More Related Content
Mobile World Congress 2015 מציאות רבודה - Augmented reality Creating Delicious Wordpress Sites, Barak Danin, Uniq UI אינפוטרגט - מצגת כנס טלדן אינפו 2015 - מידענות- http://www.infotarget.co.il/ מצגת של חברת רובוטיקס מפעילת המרכז הישראלי להוראת רובוטיקה מציגה מצגת :רובוט... בדרך לפולימורפיזם - Using Virtual/Pure Virtual 2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing Featured (20)
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process Artificial Intelligence, Data and Competition – SCHREPEL – June 2024 OECD dis... How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR... 2024 State of Marketing Report – by Hubspot Everything You Need To Know About ChatGPT Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024 Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar) How to Prepare For a Successful Job Search for 2024 Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024 5 Public speaking tips from TED - Visualized summary ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Getting into the tech field. what next Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent How to have difficult conversations Introduction to Data Science Humanoid project
- 2. 2
עניינים תוכן
............................................................................................................תודות4
עבודה הצעת...............................................................................................5-6
בחירתהגדרת הנושאהבעיההעיקרית...........................................................7-8
המערכת תפקוד.............................................................................................9
תת פעלותמערכות...................................................................................10-12
אפשריים ופתרונות רעיונות העלאת-חומרה...............................................18-13
:המערכת רכיבי
..........................................................................................מגה ארדואינו19-21
מייצב.......................................................................................מתח...........22
סוללה.........................................................................................................23
מתח מפצל...................................................................................................23
.....................................................................................................סרוו מנוע24
מצלמתpixy...............................................................................................25
שרטוטיםאלקטרונים....................................................................................26
הבנייה שלבי פירוט........................................................................................27
ופתרונן בנייה תקלות................................................................................28-30
הרכבה שרטוט + תוכנה:
אפשריים ופתרונות רעיונות העלאת–תוכנה...............................................31-32
Solid Works–................................................................ הרכבה שרטוט33-45
אלגוריתם-תרשיםזרימה.............................................................................46
אלגורמלא יתם........................................................................................47-52
.....................................................................................המערכת שפת תיאור53
המערכת תוכנת מבנה...............................................................................54-66
ופתרונן תוכנה תקלות....................................................................................67
- 4. 4
:תודות
לרובוטיקהשלנו למוריםובראשונה בראש להודותברצוננו-קיפניס אירנה
,המוטיבציה החדרת ,העזרה ,הסבלנות על קפלן וולדימיר,הטובים ההסברים
בעזרתכם .הגענו אליהם ליעדיםמגיעים היינו לאשבלעדיהם וההדגמות העצות
המון אותנו לימדתם.שלנו המטרות את להגשיםהצלחנו-,רובוטים מבניית החל
לתו.משתלמת קשה עבודהוכמה השקעה מהי ,ולשרטוט כנה
שלנו להוריםתודה-הלו עד שהביאנו ושון גלית,ורוני ליאתאת ספגו ,ם
התלהבו ,הצורך בשעת מאחורינו ועמדו הרגיעו ותמיד שלנו הלחציםאתנו
הביטחון תחושת התעצמה בזכותכם .שלנו היכולת מלוא את לנצלאותנו ועודדו
. שלנו העצמית והאמונה
כדי תוך שלנו בעשייה והתעדכנה התעניינה שתמיד שלנו המחנכת לתמיתודה
אנח אותו הזמן בכמות תמיכה.והערכתה הרובוט עלבעבודה משקיעים נו
,לרובוטיםהציוד רכישת ,הרובוטיקה במגמת ההשקעה עלגולדהלתיכוןתודה
המדהים העבודה ומקום הפרגון-המסייע חדש ציודשמכילה הרובוטיקה מעבדת
לנו
.ובנייתו הרובוט עלבעבודה
התחרות את שמארחת אילן בר לאוניברסיטתתודהROBOCUP,חסות ונותנת
,אחרים ספר מבתי רובוטים לראותההזדמנות לנוניתנת הייתה לאבלעדיכם
בין גםבעתיד ואולי ארציים להישגיםולהגיע מולם להתחרות-.לאומיים
- 7. 7
בחירתהעיקרית הבעיה הגדרת הנושא
מסוג רובוט ליצורהשנה בחרנוHumanoidכדמוי להיראותאמור הרובוט .
אדם–כפ פעולות מספר לחקותוצריך רגליים כפות ,,ראש גוף,ידיים ,רגלייםי
הליכה כמו עושהשהאדם–כדי תוך ולצדדים אחורה ,קדימההתבוננוהוא ,ת
כדורגל שוער מדמהה .-Humanoid,כלומר האדם כמו במרחב נעשת בעלרגליים י
ה עלבנוסף .לנוע לרובוטלאפשרכדי ובתיאום יחד הפועלות-Humanoidלדעת
)הצורך במקרה (רק ממקומו יוזז לאהכדור עצמהבתחרות ,הכדורגל בכדור לבעוט
ולאחריו ""לרדוףיצטרך הרובוט ,כן.לשערבהגיעו אותו ולהדוף
ה של בבנייה חלק לקחתבחרנו-Humanoidכי שמענו .אותנו יאתגר שהוא ידענו כי
הרצויה לרמה הגיע לאעדיין אך זה מסוג רובוט ליצורבעבר ניסיונות מספר היו,
ולכן,לתחרותרשמיים חוקים אין עדייןהתלהבנו מאוד .בסיסיים כללים רק אלא
מהאתגר ,מהרעיוןבפנינו שנפתחה הגדולה ומההזדמנותהאנשים בין להיות
הראשונים.הזאת הרובוטים בקטגורית שמתנסים
למגווןרבות לתרום תוכל הצלחתו אך הכדורגל משחק של בנושא מתמקד הרובוט
למשל.הרובוטיקה בנושא תחומים,אולי ""מושלמתהליכה ולתכנת ליצורנוכל אם
דומ פרויקטיםעםאנשיםשפיתחנו בשיטות להיעזריוכלו יםהתוכנה מבחינת
הרו (מבנה והחומרה.כאחד )בוט
וסטנדרטי פשוטרובוט לפתחנוכל .ילדים משחק הוא לסביבהלתרומתונוסף רעיון
כדורגל מגרש שתהווה זירה להכיןיוכלו ילדים .מראש מובנים ותוכנה חומרה בעל
לבוש פריטיליצורגםנוכל בנוסף .בה להתחרותיוכלו והרובוטים ,שערים שני עם
ו כובעים ,נעליים ,בגדים כמוהרובוט עלבקלות להלביש.לחבריוכלו ואותם עוד
לחשוףיוכל גםהוא ,משחק ,בסיסי מענה לילדיםייתן רק לאזה פיתוח.שלהם
תח אל אותםה בהם ליצור,הרובוטיקה וםתענעללהשפיעואולי המקצוע לגבי יינות
.העתידית הקדמה
- 8. 8
שבפיתוח כמובןיש תמיד .קדימה נוסף צעדהקדמה את מקדמים גםאנו הרובוט
הרובוט בפיתוח .באנושות לפגועשיוכלו רובוטים ניצור בסוף כי החששנתייחס
:*רובוטיקה חוקי לארבעת
1..תיפגע שהאנושות,במחדל ,יניח ולא באנושות לרעהרובוט יפגע לא
2.שאדם,במחדל ,יניח ולא,אדם בבן לרעהרובוט יפגע לא.יפגע
3.את סותרות אינן עוד כל ,אדם של לפקודותיו לציית חייב רובוט
.הראשוןהחוק
4.עומדת אינה זו הגנה עוד כל ,ושלמותו קיומו על לשמור ידאגרובוט
.השנילחוק או הראשון לחוקבסתירה
רובוטיקה חוקי-אסימוב אייזק הבדיוני המדע סופר ידי עלשנוסחו חוקים
בסדרתשל הבסיסי מהתכנות חלק להיותנועדו החוקים .שכתב בדיוני מדע סיפור
רובוט ואף אסימוב של בספריו המתוארים הפוזיטרונים המוחות בעלי הרובוטים
באופן מוטבעים שהחוקים מכיוון ,פעולה מכלל לצאתמבלי אותם להפר יכול לא
.הרובוטים של המוח במסלולי פיזי
- 9. 9
המערכת תפקוד
כיצד?המערכת תתפקד
המשתמש פעולות:
הבסיסי המענהשהרובוטה נותןיאאוטונומית פעולה(באופן)עצמאי-תלוי לא
הרובוט בתכנון חשבון לידיהובא וזה .בלבד להפעלתואלא במשתמשבחלקו .
