Introdução:
Hoje em dia, muitas indústrias estão usando robôs devido ao seu alto nível de desempenho e confiabilidade, o que é uma grande ajuda para os seres humanos. A robótica para evitar obstáculos é usada para detectar obstáculos e evitar a colisão. Este é um robô autônomo. O projeto do robô para evitar obstáculos requer a integração de vários sensores de acordo com sua tarefa.
A detecção de obstáculos é o principal requisito deste robô autônomo. O robô obtém as informações da área circundante por meio de sensores montados no robô. Alguns dispositivos de detecção usados para detecção de obstáculos, como sensores de colisão, sensores infravermelhos, sensores ultrassônicos, etc. O sensor ultrassônico é mais adequado para a detecção de obstáculos e é de baixo custo e tem uma capacidade de grande alcance.
Veículo robótico para evitar obstáculos
Princípio de trabalho:
A evasão de obstáculos veículo robótico usa sensores ultrassônicos para seus movimentos. Um microcontrolador de 8051 famílias é usado para atingir a operação desejada. Os motores são conectados através do IC do driver do motor ao microcontrolador. O sensor ultrassônico é conectado na frente do robô.
Sempre que o robô está indo no caminho desejado, o sensor ultrassônico transmite as ondas ultrassônicas continuamente de sua cabeça sensora. Sempre que um obstáculo se aproxima, as ondas ultrassônicas são refletidas de um objeto e essa informação é passada para o microcontrolador. O microcontrolador controla os motores esquerdo, direito, traseiro, frontal, com base em sinais ultrassônicos. Para controlar a velocidade de cada motor, a modulação por largura de pulso é usada (PWM).
Diagrama de blocos, veículo robótico para evitar obstáculos
Diferentes sensores usados para evitar obstáculos em veículos robóticos
1 Detecção de obstáculo (sensor IR):
Os sensores IR são usados para detecção de obstáculos. O sinal de saída do sensor é enviado para o microcontrolador. O microcontrolador controla o veículo (avançar / recuar / parar) usando o motor DC que é colocado no veículo. Se algum obstáculo for colocado em linha, o sensor IR não consegue receber os raios de luz e dá sinais ao microcontrolador. O microcontrolador irá parar o veículo imediatamente e a sirene irá ligar. Depois de um minuto, o robô verificará o status do caminho. Se um obstáculo for removido, o robô se moverá para longe, caso contrário, o robô retornará ao local de partida. O sensor detecta objetos emitindo uma curta explosão ultrassônica e, em seguida, ouvindo o eco. Sob o controle de um microcontrolador hospedeiro, o sensor emite uma explosão curta de 40 kHz. Esta explosão avança ou viaja pelo ar atinge um artigo e depois salta mais uma vez para o sensor. O sensor fornece um pulso de saída para o host que terminará quando o eco for detectado, portanto, a largura de um pulso para o próximo é levada para o cálculo por um programa para fornecer resultados em uma distância do objeto.
dois. Detecção de caminho (sensor de proximidade):
O normal faz com que ambos os sensores dêem as orientações e o robô o siga indo direto no caminho. Quando a linha termina naquele momento, o robô reverte em 180 e volta no mesmo lugar.
Estar On-Line
Os sensores de proximidade são usados para detecção de caminho. Quando o sensor direito não é detectado na linha da curva, o microcontrolador ativa o motor esquerdo para girar à esquerda até o sinal do sensor direito. Uma vez que o sinal é detectado no sensor correto, os dois motores são ativados para avançar. Quando a linha termina naquele momento, o robô reverte em 180 e volta no mesmo lugar.
Perdendo a linha
3 - Sensor ultrasônico:
O sensor ultrassônico é usado para detecção de obstáculos. O sensor ultrassônico transmite as ondas ultrassônicas de sua cabeça do sensor e novamente recebe as ondas ultrassônicas refletidas de um objeto.
Existem muitas aplicações que usam sensores ultrassônicos, como sistemas de alarme de instrução, abridores de porta automáticos, etc. O sensor ultrassônico é muito compacto e tem um desempenho muito alto.
Diagrama geral do sensor ultrassônico
Princípio de trabalho:
O sensor ultrassônico emite o sinal de curta e alta frequência. Eles se propagam no ar na velocidade do som. Se atingirem qualquer objeto, eles refletirão um sinal de eco para o sensor. O sensor ultrassônico consiste em um multivibrador, fixado na base. O multivibrador é uma combinação de um ressonador e um vibrador. O ressonador fornece ondas ultrassônicas geradas pela vibração. O sensor ultrassônico consiste em duas partes, o emissor que produz uma onda sonora de 40 kHz e o detector detecta uma onda sonora de 40 kHz e envia um sinal elétrico de volta ao microcontrolador.
Princípio de funcionamento ultrassônico
O sensor ultrassônico permite ao robô ver e reconhecer virtualmente um objeto, evitar obstáculos e medir distâncias. A faixa de operação do sensor ultrassônico é de 10 cm a 30 cm.
Operação do sensor ultrassônico:
Quando um pulso elétrico de alta tensão é aplicado ao transdutor ultrassônico, ele vibra em um espectro específico de frequências e gera uma explosão de ondas sonoras. Sempre que qualquer obstáculo se aproxima do sensor ultrassônico, as ondas sonoras refletem na forma de eco e geram um pulso elétrico. Ele calcula o tempo decorrido entre o envio das ondas sonoras e o recebimento do eco. Os padrões de eco serão comparados com os padrões de ondas sonoras para determinar a condição do sinal detectado.
Nota: O receptor ultrassônico deve detectar o sinal do transmissor ultrassônico enquanto as ondas de transmissão atingem o objeto. A combinação desses dois sensores permitirá ao robô detectar o objeto em seu caminho. O sensor ultrassônico é conectado na frente do robô e também ajudará o robô a navegar pelo corredor de qualquer edifício.
Aplicações do sensor ultrassônico:
- Mudança automática de sinais de trânsito
- Sistema de alarme de intrusão
- Instrumentos de contagem acessam parquímetros
- Sonar traseiro de automóveis
Características do sensor ultrassônico:
- Compacto e leve
- Alta sensibilidade e alta pressão
- Alta fiabilidade
- Consumo de energia de 20mA
- Comunicação de entrada / saída de pulso
- Ângulo de aceitação estreito
- Fornece estimativas exatas de separação sem contato dentro de 2 cm a 3 m
- O LED do ponto de explosão mostra estimativas no avanço
- O cabeçalho de 3 pinos simplifica a conexão, utilizando um link de desenvolvimento servo
Aplicações do veículo robótico para evitar obstáculos:
- Especialmente em aplicações militares
- Pode ser usado para guerras na cidade
Agora claramente tenho uma ideia sobre o conceito do veículo robótico utilizando um sensor ultrassônico de detecção de obstáculos se mais alguma dúvida sobre este assunto ou o conceito dos projetos elétricos e eletrônicos deixe os comentários abaixo.
Crédito da foto:
- Diagrama geral do sensor ultrassônico por Letsmakerobots
- Princípio de funcionamento do sensor ultrassônico por Microsonic
