ኮርስ ትምህርት 9 ከ10፡ እንቅፋት መራቅ በ Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car በመጠቀም

ኮርስ ትምህርት 9 ከ10፡ እንቅፋት መራቅ በ Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car በመጠቀም

መግቢያ

ይህ መመሪያ፣ ከሮቦጃክስ በ10 ኮርስ ትምህርቶች ውስጥ ትምህርት 9 ላይ የተመሠረተ፣ የSunFounder Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car ኪት በመጠቀም እንቅፋትን የሚያስወግድ ሮቦት እንዴት እንደሚገነቡ ያሳያል። ፕሮጀክቱ በሰርቮ የሚንቀሳቀስ የአልትራሳውንድ ዳሳሽ ከሞተር ቁጥጥር ጋር በማጣመር አካባቢውን በራሱ ማሰስ የሚችል ሮቦት ይፈጥራል። ዳሳሹን እንደ ራዳር በማወዛወዝ፣ መኪናው እንቅፋቶችን በመለየት ለመቀጠል ግልጽ መንገድ በብልህነት ይመርጣል፣ ይህም ለሮቦቲክስ፣ ለሴንሰር ውህደት እና ለራስ-ገዝ አሰሳ ፍጹም መግቢያ ያደርገዋል።

ይህ ፕሮጀክት መጫወቻ ብቻ አይደለም፤ ለብዙ ተግባራዊ አፕሊኬሽኖች መሠረት ነው። እርስዎን ለማነሳሳት ጥቂት ሀሳቦች እነሆ፡

• ራሱን የቻለ የአሰሳ ሮቦት፡ ያለ ሰው ጣልቃ ገብነት ክፍልን ወይም የውጭ አካባቢን ካርታ ሠርቶ ማሰስ የሚችል ሮቦት ይገንቡ።
• ስማርት ቫክዩም ክሊነር፡ ክፍሉን እያሰሰ፣ የቤት እቃዎችን እና ግድግዳዎችን እያስወገደ እያጸዳ የሚሄድ ሮቦት ለመፍጠር ተመሳሳይ መርሆችን ይጠቀሙ።
• የደህንነት ጥበቃ ሮቦት፡ መኪናውን ዙሪያውን እንዲጠብቅ ይፃፉ እና የአልትራሳውንድ ዳሳሽ በመጠቀም ያልተጠበቁ እንቅፋቶችን ወይም ሰርጎ መግባቶችን ለይቶ ሪፖርት ያድርግ።
• ለAI የትምህርት መድረክ፡ ይህን ፕሮጀክት እንደ መንገድ ፍለጋ እና በአንድ ጊዜ አካባቢን ካርታ ሠርቶ መገኘት (SLAM) የመሳሰሉ ውስብስብ ስልተ ቀመሮችን ለመማር እንደ መሠረት ይጠቀሙበት።

ይህ ትምህርት መኪናው ውሳኔ እንዲያደርግ የሚያስችሉትን ዋና አመክንዮ እና ኮድ ላይ ያተኩራል። መኪናው የአልትራሳውንድ ዳሳሽ ለማሽከርከር ሰርቮ ሞተር ይጠቀማል፣ ከ0 እስከ 180 ዲግሪ ርቀቶችን የሚለካ ራዳር ሆኖ ይሠራል። ኮዱ ይህን መረጃ በመተንተን ሰፊውን ባዶ መንገድ ያገኛል እና መኪናውን ወደ ፊት፣ ወደ ግራ ወይም ወደ ቀኝ እንዲሄድ ያደርጋል። ቪዲዮው ከግለሰብ ክፍሎች መሞከር ጀምሮ የመጨረሻውን የእንቅፋት መከላከያ ስልተ ቀመር በእውነተኛ ሜዝ ውስጥ እስከማስኬድ ድረስ ሙሉውን ሂደት ያሳያል።

ሃርድዌር/ክፍሎች

ይህ ፕሮጀክት በSunFounder Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car ኪት ላይ የተመሠረተ ነው። በዚህ ትምህርት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት አስፈላጊ ክፍሎች፡