על.שלו ההפעלה מתג מצוי הרובוט גוף של העליוןהמשתמשהמתג את להעביר
של למצבONוהרובוט.נוספת בהתערבות צורך ללא יפעל
בשם הקרויה מצלמה גםמצויה הגוף של העליון בחלקו–PIXYנרחיב ועליה
.בהמשךה-PIXYמסיבה ,בשבילה מגדירים שאותם צורהאו צבעלפיגופיםמזהה
ה הגדרות שינוי והיא למשתמש יש נוספת התערבות ,זו-PIXY.הצורך לפי
הרובוט עלהעבודה במהלךעינינולמולשעמד הראשון הוא זה צורך עלהמענה
הרובוט של ביותר האנושית התכונה את מהווה שהוא משום-.עצמאיבאופן תנועה
:המערכת פעולות
של ייעודו את להגשיםכדי לבצעצריכהשהמערכת הפעולות הן המערכת פעולות
.הרובוטHumanoidמנת עלעושהוזאת הכדור אחר שעוקב הולך רובוט הואשיוכל
להבית שער אל מגיע כשהוא אותו הדוף,.היריבה הקבוצה לטובתנקודה למנועכדי
רכיבים של רב מספר בין תיאום דורשות הן אבל פשוטותנראות אולי אלה פעולות
.מהם מורכב שהרובוט
הליכ של פעולה לבצעהרובוט עלראשון דבר.אדם הליכת שיותר כמה שתדמה ה
כן כמו,לאתרהרובוט על,הכדו את לזהותולמנוע רכניסתו אתלשערתמיד לא.
ה מול יהיה הכדור-Humanoidכ להסתובבלעיתיםיצטרך הוא ולכןאל להגיעד
שה ברגע .הכדוראליו יגיע כדורבכדור לבעוטיצטרך הואלהיכנסממנו למנוע או
אדם ידי שיותר כמה מדמות הן שגם ,שלו הידיים בעזרת לשערה על,הדיפהלהיות
שיותר כמהמדויקתאת גםלהוסיףנרצה בעתיד .האפשרותשהוא שברגעגולימנע
- 10. 10
.""חגיגהיעשה הוא
ריקוד מעין היא חגיגהששער שהבקיעו לאחרעושיםכדורגל שחקנישער מנעו או.
פ:מערכות תת עולות
הליכה–המתמקדת מערכת תתבמנועיםשביניה הפעולה ובשיתוף שברגלייםםכדי
הליכה לבצעהכדור של כניסה למנועכדי ולצדדים הכדור אל להגיעמנת עלקדימה
,לשער.נפילה בשעת וקימה גול למנועכדי צורךבשעת להתכופף
ואיתור זיהוי ,סריקה–שעליהם מנועים ומשני ממצלמה שמורכבת מערכת תת
אותה מזיזים המנועים ואילו הכדור את לאתרמנסה המצלמה .מונחת היא
הכדור באיתור למצלמה לעזורבכדי ולמטה למעלה,לצדדים
הכדור הדיפת-במ שמתמקדת מערכת תתבניהם הפעולה ובשיתוף שבידיים נועים
מלהיכ הכדור את לעצורמנת על.לשערנס
- 11. 11
מידע ואיסוף הבעיה אבחון
המערכת של אפיונים
הכרחיות דרישותרצויות תכונות
משתי מורכב להיות צריך הרובוט
.רגליים
.קטן שיותר כמה יהיההרובוט
של סוג בכל ללכת מסגול יהיההרובוט
..)(ישר משטח
שלא ,קלים מרכיבים יורכבהרובוט
הרבה שוקלים.
.וקשיחות יציבות רגליים.חזקים מנועים
) הרובוט למשקלביחס (
.בכדור לבעוט צריך הרובוטהמרבית במהירות ינועהרובוט
.הכדור את לאתר צריך הרובוט
ל צריך הרובוטהכדור את הדוף
הר עללכדור להגיעכדי להתכופףובוט
בכל כמעט יציב להיותהרובוט על
.האפשריות הסיטואציות
.ידייםיצטרךהרובוט
עצמאי באופן לפעול צריך הרובוט
.מוחלט כמעט
מן עצמו את להריםיצטרךהרובוט
.נפילתו של במקרה הרצפה
סביר בגודל להיות צריך הרובוט50
גובה ס"מ20.רוחב ס"מ
- 12. 12
בתהליךשי חוסר כמו בעיות במספר נתקלנו הרובוט של הבנייההליכה ,משקל ווי
ואיטית יציבה לא.הרובוט מבנה שינוי עלהחלטנו הבעיות עםלהתמודדמנת על
האפשר ככל אדם בני של הליכה תדמה שהליכתו רובוט ליצורהייתה שלנו השאיפה
.שלו המבנה גםובהתאם
.קרסול לכלואחד רגל לכלמנועים שלושה ,יד לכלמנועים שני היה הראשון המבנה
אינו שהמבנה החלטנו יציבה הליכה לביצועכושלים ניסיונות של רב מספר אחרי
.אותו לשנותושעלינו מתאים
:הקודם המבנה
- 13. 13
אפשריים ופתרונות רעיונות העלאת-חומרה
בעיה1חוסר :ההליכה במהלך יציבות
פתרון1:
הנקרא מחומר נכין הרגליים אתPVCוגודלם מלבן בצורת יהיו הרגליים .יהיה
כ13.5/8.ס"מ
כאשר המשטח עםהמגע הרגליים של מיותרות תנודות עלנגלה ובהמשך מידה
הרו"סיליקוןבשם הקרוי מיוחד סיליקון ישנו .למטהסיליקון שכבת נוסיף ינוע בוט
.מאוד אלסטי והוא "מסטיקהרובוט בין החיכוך את להגדילנועד הסיליקון
.נמצא הוא עליולמשטח
פתרון2:
מהמרתון השראה ולקחנו האפשר ככל אנושית רגל ליצורשאיפה לנוהייתה
מוגבלויו עםלאנשיםריצה שתאפשר תותבת רגל בשבילם במיוחד שיצרו ת
רגל ליצור מנת על.נורמטיבית.אפוקסי שנקרא בחומר להשתמש רצינו כזאת
מהירה התקשות יכולת ובעל ולמזיגה לעיבודנוח שהוא הם זה חומר של היתרונות
הסיבה .מיוחדת לתבניתולמזוג לחמםרצינו האפוקסי את .החדר בטמפרטורת
סביר במחיר אפוקסי למצואקשה ,ביישומו הקושי הוא הזה בפתרון בחרנו שלא
רצינ ולא בארץאת להכיןלהספיק כדי מחו"ל משלוח של להגעה עדלהמתיןו
הפתרון את לנסותנחליט בעתיד ואולי הראשון בפתרון בחרנו ולכן לתחרותהרובוט
.השני
- 14. 14
בעיה2(קדימ הליכה ביצוע :)ולצדדים ה
פתרון1:
הרגל בו ,הרובוט של הראשון המבנה זהו .קרסול לכלואחד רגל לכלמנועים שלושה
.מוגבלת היא הרגל תנועת ולכן צירה עללהסתובביכולה לאשל החדש במבנה
כמו הרובוט של האחרים הרכיבים את המכיל לגוףשמחובר העליון המנוע הרובוט-
מנ הוא 'וכו מנועים מפצל ,מתח מייצב ,ארדואינוומסייע צירו עלשמסתובב וע
.שלו ובהסתובבות לצדדיםהרובוט של בהליכהבמנועי שהשימוש ספק לנוהיה לא
המנועים כמות אך שלנו האישי ומהניסיון שערכנו ממחקר כתוצאה נכון הוא סרוו
או בחרנו אלא מראש לנוידועים היו לאהסידור ואופןולמידה עשייהכדי תוך תם
במ שמצאנו מטעויות.הקודם הרובוט בנה
פתרון2:
החלטנו הראשון לפתרוןבהתאם הבנייה לפיהרובוט את לתכנתניסיונות לאחר
.שינויים מספר לערוך עלינווכי יעיל לאשהמבנה
מפרקים בשני משתמש הוא הולך האדם בן כאשר .סרוו ממנועי כולה תורכב הרגל
עיקריים–אותו בעלי הללו המפרקים שני .בברך והשני המותן יד עלהאחדכוון
