Introduction:
De nos jours, de nombreuses industries utilisent des robots en raison de leur haut niveau de performance et de fiabilité, ce qui est d'une grande aide pour les êtres humains. La robotique d'évitement d'obstacles est utilisée pour détecter les obstacles et éviter la collision. C'est un robot autonome. La conception du robot d'évitement d'obstacles nécessite l'intégration de nombreux capteurs en fonction de leur tâche.
La détection d'obstacles est la principale exigence de ce robot autonome. Le robot obtient les informations de la zone environnante grâce à des capteurs montés sur le robot. Certains dispositifs de détection utilisés pour la détection d'obstacles tels que les capteurs de bosse, les capteurs infrarouges, les capteurs à ultrasons, etc.
Véhicule robotique d'évitement d'obstacles
Principe de fonctionnement:
L'évitement d'obstacles véhicule robotique utilise des capteurs à ultrasons pour ses mouvements. Un microcontrôleur de 8051 familles est utilisé pour réaliser le fonctionnement souhaité. Les moteurs sont connectés via le circuit intégré de commande du moteur au microcontrôleur. Le capteur à ultrasons est fixé devant le robot.
Chaque fois que le robot suit la trajectoire souhaitée, le capteur à ultrasons transmet les ondes ultrasonores en continu depuis sa tête de capteur. Chaque fois qu'un obstacle se présente devant lui, les ondes ultrasonores sont réfléchies par un objet et cette information est transmise au microcontrôleur. Le microcontrôleur contrôle les moteurs gauche, droit, arrière, avant, sur la base de signaux ultrasoniques. Pour contrôler la vitesse de chaque moteur, une modulation de largeur d'impulsion est utilisée (PWM).
Schéma fonctionnel d'un véhicule robotique d'évitement d'obstacles
Différents capteurs utilisés pour éviter les obstacles Véhicule robotique
1. Détection d'obstacles (capteur IR):
Les capteurs IR sont utilisés pour la détection d'obstacles.Le signal de sortie du capteur est envoyé au microcontrôleur. Le microcontrôleur contrôle le véhicule (avant / arrière / arrêt) en utilisant le moteur à courant continu qui est placé dans le véhicule. Si un obstacle placé en ligne, le capteur infrarouge ne parvient pas à recevoir les rayons lumineux et envoie des signaux au microcontrôleur. Le microcontrôleur arrêtera immédiatement le véhicule et la sirène s'allumera. Après une minute, le robot vérifiera l'état du chemin si un obstacle est supprimé, le robot se déplace loin, sinon le robot retournera au point de départ. Le capteur détecte les objets en émettant une courte rafale ultrasonique puis en écoutant l'éco. Sous le contrôle d'un microcontrôleur hôte, le capteur émet une courte explosion de 40 kHz. Cette explosion s'aventure ou se propage dans l'air heurte un article et rebondit à nouveau vers le capteur. Le capteur fournit une impulsion de sortie à l'hôte qui se terminera lorsque l'écho est détecté, par conséquent la largeur d'une impulsion à la suivante est prise en compte dans le calcul par un programme pour fournir des résultats à une distance de l'objet.
deux. Détection de chemin (capteur de proximité):
La cause normale, les deux capteurs donnant les directives et le robot le suivent tout droit sur le chemin. Lorsque la ligne se termine à ce moment-là, le robot fait marche arrière à 180 ° et revient au même endroit.
Être en ligne
Les capteurs de proximité sont utilisés pour la détection de chemin. Lorsque le capteur droit n'est pas détecté dans la ligne de courbe, le microcontrôleur active le moteur gauche pour qu'il tourne à gauche jusqu'au signal du capteur droit. Une fois le signal détecté du capteur droit, les deux moteurs sont activés pour avancer. Lorsque la ligne se termine à ce moment-là, le robot fait marche arrière à 180 ° et revient au même endroit.
Perdre la ligne
3. Capteur à ultrasons:
Le capteur à ultrasons est utilisé pour la détection d'obstacles. Le capteur à ultrasons transmet les ondes ultrasonores de sa tête de capteur et reçoit à nouveau les ondes ultrasonores réfléchies par un objet.
Il existe de nombreuses applications utilisant des capteurs à ultrasons comme les systèmes d'alarme d'instructions, les ouvre-portes automatiques, etc. Le capteur à ultrasons est très compact et a une très haute performance.
Schéma général du capteur à ultrasons
Principe de fonctionnement:
Le capteur à ultrasons émet le signal court et haute fréquence. Ceux-ci se propagent dans l'air à la vitesse du son. S'ils heurtent un objet, ils reflètent un signal d'écho vers le capteur. Le capteur à ultrasons est constitué d'un multivibrateur, fixé à la base. Le multivibrateur est une combinaison d'un résonateur et d'un vibrateur. Le résonateur délivre une onde ultrasonore générée par la vibration. Le capteur à ultrasons se compose de deux parties: l'émetteur qui produit une onde sonore de 40 kHz et le détecteur détecte une onde sonore de 40 kHz et renvoie un signal électrique au microcontrôleur.
Principe de fonctionnement ultrasonique
Le capteur à ultrasons permet au robot de voir et de reconnaître virtuellement un objet, d'éviter les obstacles, de mesurer la distance. La plage de fonctionnement du capteur à ultrasons est de 10 cm à 30 cm.
Fonctionnement du capteur à ultrasons:
Lorsqu'une impulsion électrique de haute tension est appliquée au transducteur à ultrasons, elle vibre à travers un spectre spécifique de fréquences et génère une rafale d'ondes sonores. Chaque fois qu'un obstacle vient devant le capteur à ultrasons, les ondes sonores se reflètent sous forme d'écho et génèrent une impulsion électrique. Il calcule le temps écoulé entre l'envoi des ondes sonores et la réception de l'écho. Les modèles d'écho seront comparés aux modèles d'ondes sonores pour déterminer l'état du signal détecté.
Noter: Le récepteur à ultrasons doit détecter le signal de l'émetteur à ultrasons pendant que les ondes émises frappent l'objet. La combinaison de ces deux capteurs permettra au robot de détecter l'objet sur sa trajectoire. Le capteur à ultrasons est fixé devant le robot et ce capteur aidera également le robot à naviguer dans le hall de n'importe quel bâtiment.
Applications du capteur à ultrasons:
- Changement automatique des feux de signalisation
- Système d'alarme anti-intrusion
- Instruments de comptage interrupteurs d'accès parcmètres
- Sondeur arrière des automobiles
Caractéristiques du capteur à ultrasons:
- Compact et léger
- Haute sensibilité et haute pression
- Grande fiabilité
- Consommation d'énergie de 20mA
- Communication impulsion entrée / sortie
- Angle d'acceptation étroit
- Fournit des estimations exactes de séparation sans contact entre 2 cm et 3 m
- La LED du point d'explosion montre les estimations de l'avancement
- L'en-tête à 3 broches facilite la connexion à l'aide d'un lien de développement servo
Applications du véhicule robotique d'évitement d'obstacles:
- En particulier les applications militaires
- Il peut être utilisé pour les guerres de villes
Maintenant, j'ai clairement une idée du concept du véhicule robotisé utilisant un capteur à ultrasons de détection d'obstacles si d'autres questions sur ce sujet ou sur le concept des projets électriques et électroniques laissent les commentaires ci-dessous.
Crédit photo:
- Diagramme général du capteur à ultrasons par Letsmakerobots
- Principe de fonctionnement du capteur à ultrasons par Microsonic
