং সরাসরি নিয়ন্ত্রক থেকে সরবরাহ করা যাবে না), প্রতিটি মোটরের জন্য দুটি সেট আউটপুট (ইতিবাচক এবং নেতিবাচক), প্রতিটি জন্য দুটি সক্রিয় পিন আউটপুট সেট, এবং প্রতিটি মোটর আউটলেটের দিকনির্দেশনার জন্য দুটি সেট পিন (প্রতিটি মোটরের জন্য দুটি পিন)। যদি বাম দিকের দুটি পিনকে যুক্তির মাত্রা দেওয়া হয় একটি পিনের জন্য উচ্চ এবং অন্যটির জন্য LOW, বাম আউটলেটের সাথে সংযুক্ত মোটরটি এক দিকে ঘুরবে, এবং যদি যুক্তির ক্রম উল্টে যায় (LOW এবং HIGH), মোটরগুলি ঘুরবে বিপরীত দিক. ডানদিকের পিন এবং ডান আউটলেট মোটরের ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য। যদি জোড়ার উভয় পিনকে যুক্তির মাত্রা উচ্চ বা নিম্ন দেওয়া হয়, মোটরগুলি বন্ধ হয়ে যাবে।

এই দ্বৈত দ্বিমুখী মোটর ড্রাইভারটি খুব জনপ্রিয় L298 Dual H-Bridge মোটর ড্রাইভার IC এর উপর ভিত্তি করে তৈরি। এই মডিউলটি আপনাকে উভয় দিকের দুটি মোটরকে সহজে এবং স্বাধীনভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। এটি নিয়ন্ত্রণের জন্য স্ট্যান্ডার্ড লজিক সিগন্যাল ব্যবহার করে এবং এটি দুই-ফেজ স্টেপার মোটর, ফোর-ফেজ স্টেপার মোটর এবং টু-ফেজ ডিসি মোটর চালাতে পারে। এটিতে একটি ফিল্টার ক্যাপাসিটর এবং একটি ফ্রি -হুইলিং ডায়োড রয়েছে যা সার্কিটের ডিভাইসগুলিকে একটি ইন্ডাক্টিভ লোডের বিপরীত কারেন্ট দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হওয়া থেকে রক্ষা করে, নির্ভরযোগ্যতা বাড়ায়। L298 এর 5-35 V এর ড্রাইভার ভোল্টেজ এবং 5 V এর লজিক লেভেল রয়েছে।

মোটর ড্রাইভারের কাজ সারণি 2 এ বর্ণিত হয়েছে।

অতিস্বনক সেন্সর, মোটর ড্রাইভার, এবং GPAK চিপের মধ্যে সংযোগ দেখানো ব্লক চিত্রটি চিত্র 8 এ দেখানো হয়েছে।

ধাপ 8: GreenPAK ডিজাইন

ম্যাট্রিক্স 0 তে, সেন্সরের জন্য ট্রিগার ইনপুট CNT0/DLY0, CNT5/DLY5, INV0, এবং দোলক ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল। অতিস্বনক সেন্সরের ইকো পিন থেকে ইনপুট পিন 3 ব্যবহার করে পড়া হয়। তিনটি ইনপুট 3-বিট LUT0 এ প্রয়োগ করা হয়: একটি ইকো থেকে, আরেকটি ট্রিগার থেকে এবং তৃতীয়টি যা আমাদের 30 টায় বিলম্বিত ট্রিগার ইনপুট। এই লুক-আপ টেবিলের আউটপুট ম্যাট্রিক্স 1 এ ব্যবহৃত হয়। IR সেন্সর থেকে আউটপুটও ম্যাট্রিক্স 0 এ নেওয়া হয়

ম্যাট্রিক্স 1 এ, পোর্ট P1 এবং P6 একসাথে OR'd এবং পিন 17 এর সাথে সংযুক্ত, যা মোটর ড্রাইভারের পিন 1 এর সাথে সংযুক্ত। Pin18 সর্বদা একটি লজিক এ থাকে এবং মোটর ড্রাইভারের Pin2 এর সাথে সংযুক্ত থাকে। একইভাবে, পোর্ট P2 এবং P7 একসাথে OR'd এবং GreenPAK এর Pin20 এর সাথে সংযুক্ত, যা মোটর ড্রাইভার সার্কিটের P3 এর সাথে সংযুক্ত। পিন 19 মোটর ড্রাইভারের পিন 4 এর সাথে সংযুক্ত এবং সর্বদা লজিক কম।

যখন ইকো পিনটি উচ্চ হয়, তার মানে একটি বস্তু রোবটের সামনে থাকে। রোবট তারপর IR সেন্সর থেকে বাম এবং ডান বাধা পরীক্ষা করে। যদি রোবটের ডান দিকেও কোন বাধা থাকে, তাহলে তা বাম দিকে ঘুরতে থাকে, এবং যদি বাঁ দিকে বাঁধা থাকে, তাহলে সেটি ডানদিকে ঘুরবে। এইভাবে, রোবট বাধা এড়ায় এবং সংঘর্ষ ছাড়াই চলে।

উপসংহার

এই নির্দেশনায়, আমরা প্রধান নিয়ন্ত্রক উপাদান হিসাবে গ্রীনপাক এসএলজি 46620 ভি ব্যবহার করে একটি সহজ স্বয়ংক্রিয় বাধা সনাক্তকরণ এবং পরিহার যান তৈরি করেছি। কিছু অতিরিক্ত সার্কিটারের সাহায্যে, এই নকশাটি অন্যান্য কাজ সম্পাদনের জন্য উন্নত করা যেতে পারে যেমন একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে পথ খুঁজে পাওয়া, একটি গোলকধাঁধা সমাধান অ্যালগরিদম, অ্যালগরিদম অনুসরণ করা একটি লাইন ইত্যাদি।

ধাপ 9: হার্ডওয়্যার ছবি