.קדימה ,הרגל סבובלקחנוו סרוו מנועי שנידאגנוהסיבוב לצירביחס תנועתם כי
שהר כדי .קדימה תהיהוי בוטוכלאחת רגל לשלוחהוא קדימהצריךעללהישען
בין המגע את למנועבכדי ,השנייה הרגללמנו,כלומר למשטחהראשונה הרגלאת ע
הרובוט נפילתמסויים ברווח הרכיבים את המכיל לגוףחיברנו הרגליים את
הרגליים תזוזת את שמונעים מתכת לוחותשל בהפרדהלהישע מנת על.אחת עלן
הרגלייםהוספנוסרוו מנועהר שבה בצורה הרגל כף /הרגל בסיס עלשיישבובוט
את לסובביצטרך הרובוט .למשטחביחס אחת רגל על מעגלית תנועה לעשות יוכל
הרגל בראש סרוו מנוע בחיבור צורךיש ולכן מולו יונח לאשהכדור במקרה רגליו
שי.הצורך במקרה הרגל כל לסיבובדאג
- 15. 15
בעיה3לרכיביבמיקום מחסור :הרובוט
פתרון1:
תלת במדפסת הדפסנוממדמעיןקובייהואת הרגליים לחיבור מקום שבתוכה
,בכלל יעיל לאהיה שהפתרון הבנו מאוד מהר .האחורי בחלקה חיברנו הרכיבים
קרובות לעיתיםלנונפלה והיא נכון היה לאהסוללה של החיבורהיוהחוטים בנוסף ,
הרובוט של תזוזה וכל חשופיםאת ובעצם החוטים אחד של התנתקות סיכנה
.הכללית פעולתו
פתרון2:
הרובוט לרכיביהתאמנו אותם תאים עם מלבני גוף מימד תלת במדפסת הדפסנו
ולכן הראשון מהפתרון מסקנות הסקת לאחרנעשה הפתרון .שערכנו מדידות לאחר
בקלות הכנסתה את שמאפשר לסוללהמיוחד תא יש החדש בגוףהיא זאת עם אך
שעשוי איזון חוסר נוצר שלא כך הגוף במרכז והיא יציבה נשארת אלא נופלת לא
.ההליכה בזמן הרובוט ביציבות לפגועבעייתית הייתה הרכיבים אל הגישה זאת עם
צורבשעת שינויים עלוהקשתהמידי צרהיה לסוללההמתאים המקום ,בנוסף .ך
ה הסוללה את להטעיםכשרצינו ולכןבזמן בו להתעסקולא לרובוטלהניחעלינויה
.נטען שהוא
- 16. 16
פתרון3-
המבנים לשניבהשוואה יותר גדול מלבני גוף מימד תלת במדפסת הדפסנו
תהייה אליהם שהגישה בשביל צפופיםפחותלהיות הרכיבים שעל הבנו ,הקודמים
ה הפתרון לעומת.יותר נוחה-2.אטום שלו אחד וצד לחלוטין חלול אינו זה פתרון
בנ .נופל שהרובוט במקרה הרכיבים על ""להגן מנת על זאתשל במשקל שיווי וסף
חשוב גורםהוא המשקל שיווי . טוב יותר הרבה הוא הזה המבנה עםהרובוט
וכן יותר יציבה תהיה הרובוט הליכת טוב יותר יהיה שהוא וככל הרובוט בהליכת
המיקום גםהקודם ברובוט השתמשנו שבה הסוללה את החלפנו בגלל .יותר טובה
השתנו לההמתאים והגודל הסוללה של.השתנה הסוללה מיקום החדש הגוף לכן
לצדהרובוט משקל של סטייה אין ולכן המלבני הגוף במרכז ממוקם הוא כעת
.מסוים
)המעודכן המבנה של שרטוט מופיע (בנספחים
בעיה4:)ושער (כדור עצמים זיהוי :
עצמיםזיהי היא הרובוט של הבסיסיות הדרישות אחת-יוכל שהרובוט מנת על
אל ללכתל עליוהשער אל אותו ולבעוט הכדורהפתרון .לכןקודם אותו זהות
למוחינושעלה הראשוןמצלמת היהPIXYהמדריכים המליצו עליה,שלנו
.האישי מניסיונםלעצמיםמזהה המצלמהוצורתם צבעםפיזו במצלמה הבחירה .
אינה ועלותה נמוך משקלה ,לתכנותקלה המצלמה .יתרונותיה בשל נעשתהחורגת
.שלנו מהתקציב
- 17. 17
בעיה5:החוטים הסתבכות
קרובות לעיתים ,חוטים באמצעות נעשים הרובוט של הרכיבים בין החיבורים
מסתבכים או מהמקום חוטים של ליציאהומביאים בזה זה מסתבכים החוטים
במנועים.ההליכה בביצוע ומפריעים
פתרון1-באמצעות החוטים את הדבקנומשום בהתחלה נוח היה הפתרון .סלוטייפ
שרצינו ברגע אך מהטרמינלים והתנתקותם החוטים הסתבכות את מנע שהוא
ופגעה מסובכת הייתה הסלוטייפ הורדת אותו להאריךאו החוטים אחד את להחליף
לאהוא הרחוק לטווחאבל הקרוב לטווחכנוח התגלה הפתרון .החוטים באיכות
.במיוחד יעיל
פתרון2-חיבמסולסלים קשים עםהחוטים את רנוארוכים שהיו חוטים וקיצרנו
הפתרון הוא הזה הפתרון ולכן בקלות ולהחזיר להורידניתן הקשים את .מידי
.בחרנו ובו שמצאנו ביותר האפקטיבי
.בנספחים מופיעה החוטים של תמונה
- 18. 18
בעיה6הכדור :הדיפת
של ההכרחיות הדרישות אחתעליוזאת שיעשה מנת על.הכדור הדיפת היא הרובוט
שימוש ידי עללרובוטמתאפשרת ההתכופפות .התכופפות כדי תוך בידיים להשתמש
לושיצרנו "ב"מפרקים-בעייתית היא הכדור אל ההתכופפות .האמצעיים המנועים
אותה לבצע מתי לדעתשעליו משום-הרובוט בפעילות עיקריתפקיד משחק התזמון
לעברלזנק מתי לדעתיכול ששוער כמו הנכון התזמון את לדעת כדי .כללי באופן
.והפיקסי הרגליים מנועי ,הארדואינו בין פעולהשיתוף נדרש להתכופף או כדור
בתכנת העצמאי שהשרטוט משום ממד תלת במדפסת להדפיסבחרנו הידיים את
Solid Works-תוכנתתיב"ם(CAD)תלתממדיתמביתחברתSolidWorks
corporationכיוםחברתבתשלחברתדאסוסיסטמס).
.ביותר המדוייק באופן האישיים לצרכינוהידיים צורתאת להתאים לנומאפשר
פתרון1-מידי גדולותהיו שהדפסנו הראשונות הידייםוהן אורכן מבחינת הן
מבחינתזוויתההקטנה הזווית .עצמההיד של פריסהבכדור הרובוט באחיזת פגעה
היד עלשהגיע פעםשכל משום.ונפל בה פגע אלא היד לכףלהיכנסהצליח לאומשום
ה בתנועת פגעשלהם המשקל יותר גדולותשהיובהליכה הפריע ואורכן רובוט
.לצדדיםלמרותהיה המנוע לזוויתהידיים חיבור חסרונותיהןמדויק.ונכון
פתרון2-הידיים בזוגעם.המנוע לזוויותהחיבור את לשמרדאגנו שהדפסנו הבא
מנת עליותר רחבה הייתה הפריסה וזווית יותר קטנות היו הידיים כפות זאת
חזקות להיותעליהן.הידיים כפות אל שאפשר ככל חלק באופן יכנס שהכדור
.משקל שיווי לאבדמבלי אותו ולהדוף הכדור את להריםכדי ועבות מספיק
בשרטוטלאכדי מהרצפה בגובה להיותשעליהן משום באורך התחשבנו הידיים
אל להיכנסלכדורמקום שמאפשרת פריסהזווית ,בהתכופפות או בהליכה להפריע
הרובוט משקל את שפחות כמה להגדיל מנת עלמינמלית ומסה הידיים.
