Роборыба на базе Arduino


Эту простую роборыбу, можно повторить самостоятельно — достаточно немного изоляционного материала, нескольких сервомашинок и контроллера Arduino.

Для тела рыбы используются куски полистирола, который применяется в качестве изоляционного материала для стен.
Роборыба на базе Arduino
Чтобы рыба плавала более реалистично, её тело разбивается на три сегмента и хвостовой плавник.
Для движения сегментов, используются обычные сервомашинки, которыми очень легко управлять при помощи микроконтроллера.
Роборыба на базе Arduino
Таким образом, тело рыбы делится на центральную часть + два сегмента, каждый из которых перемещается с помощью сервомашинки + хвостовой плавник из переработанной пластмассы.

Гибкий плавник позволяет придать ещё больше реализма движению рыбы.

Для получения колебательного движения, сервомашинка крепится своему сегменту, а качалка сервомашинки приклеивается к следующему.

Для распознавания препятствий, можно использовать два инфракрасных датчика, например Sharp GP2Y0D805PCB. Они могут обнаруживать объекты до 5 см и довольно просты в управлении. Если заключить их в пластиковый пакет, то они смогут работать и в воде.
Роборыба на базе Arduino

Датчики установлены на носу рыбы, с наклоном 45°, по одному с левой и с правой стороны.
Затем, в носовом сегменте вырезается место для контроллера и аккумуляторов.
Авторы отмечают, что о весе компонентов можно не беспокоиться, например, в представленном прототипе, даже пришлось добавить дополнительные 460 грамм груза, чтобы обеспечить нужную плавучесть.

Электрическая схема

В качестве выключателя, можно использовать магнитный контакт (геркон), т.о. рыбу можно будет включить просто вставив ей в голову магнит (видно на видео).

Скетч

// ROBOFISH
// di Segatello Mirco

#include
Servo Servo1, Servo2, Servo3;  // create servo object to control a servo

int i, time, obstacle;
int pos1, pos2, pos3;      // posizione del servo RAW
int pos1R, pos2R, pos3R;   // posizione del servo
int phase=45;              // fase (0°-90°)
int velocity=2000;         // velocità (msec for 360°)
int maxDeflexion=20;       // gradi massimi di flessione
int maxDefobs=20;          // deflessione aggiunta durante un ostacolo
int actualTime;
float shift;
const int center1=98;      // posizione centrale
const int center2=90;
const int center3=105;
const int sens_SX=5;       // Sensore sinistro
const int sens_DX=6;       // Sensore destro
const int lostTime=3000;   // tempo ritardo ripartenza da osatcolo (in millesimi)

void setup()
{
  Servo1.attach(4);        // tronco
  Servo2.attach(3);        // coda
  Servo3.attach(2);        // pinna
  pinMode(sens_SX, INPUT);
  pinMode(sens_DX, INPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);
  time=velocity/360;
  shift=0;

/*
  // usare questo spezzone di codice per
  // tarare la posizione di centro dei servi
  Servo1.write(center1);
  Servo2.write(center2);
  Servo3.write(center3);
  delay(10000);
*/
}

void loop()
{
  for (i=0; i<360; i++) {

  pos1 = i+2*phase;
  pos2 = i+phase;
  pos3 = i;

  if (pos1>359) pos1-=360;
  if (pos2>359) pos2-=360;
  if (pos3>359) pos3-=360;

  if (pos1>179) pos1=360-pos1;  // 180° in avanti e 180° indietro
  if (pos2>179) pos2=360-pos2;  // 180° in avanti e 180° indietro
  if (pos3>179) pos3=360-pos3;  // 180° in avanti e 180° indietro

  // scalo la posizione dei servi
  pos1R=map(pos1,0,180,center1-maxDeflexion-obstacle,center1+maxDeflexion-obstacle);
  pos2R=map(pos2,0,180,center2-maxDeflexion-obstacle,center2+maxDeflexion-obstacle);
  pos3R=map(pos3,0,180,center3-maxDeflexion-obstacle,center3+maxDeflexion-obstacle);

  Servo1.write(pos1R);         // posizionamento Servo1
  Servo2.write(pos2R);         // posizionamento Servo2
  Servo3.write(pos3R);         // posizionamento Servo3
  delay(time);                 // ritardo che definisce il tempo di ciclo

  obstacle=int(shift);

  if (digitalRead(sens_DX)==0) {  // rilevato ostacolo sulla destra
      if (obstacle (-maxDefobs)) shift=shift-0.05; // traslo lentamente il neutro dei servi
      actualTime=millis();
  }

  // ritorno alla navigazione regolare dopo un certo tempo
  if (digitalRead(sens_SX)==1 && digitalRead(sens_SX)==1 && obstacle!=0)
      if (millis()>actualTime+lostTime) {
          if (shift>0) shift=shift-0.05;
          if (shift<0) shift=shift+0.05;
      }
  }
}

Нетрудно догадаться, что для движения прямо - сегменты рыбы должны совершать колебательные движения, относительно центральной линии (нейтральное положения сервомашинок) - это даёт волнообразное колебание:

А для поворота - сервомашинка головного сегмента смещается в сторону, противоположную препятствию, что приводит к выгибанию рыбы и отклонению в сторону:

Перед тестированием робота в воде, сначала необходимо тщательно проверить каждое механическое и электрическое соединение.
Проверьте целостность полиэтиленового пакета (можно вдохнуть внутрь воздух, чтобы увидеть - есть ли отверстия - их можно заклеить скотчем).
Чтобы пакет был плотно прижат к телу рыбы, можно использовать канцелярские резиновые ленты.

далее:
Обнаружен общий принцип движения плавников у рыб
Изучение движения рыб

Ссылки
Robofish: create your robot fish with Arduino

По теме
Такие разные робо-рыбы
Будущее за бионическими роботами?
Плавник для робота-рыбы
Робот-рыбка на топливных элементах
Робот-рыба
Робот-рыба с использованием 3D-печати и Arduino


0 комментариев на «“Роборыба на базе Arduino”»

  1. Прикольно смотрится 🙂
    Сидишь себе не берегу водоема и тут к тебе такое вот подплывает и молвит человеческим голосом — Мужик! У тебя зарядное есть?
    🙂

Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака телеприсутствие управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд юмор

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение