หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino V2
โดยเราจะเอา หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino จกา เวอร์ชั่น 1 มาปรับปรุงดังนี้
หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง เวอร์ชั่น 1 อุปกรณ์ที่ต้องใช้ก็คือ
1. 4WD Smart Robot Car Chassis Kits
2. Arduino UNO R3 - Made in italy
3. Arduino Sensor Shield V5.0
4. เซนเซอร์ Ultrasonic Module HC-SR04
5. Mounting Bracket for HC-SR04 Ultrasonic Module แบบสั้น
6. Motor Drive Module L298N
7. สาย Jumper Female to Male ยาว 20cm.
8. สาย Jumper Femalet to Female ยาว 20cm.
9. รางถ่านแบบ 18650 ใส่ถ่าน 2 ก้อน
10. แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 จำนวน 2 ก้อน
11. เสารองแผ่นพีซีบีโลหะแบบเหลี่ยม 6 mm 12 ชิ้น
12. สกรูหัวกลมน็อตตัวเมีย ขนาด 3มม ยาว12มม. 10 ตัว
มาปรับปรุงเป็น เวอร์ชั่น 2 ดังนี้
หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง เวอร์ชั่น 2 อุปกรณ์ที่ต้องเพิ่มเติม จาก เวอร์ชั่น 1 ก็คือ
13. Infrared Remote Control Kit
14. Servo Motor Servo Pro SG90 หรือ เซอร์โวมอเตอร์ MG996R พร้อมกับอุปกรณ์เสริม
ถ้าเลือกใช้ Servo Motor Pro SG90 มีอุปกรณ์เสริม คือ Mounting Bracket for Servo SG90
เริ่มด้วยแก้ไข การเชื่อมต่อ บอร์ด Motor Drive Module L298N ดังรูป
ที่ขา ENA และ ENB ไม่ต้องเชื่อมต่อใดๆ และ ให้เอา Jumper ที่ถอดออกไป ใส่คืน สภาพเดิม
หมายเหตุ : ตรวจสอบการใส่ Jumper ให้ถูกต้องตามรูปด้วย
เพิ่ม Infrared Remote Control Kit เข้าไปดังรูป
และ ทดสอบการทำงาน การต่อวงจร ตามลิงค์นี้
http://robotsiam.blogspot.com/2016/09/infrared-remote-control-kit.html
จากนั้นเพิ่ม Servo Motor "Pro SG90" หรือ "เซอร์โวมอเตอร์ MG996R" ความแตกต่างหลักๆของ 2 ตัวนี้ คือ รุ่น MG996R จะเป็น เฟืองโลหะ ส่วน Pro SG90 จะเป็น เฟืองพลาสติก
ประกอบเข้ากับ เซนเซอร์ Ultrasonic Module HC-SR04 ตามรูป
จากการทดสอบ เมื่อเลือกใช้ รุ่น MG996R เซอร์โวมอเตอร์จะเป็น เฟืองโลหะ ต้องต่อ แหล่งจ่ายไฟให้กับ ซัพพลาย ของ Arduino UNO R3 ดังรูปด้วย
จากนั้นทดสอบ หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง ได้โดย Upload โค้ดนี้ ไปยัง บอร์ด Arduino UNO R3
#include "IRremote.h"
#include <Servo.h>
//Pins for motor A
const int MotorA1 = 6;
const int MotorA2 = 7;
//Pins for motor B
const int MotorB1 = 8;
const int MotorB2 = 9;
//Pins for ultrasonic sensor
const int trigger=10;
const int echo=11;
int leftscanval, centerscanval, rightscanval, ldiagonalscanval, rdiagonalscanval;
char choice;
//Pin for IR control
int receiver = 12; // pin 1 of IR receiver to Arduino digital pin 12
IRrecv irrecv(receiver); // create instance of 'irrecv'
decode_results results;
char contcommand;
int modecontrol=0;
int power=0;
const int distancelimit = 27; //Distance limit for obstacles in front
const int sidedistancelimit = 12; //Minimum distance in cm to obstacles at both sides (the robot will allow a shorter distance sideways)
int distance;
int numcycles = 0;
char turndirection; //Gets 'l', 'r' or 'f' depending on which direction is obstacle free
const int turntime = 900; //Time the robot spends turning (miliseconds)
int thereis;
Servo head;
void setup(){
head.attach(5);
head.write(80);
irrecv.enableIRIn(); // Start the IR receiver
pinMode(MotorA1, OUTPUT);
pinMode(MotorA2, OUTPUT);
pinMode(MotorB1, OUTPUT);
pinMode(MotorB2, OUTPUT);
pinMode(trigger,OUTPUT);
pinMode(echo,INPUT);
//Variable inicialization
digitalWrite(MotorA1,LOW);
digitalWrite(MotorA2,LOW);
digitalWrite(MotorB1,LOW);
digitalWrite(MotorB2,LOW);
digitalWrite(trigger,LOW);
}
void go(){
digitalWrite (MotorA1, HIGH);
digitalWrite (MotorA2, LOW);
digitalWrite (MotorB1, HIGH);
digitalWrite (MotorB2, LOW);
}
void backwards(){
digitalWrite (MotorA1 , LOW);
digitalWrite (MotorA2, HIGH);
digitalWrite (MotorB1, LOW);
digitalWrite (MotorB2, HIGH);
}
int watch(){
long howfar;
digitalWrite(trigger,LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigger,HIGH);
delayMicroseconds(15);
digitalWrite(trigger,LOW);
howfar=pulseIn(echo,HIGH);
howfar=howfar*0.01657; //how far away is the object in cm
return round(howfar);
}
void turnleft(int t){
digitalWrite (MotorA1, LOW);
digitalWrite (MotorA2, HIGH);
digitalWrite (MotorB1, HIGH);
digitalWrite (MotorB2, LOW);
delay(t);
}
void turnright(int t){
digitalWrite (MotorA1, HIGH);
digitalWrite (MotorA2, LOW);
digitalWrite (MotorB1, LOW);
digitalWrite (MotorB2, HIGH);
delay(t);
}
void stopmove(){
digitalWrite (MotorA1 ,LOW);
digitalWrite (MotorA2, LOW);
digitalWrite (MotorB1, LOW);
digitalWrite (MotorB2, LOW);
}