- 19. 19
תיאורהבקרה מערכת
מערכתהבקרהאחד מבקר מורכבתמגה ארדואינו2560אלמנועי כל יתחברו המגה
הסרווהמצלמה גם,כן כמו:שונים חיבורים שלושה דורש אחד סרוו מנוע כל .5V,
Groundו-Signalשל מפצל נדרש ,ולכן5Vו-Groundהמנועים חיבור לצורך
אל חיבור נעשה מהמתג .הרובוט של ההפעלה מתג יתחבר הסוללה אל .לבקר
בצורה לספקכדי מתח המייצב.הנדרש המתח את מדויקת
:הרכיבים
ארדואינו:
,פתוחמקור אלקטרוניקת של טיפוס אב ) מצע ( פלטפורמת הוא ארדואינו
. לשימושוקלה ,גמישותותכנה חומרה עלהמבוססת
ביצירת המתעניין אחד ולכל תחביבים בעלי ,מתכננים ,לאמניםמיועדת היא
אינטראקטיביים אובייקטים. וסביבתיים
אלקטרוניקה לכרטיס כולל שם הוא "טיפוס אב "פלטפורמת-פיתוחלוח-שבהם
מיקרו יש-ורב פשוטבקר-משולבת פיתוחולסביבת תכליתי–ותכנה חומרה-
IDE(Integrated DevelopmentEnvironment. )
פתוחבקוד לחומרההדומה מושג הוא "פתוחמקור "אלקטרוניקת-חומרה
אותה ולשנות לשכפליכול אחד שכל כך שלה הבנייה תכניות עםהמופצתבהתאם
חומרת בעזרת שבוצעו שונים פרויקטיםשל אדירות כמויות באינטרנט יש . לצרכיו
.בלבד היוצרים של דמיונם ידי עלמוגבלים והם פתוחקוד
מ למעלהיש ( פיתוחכרטיסי לוחות של גדולמבחר קיים20שונים כרטיסים
.) סוג בכל שונים ומדגמים שונים מסוגים
- 20. 20
:מגה ארדואינו
מגה ארדואינו כרטיס הוא נעבוד שאיתו הארדואינו2560
.במיוחד גדולההדקים כמות עםארדואינו כרטיס
ליבת עםבקר מיקרו הוא בכרטיס בקר המיקרוAVRשנקראATmega2560
בארכיטקטורתRISC.
AVR-:של תיבות ראשי הואAlf (EgilBogen) and Vegard (Wollan)'sRISC
processorהנקראת לארכיטקטורהשקשוריםmodified Haravard
architecture-מותאמת הרווארד ארכיטקטורת-וה התכנית שבהנתונים
להםיש אבל ,שונים כתובות במרחבי ,שונים פיזייםזיכרון אזורי בשני מאוחסנים
המושג .ספציפיות קריאה הוראות עםהתכנית מזיכרון נתונים לקראיכולתRISC
–Reduced InstructionsSetComputer–כך , מופחת הוראות סט עםמחשב
ומ יותר קטנה הפקודות של הפענוח שיחידת.יותר גדולההעבודה הירות
- 21. 21
בקר המיקרו רכיב תכונותATMega2560
•של בקר מיקרו8.גבוהיםוביצועים נמוכה הספק תצרוכת עםביט
•ארכיטקטורתRISC( מתקדמתReduced InstructionsSet Computer)
•135הוראות–.אחד שעון מחזור של ביצוע זמן עםרובן
•8*32עבודהרגיסטרי( כללי לשימוש32בני רגיסטרים8.)אחד כל ביט
•.מלאה סטאטית פעולה
•עד16MIPSב16MHz.
•הרכיב בתוך מחזור זמן מכפל
•.גבוהההישרדות עםנדיפים בלתי זיכרון של סגמנטים
•256מסוג בתים קילוFLASHנמצאים בו במעגל הנצרביםIn System Programming
.
•4של בתים קילוEEPROM.
•8של בתים קילוSRAM.פנימי
•10000ה של ומחיקה כתיבה מחזוריFLASH,100000ה שלEEPROM.
•בזיכרון הנתון הישארות–20ב שנה85,צלסיוס מעלות100ב שנה25. צלסיוס מעלות
•לאזוראפשרות ישנהBootCode.תלויים בלתי נעילה ביטי עם
•תכנות #in System. הרכיב בתוך צריבהתכנית ידי על
•. כתיבה פעולתבזמן לקראניתן #
•.התוכנה לביטחוןתוכנה נעילת
•עד:הישרדות64חיצוני תכנית לזיכרוןבתים קילו
•של תמיכהAtmelQTouch library Supportחברת של ספריה (ATMELהעוזרת
.)חומרה/תוכנה למפתחי
•חיבוריJTAGזיכרונ לצריבתה ותFLASHוהEEPROMולפעולת הנעילה לביטי,
debug.
- 23. 23
סוללה:
ליתיום מצבר–פולימר–יוני שבהן נטענות סוללות סוגי של ממשפחה סוללה
שלא בזמן ,החיובית לאלקטרודההשלילית מהאלקטרודה עובריםהליתיום
וחו ,מטעיניםבעלת סוללה .כשמטעינים זר4תאים.
:מתח מפצל
טרמינל כל .טרמינלים שלושה קטן ריבוע ללוחחיברנולמיועד".שונה "מטרה
ה"מטרות":הןsignal,v5,GND.
תרשים
- 24. 24
:סרוו המנוע של הרכיבים
סרוו מנוע:
דגם ,אנלוגי סרוו מנוע זהו1501MG,.סטנדרטי גודלמקטגורית
:מאפיינים
•:יצרןPowerHD
•:דגם1501MG
•:משקל63גרם
•:סיבוב כח15.5kg-cm @ 4.8V
•:סיבוב כח17kg-cm @ 6V
•:סיבוב מהירות0.16sec/60deg @ 4.8V
•:סיבוב מהירות0.14sec/60deg @ 6V
•מתכתי :תמסורת סוג
•אנלוגי :סרוו מנוע סוג
•:ציר צורת25T
•:צירקוטר5.8מ"מ
•:מקסימלית תנועה160מעלות
•:עבודהמתח4.8-6V
•:תקשורתPWM
•:אורך40.7מ"מ
•:רוחב20.5מ"מ
•:גובה43.5"מממ
- 25. 25
מצלמתPIXY
היא זו מצלמהמחובר החיישן .ברובוטים בעיקר נעשה ששימושה חיישן מצלמת
למידעבהתאם .הימצאותם למקום בנוגע המידע שליחת עלאחראי והוא לארדואינו
צבעיםלזהותיכולה המצלמה .להתבצעשצריכה הפעולה את מתאם הארדואינו זה
אחריו שהעצם היא זו למצלמהבנוגע גדוליתרון .אחריהם ולעקוב וצורותהיא
עוקבתהמצלמה כדורגל משחק שבמהלך כך המצלמה במרכז תמיד נמצא עוקבת
.אותו ""מאבדת לא פעםואף שוטף באופן הכדור אחרי
:תכונות
•.קטנה
•.מהירה
•.קלה
•.לשימוש
•.אובייקטים לזהות אותו ללמדניתן
•מזהה שהוא מה את מייצא50.בשנייה פעם
•.לארדואינומתחבר
•.ארדואינו עבורעליונכתבות מיוחדות ספריות
- 27. 27
הבנייה שלבי פירוט
עשינוהבנייה את.למעלהמלמטהמלבנית בצורה הרגליים כפות את עיצבנותחילה
מחומרPVC.עצמןהרגליים בניית אל עברנוהרגליים מכפות .)מקודם שציינו (כפי
זוויות באמצעות לזהזה חיברנו המנועים את ,סרוו ממנועי רק הורכבו הרגליים
לאפשרכדי נעשה זאת ,שונות בצורות לזהזה חוברו הסרוו ממנועי חלק את .וברגים
.האדם של לזוהדומה תנועה לבצעלרובוט
האדם כאשרמ המפרקים מן חלק הולךבמ חלק אך דומות תנועות צעיםבצעים
שונות תנועות.לבצעלועוזריםשמסביבו והמפרקים המותן האדם בגוף למשל
נמצאים הרובוט ברגל .קדימה הרגל שליחת עלאחראי שבברך המפרק ומנגד פניות
כ-4השרטוט בתוכנת שעיצבנו גוףחיברנו הרגליים אל .סרוו מנועיSolidWorks
ממד תלת במדפסת והדפסנוMaker Bot.
שיותר כמה יהיה הגוף אחד שמצד היא הגוף יצירת במהלך לעצמנושהצבנו המטרה
להניחשנוכל שני ומצד )מדי גדוללהיותלאהרובוט של המטרות אחת (קטןעליו
ש הגוף .הבקרה רכיבי כל אתשרטטנמכניים שרטוטים ":הנושא תחת מוצג ו
ואלקטובתוכו חלול כמלבן נראה "רונייםששאם הבנו אנחנו .תומכים קירות ני
נפח חלול גוףניצורשטחיותר יהיה שלו הפניםיותר ולכן גדולבשבילנו אפקטיבי
יהיו שהם מאשר יותר נמוך יהיה שייפגעו הסיכוי בתוכו יהיו הרכיבים רוב אם וגם
.הגוף של החיצוני בחלקו
הגוף את שהדפסנו לאחרכל את חיברנוהבקרה רכיביזרועות את גםמכן ולאחר .
