Δημιουργία Wall Following ρομπότ με Ultrasonic αισθητήρες τόσο για εσωτερικό όσο και για εξωτερικό χώρο με την χρήση Arduino

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός ρομπότ το οποίο έχει σχεδιαστεί για να ακολουθεί παράλληλα τοίχους. Σαν ‘’εγκέφαλο’’ όλου αυτού του ενσωματωμένου συστήματος θα χρησιμοποιήσουμε τον μικροελεγκτή Arduino Uno.Θα δούμε σε βάθος τι ακριβώς είναι ένα Arduino, καθώς επίσης θα αναλύσουμε και τα χαρακτηριστικά του. Ως ‘’μάτια’’ του συστήματος θα χρησιμοποιήσουμε δύο ultrasonic αισθητήρες για τον εντοπισμό και την αποφυγή εμποδίων. Θα επεκτείνουμε τις γνώσεις μας στο τι ακριβώς είναι ένας τέτοιος αισθητήρας, πως λειτουργεί και τι χαρακτηριστικά έχει. Το τσιπ l239D θα αποτελέσει το ‘’σώμα’’ του ρομπότ μας, καθώς παίζει τον βασικό ρόλο για την κίνησή του. Και σε αυτό το κεφάλαιο θα δούμε λεπτομερώς το τι πραγματικά είναι αυτό το τσιπ και γιατί είναι τόσο διαδομένο, θα αναλύσουμε το τρόπο με τον οποίο καταφέρνει να ορίσει την κατεύθυνση και την ταχύτητα ενός dc κινητήρα καθώς επίσης και κάποια κύρια χαρακτηριστικά του. Αφού δούμε και αναλύσουμε όλα τα σημαντικά εξαρτήματα του συστήματος, επόμενο βήμα είναι να εξετάσουμε πώς μπορούμε στην πράξη να υλοποιήσουμε την κατασκευή αυτή. Θα υπάρξει αναλυτική περιγραφή και φωτογραφίες για την κατασκευή του αμαξιδίου καθώς επίσης και αναλυτική επεξήγηση όλου του κυκλώματος για την καλύτερη κατανόηση. Στο τελευταίο και πιο σημαντικό κομμάτι θα δούμε όλο το λογισμικό του συστήματος, θα αναλύσουμε τα πιο σημαντικά του κομμάτια και θα δούμε τί είναι ένας PID controller και γιατί αποφασίσαμε να το χρησιμοποιήσουμε στην εργασία μας.

In this thesis the goal is to create a robot that can follow parallel a wall. As ‘’brain’’ of the integrated system we use the microcontroller Arduino Uno. We will see in depth what is exactly an Arduino board and we will analyze all of his characteristics. As ‘’eyes’’ of our system we will use two ultrasonic sensors. They will be responsible for detecting and avoiding obstacles. Also we will study what exactly an ultrasonic sensor is, how do they work and what characteristics they have. The l239d chip will be the ‘’body’’ of our robot because it’s responsible for his movement. At this chapter we will see all the details about this chip, we will talk why it is so popular and how it can manage to control the speed and the direction of one dc motor. When we done with the hardware of our system, the next step is to exam how we can make our robot works .There will be a full description and photos on how to build the main body of the robot. At the end we will design and explain with much details all the electrical circuit of our system. The last and most important chapter will be the software of our robot, we will analyze the most important parts of our code and we will discuss what a PID controller is and why we use it.