void watchsurrounding(){ //Meassures distances to the right, left, front, left diagonal, right diagonal and asign them in cm to the variables rightscanval,
//leftscanval, centerscanval, ldiagonalscanval and rdiagonalscanval (there are 5 points for distance testing)
centerscanval = watch();
if(centerscanval<distancelimit){stopmove();}
head.write(120);
delay(100);
ldiagonalscanval = watch();
if(ldiagonalscanval<distancelimit){stopmove();}
head.write(160); //Didn't use 180 degrees because my servo is not able to take this angle
delay(300);
leftscanval = watch();
if(leftscanval<sidedistancelimit){stopmove();}
head.write(120);
delay(100);
ldiagonalscanval = watch();
if(ldiagonalscanval<distancelimit){stopmove();}
head.write(80); //I used 80 degrees because its the central angle of my 160 degrees span (use 90 degrees if you are moving your servo through the whole 180 degrees)
delay(100);
centerscanval = watch();
if(centerscanval<distancelimit){stopmove();}
head.write(40);
delay(100);
rdiagonalscanval = watch();
if(rdiagonalscanval<distancelimit){stopmove();}
head.write(0);
delay(100);
rightscanval = watch();
if(rightscanval<sidedistancelimit){stopmove();}
head.write(80); //Finish looking around (look forward again)
delay(300);
}
char decide(){
watchsurrounding();
if (leftscanval>rightscanval && leftscanval>centerscanval){
choice = 'l';
}
else if (rightscanval>leftscanval && rightscanval>centerscanval){
choice = 'r';
}
else{
choice = 'f';
}
return choice;
}
void translateIR() { //Used when robot is switched to operate in remote control mode
switch(results.value)
{
case 0xFF629D: //Case 'FORWARD'
go();
break;
case 0xFF22DD: //Case 'LEFT'
turnleft(turntime);
stopmove();
break;
case 0xFF02FD: //Case 'OK'
stopmove();
break;
case 0xFFC23D: //Case 'RIGHT'
turnright(turntime);
stopmove();
break;
case 0xFFA857: //Case 'REVERSE'
backwards();
break;
case 0xFF42BD: //Case '*'
modecontrol=0; stopmove(); // If an '*' is received, switch to automatic robot operating mode
break;
default:
;
}// End Case
delay(500); // Do not get immediate repeat
}
void loop(){
if (irrecv.decode(&results)){ //Check if the remote control is sending a signal
if(results.value==0xFF6897){ //If an '1' is received, turn on robot
power=1; }
if(results.value==0xFF4AB5){ //If a '0' is received, turn off robot
stopmove();
power=0; }
if(results.value==0xFF42BD){ //If an '*' is received, switch operating mode from automatic robot to remote control (press also "*" to return to automatic robot mode)
modecontrol=1; // Activate remote control operating mode
stopmove(); //The robot stops and starts responding to the user's directions
}
irrecv.resume(); // receive the next value
}
while(modecontrol==1){ //The system gets into this loop during the remote control mode until modecontrol=0 (with '*')
if (irrecv.decode(&results)){ //If something is being received
translateIR();//Do something depending on the signal received
irrecv.resume(); // receive the next value
}
}
if(power==1){
go(); // if nothing is wrong go forward using go() function above.
++numcycles;
if(numcycles>130){ //Watch if something is around every 130 loops while moving forward
watchsurrounding();
if(leftscanval<sidedistancelimit || ldiagonalscanval<distancelimit){
turnright(turntime);
}
if(rightscanval<sidedistancelimit || rdiagonalscanval<distancelimit){
turnleft(turntime);
}
numcycles=0; //Restart count of cycles
}
distance = watch(); // use the watch() function to see if anything is ahead (when the robot is just moving forward and not looking around it will test the distance in front)
if (distance<distancelimit){ // The robot will just stop if it is completely sure there's an obstacle ahead (must test 25 times) (needed to ignore ultrasonic sensor's false signals)
++thereis;}
if (distance>distancelimit){
thereis=0;} //Count is restarted
if (thereis > 25){
stopmove(); // Since something is ahead, stop moving.
turndirection = decide(); //Decide which direction to turn.
switch (turndirection){
case 'l':
turnleft(turntime);
break;
case 'r':
turnright(turntime);
break;
case 'f':
; //Do not turn if there was actually nothing ahead
break;
}
thereis=0;
}
}
}
ทดสอบการทำงาน ที่รีโมท ด้วยการกด 0 และตามด้วย กด 1 ถ้าต่อวงจรได้ถูกต้อง หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino เวอร์ชั่น 2 ของเราจะเริ่มทำงานครับ
วีดีโอผลลัพธ์การทำงานของ หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino เวอร์ชั่น 2