מורכבות הזרועות .בגוף מתאים מקום שלהן )האדם בגוף ידיים (שמדמות הרובוט
ידיים כפות מתחברות שבסופן סרוו מנועי משלושהתלת במדפסת הדפסנו אותן
מהרובוט הכרחיות לדרישותהתאמתן לאחרמיד-התחשבות תוך הכדור הדיפת
בתכוהרצויות הרובוט נות-.'וכו קל ,קטןצרישהרובוט ביותר החשוב הדברךלבצע
לקודם העדפנו ולכן ההליכה זותוכנת את לבנותמכן לאחרורק הידיים את חבר
.ההליכהלרלגרוםהצלחנוועםהמצלמה שילוב עלעובדיםאנו וכיום ללכתבוט
הה.ליכה
- 28. 28
ופתרונן בנייה תקלות:
הרובוט לפנישהיה סוג מאותו רובוט בנינו הנוכחימ יותר וגבוה ,רחב ,גדולצדוקשל
הי.לנוכחימאוד דומה היה הרובוט מבנה ,אותו לבנותכשבוע לנולקח.וםהמבנה
הראשון-האחורי החלק עלחיברנו הבקרה רכיבי את .חלול היה לאשהדפסנו הגוף
.חיצוניים מגורמים להיפגעיוכלו לאהבקרה שרכיבי כך אותו ובנינו הגוף של
הכל להתחילנאלצנו מכך וכתוצאה מחשבה מספיק הקדשנו לאלרגליים
וחיבורם ,הגוף הדפסת ,הרגליים כפות ,הרגליים בניית לאחר.מההתחלהכל של
רגל עללהישעןלולגרוםהניסיון במהלך .הרובוט בתכנות התחלנו המערכת רכיבי
.הרגליים מבנה בגלל טובה הליכה לבצעיצליח לאהוא בחיים כי הבנו וללכת אחת
להישולהגיע מההתחלה הכל להתחילהעדפנו כי אלירן את פירקנומאשר גים
.הרובוט אותו עםלהמשיך
את לתקןכשניסינוכמו רבות טעויות מצאנו הרובוט מבנה-אי ,מראש תכנון אי
.ועוד הרובוט לרכיביבמקום מחסור ,יציבות
היו זאת למרות.יותר ונוח חלול היה הגוף אך הרגליים מבנה עלשמרנו השני במבנה
גדולמספיק היה לאהרגליים בין המרווח .הקודם מהרובוט שנותרו בעיות מספר
תוך רק זאת וגילינומספיק בצורה מחוברות היו לאהרגליים .התוכנה כתיבת כדי
.מירבית ביציבות הרובוט תנועת על שהקשה מה וחזקה טובה
מטעויות למידהלאחר נעשה הרובוט של האחרון המבנה )(הנוכחי השלישי המבנה
המנועים בתנועת וכלה הרובוט בעיצוב החל הקודמים המבנים בשני שהיו רבות
אפקטיב בצורהאת המכיל הגוף את לראותניתן זה במבנה .האפשר ככל ואנושית ית
.'וכו הידיים חיבור ,יותר חזקה בצורה שנעשה הרגליים חיבור .הרכיבים
הרובוטיםהישע ניםזרואת לבנותאיך להביןלנוצדוקאילו וגם יותר טובה בצורה
טעובניית עם.שוב לבצע לאיותהתחשבנו צדוקבטו שלנו עויותהזמן יותר קדשנו
בפע מאשר מחשבהמיםהקודמות.
שינינו הרובוט מבנה את3!פעמיםשלנו המשותפת השאיפה עלשמראה מה
מושפעים שכמובן שלו הביצועים מבחינת והן חיצונית מבחינה הן הרובוט לשלמות
.שלו החיצוני מהמבנה
- 31. 31
אפשריים ופתרונות רעיונות העלאת-תוכנה
שיווימאבד והרובוט ביניהם תיאום אין ,מדי מהירה הסרוו מנועי תזוזת :1 בעיה
.משקל
פתרון1:
משתנה נגדיר אלו בלולאות .""פורמסוג בלולאות נשתמשוהערך את ניתןהנוכחי
המנוע זווית שלנגדיר זו בלולאה .המנוע זווית של הרצוי הערך יהיה הסופי הערך ,
לערךשתגיע עד)תרד או ( אחת במעלה תעלה המנוע זווית מסוימת זמן תקופת שכל
תהיה המנוע תזוזת כך ארוכה יותר תהיה למנועשנגדיר הזמן שתקופת ככל .הרצוי
.וההפך איטית יותר
פתרון2:
בה לולאותין-"פקודתנשים ""פורדילי"עללשלוט נוכל וכךשבין המעבר זמן
.לשניאחד מנוע פעולת
אחת בבת מנועים שני להזיזיצטרך הרובוט שבהם מצבים ישנם :2 בעיה
פתרון1:
ה בלולאות-והשני בערכו לרדתצריךאחד מנוע אם .משתנים שני נגדיר ""פור
עולהוהשני מסוימת זמן תקופת בכל יורד אחד שמשתנה להגדיר נוכל לעלותנוכל .
של הסופי /הנדרש הערך לביןהמשתנים /להסופי הערך שבין היחס את למצוא גם
המ של הסופי בערך אותו ולהכפיל כדי הסרוו מנועישל בסופו יגיע שמנוע כדי שתנים
.הרצויה הזווית את דבר
- 32. 32
בעיה3הסרוו/ההליכה מנועי לביןמצלמה חיישן בין תיאום :
פתרון1
את לפקס תהיה הראשונות הלולאות שתי מטרתן .תנאי לולאותשלוש נגדיר
החיישן שאליו למנוע""שתאמראחת לולאהתהיה ,הכדור אמצע עלהמצלמה
תתבצע היא השלישית הלולאה .שמאלה לנוע והשנייה ימינה לנועמחובר מצלמה
יתבצ זו בלולאה .המצלמה של הטווח באמצע בדיוק יימצא הכדור כאשרפעולות עו
.והבעיטה ההליכה
בעיה4הר מתי :ו?יבעט בוט
פתרון1:
צירלפיהתמונה את ממפה המצלמה החיישןXוצירYבתוכנה להגדירנוכל אנו .
של מסוים בערך שאםY.יבעט הרובוט ,הכדור את ""תראההמצלמה
פתרון2:
פתרוןכ הוספנו זהלרעתידיתוסףומסוג מרחק חיישן חיבור בעזרת .בוטping
לבעוטנדרש הוא מתי ""יידעהוא הרובוט גוףשל התחתון חלקו אל מסוימת בזווית
הר רגל לביןהכדור (בין הנדרש המרחק את נחשב אנו .בכדורומ )בוטהכדי רובוט
בצורה בכדור לבעוטשיוכלהטובה.ביותראת לחשבגםנוכל זה חישוב בעזרת4
המרחקשל הנדרשהחיישןping.הכדור מן
- 33. 33
Solid works-הרכבה שרטוט
הרובו את לשרטטכדי בו השתמשנו .עבורנוחיוני כלי היה ההרכבה שרטוטטעוד
.אותו לבנותשהתחלנו לפני
.הרכיבים בין החיבורים את ונוח מדויק באופן ולחשב לייצרהייתה בכך המטרה
הגבלות מספר יש לרובוטכאשר .ורוחב גובה,משקל :כמו מהן לחרוגניתן שלא
יכולנ ,הרכיבים לשאראותו וחירבנו בנפרד רכיב כל שרטטנווהאם בבירור לראות
הרובו האם ,ואפילו ואפשרי נכון הוא הבנייה תכנוןט.ללכתבכלל יצליח
שעלולות עתידיותבנייה מטעויות נמנע אתה בונה שאתה לפנימסרטט אתה כאשר
להבניית שקרה (כמו מוחלט זמן בזבוז ,כלומר שלו מחדש ובנייה לפירוקוביל
.לפנימדויק שרטוט מבלי נבנה ,שלנו הקודם הרובוט ,אלירן .)הקודם הרובוט
יכולותי את למקסםכדי פעמייםמחדש אותו ובלנות לפרק נאלצנוו.
בש .מחדש צדוק את מלהרכיב "אותנו "הציללהלןהמוצג הרכבה שרטוטרטוט
היה הרגליים מתחברות שאליהם החורים בין המרווח ,צדוק של הגוף של הראשון
והיינו ,לכך לבשמים היו לאלגוףהרגליים את מחברים היינו לולא,מדי גדול
המדפס של וחומר זמן הגוזל דבר ,מחדש הגוף את להדפיסנאלציםת.
,כן כמו .השתמשנו בו רכיב כל של שרטוט נציג זה בפרקשונות הרכבות גםנציג
.המלא בשרטוט העין את תופסות שפחות ומיוחדות
בכדי ,שלו הסגולית המסה ואת עשויהוא ממנו החומר את הגדרנו בנפרד רכיב לכל
.ביותר מדויק יהיה המלא השרטוט של הכובד שמרכז
- 34. 34
:השרטוטים
סרוו מנוע-לקחנוהחומר וסוג המשקל ,למנועהמידות אתלא.אינטרנט מאתרי
יציאות בעל החוט את שרטטנו5V,GND,SIGNALשהמסה כיוון ברובוט המצוי
.הכובד מכרז עלמזערית בצורה אולי ותשפיע ,זניחה שלו
דסקית-כמו .הגדולה החיבור זווית לביןסרוו המנוע בין המתאם היא הדסקית
מטעויות להימנעכדי מהאינטרנט גםהדסקית של המידות את לקחנוסרוו המנוע
.הגוף חלקי ויצירת המנועים של בחיבורים דיוק אי של
- 35. 35
קטנה חיבור זווית-לקבענועדה ,הסרוו למנועישירות מתחברתהמקום אל אותו
.הרצוי
גדולהחיבור זווית–בעזרת מתחברת2לצירמחוברת היא .הסרוו מנוע של דסקיות
השני מצידה תתחבר זו זווית .בהתאמה איתו נעה היא ולכן הסרוו מנוע של הסיבוב
.שינועו שנרצה הרכיבים אל
- 37. 37
מספר סרוו3-הזווית חיבור הוא היחידי ההבדל .מלא סרוו מנוע של הרכבה שרטוט
סרוו מנוע של הגדולה הזווית אל תתחבר הקטנה הזווית .שונה בצורה הקטנה
מספר4.)בהמשך נספר (עליו
מספר סרוו4-הזווית חיבור הוא היחידי ההבל .מלא סרוו מנוע של הרכבה שרטוט
הקטנהסרוו מנוע .הרובוט גוףאל ישירות תתחבר הקטנה הזווית .שונה בצורה4
סרוו מנוע עםביחד1.הרובוט של הסרטן הליכת את מבצעים
- 38. 38
ימין רגל–מ העשויה מלבן בצורה מחתיכה מורכבתpvc-סרוו מנועי וארבעה
מנועים (ביניהם מלאים3,4.להוזהה שמאל לרגלסימטרית ימין רגל .)
שמאל רגל–מ העשויה מלבן בצורה מחתיכה מורכבת-pvcסרוו מנועי וארבעה
מנועים (ביניהם מלאים3,4.להוזהה ימין לרגלסימטרית ימין רגל .)
- 39. 39
צדוק של הגוף–
נועד צדוקשל הגוף האדם גוףכמו .עיקריותמטרות לשתימשמש צדוק של הגוף
הרובוט של הרכיבים כל בין ולשלב לחברכדי–.והרגליים הידיים מתחברות אליו
שביניהם האלקטרוניקה רכיבי את עליולהניח כדי נועד הגוף ,לכךבנוסף–,סוללה
מצ ,מנועים מפצל ,מגה ארדואינו ,מתח מייצב.פקסי למת
בתוך הנמצא לזרועותהמדף ,הוא בשרטוט הנמצא בו מתגאים שאנו הדברים אחד
.ואומים דסקיות ,ברגים באמצעות אליו ותקובע הזרוע תשב הזה המדף אל .הגוף
הזרוע פעולות את לשפרוגם הרובוט רוחב את לצמצםהייתה המדף של המטרה–
נקי שער עלולשמור לצדדיםידיה את לפרוש.נופל הוא כשאטר הרובוט את להרים,
העליונה הפאה עלהזרוע את להניחנאלצים היינו ,במדף משתמשים היינו לאאם
.לקוייםלביצועיםגורםהיה ,הרובוט גוף של
- 40. 40
ימין/שמאל זרוע-מורכבת הזרוע .צדוק של גופובתוך שיצרנו מיוחד מדף עליושבת
יצרנו השער אל הנבעט הכדור תפישת את להבטיחכדי .מלאים סרוו מנועי משלושה
כך יחדיו מנועים שני לחברניתן זה חיבור בעזרת .מיוחדת גדולהזווית והדפסנו
מורכ הזרוע .לשנימאונך יהיה אחד שמנועתוכל שהיא כדי מנועים משלושה בת
.אדם של אמתית זרוע כמו ממש ,אפשרי כוון לכללהתפרש
- 41. 41
.קודמים בעמודים רבות פירטנושעליהם אלקטרוניקה רכיבי הם שלהלן הרכיבים
הרכבה לשרטוטאותם ולהוסיף אותם לשרטטכן בחרנו ,צורךבכך היה שלא למרות
,צדוק של המלא:סיבות משתי
1)עלשמופעל הכובד כוח עלהוא גםהמשפיע המקבל משקל יש אלה לרכיבים
ביותר מדויקת בצורה לחשב כדי כן עליתר .ללכת ממנו למנועויכול הרובוט
,למשל.הללו ברכיבים להשתמשחייבים הרובוט של הכובד מכרז את
מרכז עלמאוד משפיעה הרובוט עלהנמצא כבד לחלקשנחשבת הסוללה
של הכובד.צדוק
2)ומעניין יפה יותר הרבה להיותלווגורמים לשרטוטצבע נותנים הרכיבים
- 44. 44
: הכובד מרכז חישוב
השתמשנ הכובד מרכז לישובו:דרכים בשתי
1.הכבוד מרכז את ותציג חישובים תבצע שהתוכנה אפשרות יש הרכבה בשרטוט )
2מרכז חישוב של בנוסחה השתמשנו ההרכבה שרטוט על להסתמךרק לאכדי )
:שלהלן הכובד
זהה ערך נקבל לא הרכיבים כלל של הכוד מרכז את על את נחבר אם כי לצייןחשוב
שכאשר היא לכךהסיבה .יחדיו מחוברים כבר כולם כאשרבנפרד אחד כל נחשב
במרחק נמצא בודד רכיב כל (בשרטוט הרצפה עלךמונחים יהיו הם כאשר0)ברצפה
אותו של כובד מהמרכז בהכרח שונה יהי לקרקעהמרחק מן שמופע הכובד מרכז
.הרכיבים לשארמסוים מחיבור כתוצאה הקרקע מעל נמצא אך רכיב
מאוד היו החישובים בשני שהתקבלו הערכיםלהציגבחרנו ,ולכן לזהזה קרובים
שהתוכנה הכובד מרכז את-.מציגה וורקס סוליד
M-בגוף הרכיבים כלל של הכוללת המסה
I–כל מתוך הרכיב של המספר את מייצג
.הקיימים הרכיבים
r-של המרכז מנקודת המרחק ,הגובה
.לקרקע הרכיב
- 53. 53
:המערכת שפת תיאור
סביבת של התכנות שפת היא משתמשים אנחנו שבה התכנות שפת
הפתוח.ארדואינואת בקצת מזכירה זו שפהCספריות מספר יש זו לשפה.#
קוד שורות ובתוכםספריית בתוך ,למשל,מובנותServoבשם קוד שורת
)(Servo.Writeזו שהיאשפת .הנדרשת הזווית עללסרוושמורהיחסית התכנות
אחת ( למשתמשוקלה פשוטההקוד בתוך .)החברה לעצמהשהציבה המטרות
סברוטינות שתי תמיד נמצאות:
האחת–setupוהשנייהloopה .-setupסבר היאופעמוגדרות שבה טינהולות
פעםשיקרוב ואילו המערכת הפעלת תקופת כל לאורךאך אחת-loopמוגדרות
פקודותעשחוזרות.כיבויה ועד המערכת מהפעלת עצמןל
- 54. 54
:המערכת תוכנת מבנה
:משתנים הגדרת
.המשתנים את להגדיריש התוכנה בכתיבת שנתחיל לפני עוד
הראשונה הקוד שורת#include<Servo.h>את להוסיףשנועדה קוד שורת היא
.התוכנה גוףתוך אל שבה והפקודות סרוו הייחודית הספרייהמקודם שציינו כפי
ישנןובספריות בפקודות נמצאות ושאינן ייחודיות פקודותבעלי מיוחדות ספריות
ספריית ,הבסיסיותServo)בה להשתמש(נצטרך אותה הוספנו ולכן מהן אחת היא
.
הג בהמשךדרנו8מסוג משתניםServo,)שהוספנו מספרייה הקוד השורות מן (אחת
את מייצגים משתנים אותם8.נשתמש שבהם לרגלייםהמנועים
.המנועים זוויות את להגדירמנת עלניעזר האחרונים המשתנים בשלושת
- 55. 55
סברוטינהsetup():
יתחברו שאליהם הפינים את הגדרנו זו בסברוטינה.המנועים
: דוגמאות
Void forward(){
}
Void setup() {
}
Setup():הפונקצייתsetup()משתמשים .לפעול מתחילה שהסקיצה מתי נקראת
הסיפריות(כמו בשימוש התחלה ,פינים חיבור ,משתנים לאתחל כדי בהpixy.)
האדואינו ללוח פודות של הוספת איפוס כל אחרי ,אחת פעם רק רצה פונקצייה
:דוגמאות
Void setup() {
Serial.begin(9600);
PinMode(23,output);
}
- 56. 56
Void stand():
שבה הזווית את המנועים מן אחד לכלהגדרנו זו בסברוטינה ."העמידה "סברוטינת
הזוויות בין ההפרשים ,אך שונה זווית הייתה מנוע לכלכמעט ,לעמודיוכל הרובוט
לקרובות היו הזוויות .במיוחד גדוליםהיו לא-90.מעלות
: מושגים
Void:- השמורה המילהvoidבADUINO.הפונקציה להצהרת/הגדרת משמשת
היא שממנה חפונקציה מידע ,ערך מחזירה לא שהפונקציה כך על מצביעה היא
.נקראה
Void funcationName(){
{
: דוגמאות
Void forward(){
}
Void setup() {
}
Setup():הפונקצייתsetup()משתמשים .לפעול מתחילה שהסקיצה מתי נקראת
הסיפריות(כמו בשימוש התחלה ,פינים חיבור ,משתנים לאתחל כדי בהpixy.)
האדואינו ללוח פודות של הוספת איפוס כל אחרי ,אחת פעם רק רצה פונקצייה
:דוגמאות
Void setup() {
Serial.begin(9600);
PinMode(23,output);
}
- 57. 57
סברוטינהloop():
:הסברוטינות שתי את הצבנו זו בסברוטינהLeft()ו-Right()נרחיב עליהם
.בהמשך
loop():מרגע ,פעמים אינסוף חוזרות הכתובות הפקודות שבה לולאה פונקציית
-ה .לכיביו ועד הרובוט הפעלתloop()השימוש .ולהגיב להשתנות לתוכנית מאםשר
לוח על לשלוט כדי נעשה בוARDUINO.פעיל
דוגמאות
Void loop(){
forward();
}
Serial.begin:נתונים העברת עבור )לשנייה(באוד בביטים הנתונים תדר את קובע
:הללו התדרים מן באחד משתמשים המחשב עם קשר בשביל .סדרתי באופן
300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,38400,57600,115200זאת .עם
פינים עם לתקשר בשביל :למשל אחרים בתדרים להשתמש גם אפשר1-ו0ועם
.ספציפי באוד תדר שדורש רכיב
Seria.begin(speed/baud);
:דוגמאות
Serial.begin(9600);
Serial.begin(4800);
pinMode:לצורך בהתאם ,פלט או כקלט שצוין הפין את מגדיר
(INPUT,OUTPUT)
pinMode(pin,mode);
:דוגמאות
pinMode(28,OUTPUT);
pinMode(19,INPUT);
ללולאת דוגמאloopבה שנעזרנו
של הצלחתה את לבדוק כדי
ללכת לצדוק הגורמת התוכנה
.לצדדים
- 58. 58
סברוטינהeft()LwalkD:
הראשונה הרגל ,ומתיישר לשמאל לצדאחת תזוזה מבצע הרובוט זו בסברוטינה
הסברוטינה כן ועל שמאל רגל היא מזיז שהואwalkDLeft().מורכב הסברוטינהת
מלולאותfor,מפקודותdelayו-Servo.Write()ה לולאות מן גדולחלק .-for
של יותר רכה נחיתה לצורךבעיקר זאת עשינו,מנועים שני של תנועה מכילות
הסברוטינה את רשמנו זו סברוטינה בתוך .הקרקע עלהרובוטstand()כך בזכות ,
מסברוטינה מעבר שאחרי דאגנוwalkDLeft()לסברוטינהwalkDRight()הרובוט
.ייפול ולא יציב יהיהלנושעזרו משתנים הוספנובאותה המנועים שני בתנועת
הלולאה
- 59. 59
סברוטינהRight()Swalk:
לצדאחת תזוזה מבצע הרובוט זו בסברוטינהימיןשהוא הראשונה הרגל ,ומתיישר
רגל היא מזיזימיןהסברוטינה כן ועלwalkSRight()מורכבת הסברוטינה .
מלולאותfor,מפקודותdelayו-Servo.Write()ה לולאות מן גדולחלק .-for
של יותר רכה נחיתה לצורךבעיקר זאת עשינו,מנועים שני של תנועה מכילות
הסברוטינה את רשמנו זו סברוטינה בתוך .הקרקע עלהרובוטstand()כך בזכות ,
מסברוטינה מעבר שאחרי דאגנוwalkDRight()לסברוטינהwalkDLeft().הרובוט
.ייפול ולא יציב יהיהבאותה המנועים שני בתנועת לנושעזרו משתנים הוספנו
הלולאה
- 60. 60
סברוטינהwalkLeft():
מזיז שהוא הראשונה הרגל ,ומתיישר קדימה אחד צעדמבצע הרובוט זו בסברוטינה
הסברוטינה כן ועל שמאל רגל היאWalkLeft()הסברוטינה .מורכבתמלולאות
for,מפקודותdelayו-Servo.Write()ה לולאות מן גדולחלק .-forמכילות
עלהרובוט של יותר רכה נחיתה לצורךבעיקר זאת עשינו,מנועים שני של תנועה
הסברוטינה את רשמנו זו סברוטינה בתוך .הקרקעstand()שאחרי דאגנו כך בזכות ,
לסברושמאל מסברוטינה מעבר.ייפול ולא יציב יהיה הרובוט ימין טינההוספנו
הלולאה באותה המנועים שני בתנועת לנושעזרו משתנים.
לתחרות דרישה אינה השוער של קדימה הליכה .כרגע קיימת אינה זוסברוטינה
(עם התנסינו שכבר כיוון ,אך .הבינלאומית2קדימה בהליכה )קודמים רובוטים
.לצדוקגם אותה נוסיף
- 61. 61
סברוטינהwalkRight():
מזיז שהוא הראשונה הרגל ,ומתיישר קדימה אחד צעדמבצע הרובוט זו בסברוטינה
הסברוטינה כן ועל ימין רגל היאWalkRight()מורכב הסברוטינה .תמלולאותfor
,מפקודותdelayו-Servo.Write()ה לולאותמן גדולחלק .-forשל תנועה מכילות
בתוך .הקרקע עלהרובוט של יותר רכה נחיתה לצורךבעיקר זאת עשינו,מנועים שני
הסברוטינה את רשמנו זו סברוטינהstand()מעבר שאחרי דאגנו כך בזכות ,
.ייפול ולא יציב יהיה הרובוט ימין לסברוטינהשמאל מסברוטינהמשתנים הוספנו
.לולאהבאותה הנמצאים )יותר או ( המנועים שני בתנועת לנושיעזרו
לתחרות דרישה אינה השוער של קדימה הליכה .כרגע קיימת אינה זוסברוטינה
(עם התנסינו שכבר כיוון ,אך .הבינלאומית2קדימה בהליכה )קודמים רובוטים
.לצדוקגם אותה נוסיף
- 62. 62
סברוטינהpixySub():
מרכיבים נתאר הבאים בדפים ,המלא באלגוריתם נמצא המלאה הסברוטינה תיאור
חשוביםמהסברוטינהלולאתכרגע מהווה זו סברוטינה .loop()ה–main,שלנו
.המשך נרחיב עליהןהעתידיות הסברוטינות את נוסיף כאשר ישתנה זה דבר
ספריית את הוספנו ,ראשית
פקודות בא המכילה פיקסי
.נוחות לצורך ,מוכנות
#include <Pixy.h>
משתנים ארבעה הגדרנו ,משם
,צבע מייצג מהם אחד שכל
הנבחר הצבע את הגדרנו
בשם עזר תוכנת באמצעות
PixyMonלהגדיר ניתן בה
צורה או צבע פי על אובייקטים
ידע כדי . )וגם גם או (הוא האם
למשל כלשהי פעולה לבצע צריך
לרדת ,שמאלה לזוז ,ימין לזוז :
הגדרנו ,הכדור את לתפוס כדי
ה ציר ידי על מסוים טווח-Xאו
ה ציר ידי על–Yבכדי ,למשל .
לזוז והאם מתי לרובוט להגדיר
שאם מסוים טווח הגדרנו לצדדים
,ימינה יזוז הוא בו נמצא הכדור
שהוא מסוים טווחשמאלה יזוז
יזוז לא הוא שבו מסוים וטווח
.בכלל
- 64. 64
האדום הכדור את המתאר האובייקט את הדגמה לצורך לקחנוsig1הטווחים באמצעות .
מן אחד כל לגבי תנאי לולאת יותר ופשוטה יעילה בצורה יצרנו ,לכן קודם שהדרנו
התזוז של האפשריים המקריםהה ציר לאורך–X.
את המתאימה התנאי לולאת לתוך הכנסנו שמאלה מדי יותר נמצא הכדור אם
הסברוטינהwalkDLeft().
הכדו שבו למקרה עשינו דבר אותושל במרכז נמצא הכדור אם בנוסף .מימין נמצא ר
הרובו המצלמהטסברוטינת ,יזוז לאStand().
את רק מזהה המצלמה כרגע .נוספים אובייקטים עבור תנאי לולאות מתוארים בהמשך
ב שהגדרנו מה לפי ,האדום הכדורPixyMon.זה בשלב בהם משתמשים אנו ולכן
- 65. 65
סברוטינות:עתידיות
סברוטינהfall():
הרובוט כי יזהה הג'יירו שחיישן ברגע .נופל הרובוט שבו לרגענועדה זו סברוטינה
.מסוימת לתנוחהלהגיעבכדי ובידיים ברגליים תנועות מספר יבצע צדוק יציב לא
את להגביר,המטרה .הנפילה לאחרמחדש להתרומםצדוק עלתקל תנוחה אותה
ההצלחה סיכויימן אחד ,אנושי סיוע עברושיסופק מבלי להתרומםצדוקשל
.לתחרות הקריטריונים
סברוטינהkick():
יהיה הכדור וכאשר השער עליגן צדוק.הבעיטה את לבצעשמטרתה סברוטינה
מלולאת תורכב זו סברוטינה .בו לבעוט יצטרך הוא לרגלומתחתfor()או אחת
ב תלויה תהיה הבעיטה עוצמתו שתייםdelay().הלולאה בתוך שהגדרנו
סברוטינהgetup():
סברוטינה בכות .נפילתו לאחר חזרה לקוםלרובוטתגרום זו סברוטינה כשמה
fall()הרובו שכאשר כיוון קימה סברוטינות מספר נצטרך לאטעליונח הוא ייפול
את למצואהינו ,איתו להתמודדשנאלץ הקושי .ויחידה אחת בתנוחה הרצפה
.לקום לו לגרוםואיך הרצפה עללהיותכדי שבה האידיאלית התנוחה
סברוטינהcatchTheBall ():
בסברוטינ נשתמשהשהמצלמ ברגע .הפיקסי עםשילוב ידי עלזוההכדור כי תזהה
,הגדרנו שאנחנו מהמצלמה טווח ,ממנו הקטן בטווח או הרצוי בטווח או נמצא
הכדור את שתפס לאחר.נקי שער העל לשמורבכדי ידיו את ויפרוס יתכופף צדוק
סברוטינת את להפעילשנוכל כדי הרגל למולהידיים כפות באמצעות אותו יזיז הוא
kick().בעיטה יבצע והרובוט
- 66. 66
Main()
ה לולאת.הסופית לופולולאת ,אפ סט ,המשתנים כלל יהיו + בקובץ-בתוכנה תכיל
:מסוג תנאי לולאתfor, while, ifכלל את בתוכה תשלב היא כן על יתר .
.למעלהעליהןוהרחבנו שיצרנו הסברוטינות
לולאתשל המטרהMain.ויעילה לגישהנוחה עבודהסביבת יצירת היא
צריךהוא שאותם הקודים את ולמצוא לקרואנוח יותר יהיה למתכנת גםלשימושו
,וגם.אחרים ידי עליחסית להבנהקלה תהיה
,מקודם שציינו כפי כרגעה קובץ-MAIN) ( ההליכה עםהפיקסי שילוב הוא כרגע
קובץ ניצור הסברוטינות שאר את נוסיף כאשר ,אךMAINשילוב תוכנת שבו חדש
ז.""בתתוכנת תהווה ו
Main ()
)(getup
Walk()
סוגי ארבעה
הליכותשונות
fall()kick()
catchTheBall()
- 67. 67
ופתרונן תוכנה תקלות
בלולאת השתמשנו לא)הראשון ברובוט בעיקר ( ,בהתחלהforבפקודות אלא
delayו-(Servo.Write(תזוזת מהירות עללשלוטקשה לנוהיה מכך וכתוצאה
הר רבים ובמקרים המנועיםואלירן בניית עם.המשקל שיווי את איבד בוטהחדש
וצדוקלהשתמשהתחלנובלולאותforשבהם מצבים היו ,בעיה לנוהייתה עדיין אך
.בתוכנה זאת לבטאאיך ידענו ולא מנועים שני זמנית בו להזיזנדרש היה הרובוט
להתקדםהצליח הרובוט דבר של ובסופו כך לשםולדימיר ,שלנו במורה נעזרנו
.ליפול בלי מאוד טובה בצורהבהשוואה מהיר יחסית היה צדוקשל ההליכה תכנות
לזמאנחנו מה בדיוק ידענו ,האחרים הרובוטים של הליכתם את לתכנתשלקח ן
.קלוש בעצמו ייפול שהוא שהסיכוי כך ללכת לולאפשרואיך עושים
- 68. 68
הערכתהפתרון
המערכת הערכת תוצאות ניתוח
עלוהעלתה התוכנה סיום עם.מדהים היה התוכנה לביןהחומרה בין הפעולה שיתוף
לרנתנו הבקרוכ ללכתבוט-15.בעיה כל בלי זאת עשהוהוא דקותעודשיש כמובן
! מושלם ילך שהוא רוצים אנחנו אך טוב הולך הרובוט ,לשפרמה
המערכת במבנה שיפורים
מסוג רובוט בונים שאנחנו השלישית הפעם זוהי .מבחינתנו מושלם המערכת מבנה
Humanoidמ היטב כבר יודעים אנו ולכןההליכה את למקסם כדי לעשותצריךה
ואלירן הישן אלירן ,הקודמים הרובוטים שני מבניית שקיבלנו המסקנות .שלו
.צדוקבבניית לשיקוליםמרכזי גורםהוו ,החדש
המערכת בתכנת שיפורים
לממקנים שאנו הזוויות עלמתבססת התוכנה רובננוכל הצורך במידת .הסרוו ועי
את בקצת לשנותהמ הערכיםספרייםשלהיותתוכל ההליכה וכך למנועיםנתנו
אנו בנוסף .טובה יותר אפילושוקליםללהוסיףשיתו המערכת תוכנתףעםפעולה
הפ( אונו והארדואינו קסיi2c.)
המערכת של סופית הערכה
לדמנוותכנותו בנייתו ניסיון הרבה לנושיש בגלל .ממנו הנדרש את מבצע הרובוט
לנצאיך,בכדור לבעוט,וקדימה לצדדיםללכתיכול הרובוט .המיטב את מימנו ל
האידאלי הרובוט הוא ולכן נופל והוא במידה עצמואת להרים,הכדור את לזהות
.כה עדשנוצר לתחרות
- 69. 69
:עתידיים תוספים
של והרעידות התנודות הפחתת ידי עלמושלמת הליכה ליצורשואפים אנחנו
במגע הרגליים כפותהמושלמת ההליכה את להשיג מנת ועל .המשטח עם
בתקווה "מסטיק "סיליקוןנדביק שלה שבתחתית רגל כף מפתחים אנחנו
.המשטח עםבמגע והתנודות הרעידות את שיפחית
יותר אנושי מראה יצירת-לקטגוריתהמשתייך שהרובוט רוצים אנחנו
humanoidהידיים בנוסף האדם ככל וידיים ראש בעל יהיהבאיזון יעזרו
.נפילה בשעת הרובוט ובהרמת הרובוט
לוחותשני חיבור ידי עלוהפקסי המנועים פעולתשילוב עלעובדים אנו כרגע
( אונו וארדואינו מגה ארדואינו הבקרi2cפעולת את ולשפר לייעלכדי זאת .)
.לכדורביחס הרובוט ותנועת המערכת
ש המנועים בין מתכת לוחיתשחיברנו למרותלביןהרגליים של העליון בחלק
של תנודות ישנם עדיין)ושיבות אומים ברגים עםשגם כמובן ( הרובוט גוף
את לייצבכדי מספיק קשיח לאשהפלסטיק מכך נובע זה דבר .הרגליים
שאותה נוספת מתכת לוחיתיהיה לכךעתידיתוסף .מוחלט באופן הרגליים
בין יישב שהפלסטיק כך הגוף עלנניח2"סנדוויץכמעין המתכת לוחיות'
.יותר יציבות יהיו הרגליים ובכך