• Raspberry Pi Pico ማይክሮ መቆጣጠሪያ ቦርድ
• አራት ሞተሮች ያሉት SunFounder 4WD Smart Car ቻሲስ
• የሞተር ሾፌር ቦርድ
• የአልትራሳውንድ ርቀት ዳሳሽ (HC-SR04 ዓይነት)
• ሰርቮ ሞተር (የአልትራሳውንድ ዳሳሹን ለማሽከርከር)
• የኃይል አቅርቦት (ለመኪናው ባትሪዎች)

የወልና መመሪያ

የSunFounder ኪት ለቀላል መገጣጠም የተነደፈ ነው፣ እና ሽቦው በተለምዶ በወሰነ የማስፋፊያ ቦርድ በኩል አስቀድሞ የተገናኘ ነው። የአልትራሳውንድ ዳሳሽ በሰርቮ ሞተር ላይ ተጭኗል፣ ከዚያም ከዋናው የመቆጣጠሪያ ቦርድ ጋር ተገናኝቷል። ይህ ዝግጅት ዳሳሹ አካባቢውን ለመቃኘት እንዲሽከረከር ያስችላል። ለኪትዎ ልዩ የሆነ ዝርዝር የወልና ሥዕላዊ መግለጫ ለማግኘት፣ እባክዎ ወደ ይፋዊ SunFounder ሰነድ ይመልከቱ።

ዋናዎቹ ግንኙነቶች የአልትራሳውንድ ዳሳሹን ትሪገር እና ኢኮ ፒኖች፣ እና የሰርቮ ሞተሩን ሲግናል ፒን በRaspberry Pi Pico ላይ ካሉ ልዩ GPIO ፒኖች ጋር መገናኘትን ያካትታሉ። የሞተር ሾፌሩም አራቱን የመንዳት ሞተሮች ለመቆጣጠር ከፒኮ ጋር ተገናኝቷል። ቪዲዮው የወልና ሥዕላዊ መግለጫዎችን ጨምሮ ሙሉ ሰነድ ከኪቱ ጋር ለማውረድ እንደሚገኝ ይጠቅሳል።

የኮድ ማብራሪያ

ይህ ትምህርት በ`obstacle_avoid` ምሳሌ ውስጥ ባለው አመክንዮ ላይ ያተኩራል። ኮዱ የተጻፈው በማይክሮፓይዘን ነው። ሙሉው ፕሮግራም ለማውረድ ቢገኝም፣ የመኪናውን ባህሪ የሚቆጣጠሩትን ቁልፍ፣ በተጠቃሚ የሚዋቀሩ መለኪያዎች ላይ እናተኩራለን። እነዚህ በተለምዶ በስክሪፕቱ አናት ላይ ይገኛሉ።

የሮቦትዎን አፈጻጸም ለማስተካከል ሊያስተካክሏቸው የሚችሏቸው ዋና ዋና ተለዋዋጮች እነሆ፡

# የራዳር እና የእንቅስቃሴ መለኪያዎች
radar_reference = 20  # ደህንነቱ የተጠበቀ ተብሎ የሚቆጠርበት ዝቅተኛ ርቀት በሴ.ሜ
step_angle = 10       # ለእያንዳንዱ የራዳር ቃኝ እርምጃ የማዕዘን ጭማሪ
forward_speed = 30    # ወደ ፊት ለመሄድ የሞተር ፍጥነት (0-100)
turn_speed = 50       # ለመዞር የሞተር ፍጥነት (0-100)
forward_scan_angle = 50  # ምንም እንቅፋት በማይገኝበት ጊዜ ሰርቮው የሚቃኝበት ማዕዘን

• radar_reference፡ ይህ በሴንቲሜትር የሚለካ ወሳኝ የደህንነት ርቀት ነው። እንቅፋት ከዚህ እሴት በታች ከተገኘ፣ መኪናው እንደ "አደጋ" አድርጎ ይቆጥረዋል እና የማስወገጃ እርምጃ ይጀምራል። በቪዲዮው ውስጥ ይህ በ20 ሴ.ሜ ተዋቅሯል።
• step_angle፡ ይህ የራዳር ቃኝ ጥራትን ይገልጻል። ትንሽ እሴት (ለምሳሌ 10 ዲግሪ) የበለጠ ዝርዝር ቃኝ ማለት ነው ግን ብዙ ጊዜ ይወስዳል። ትልቅ እሴት ፈጣን ይሆናል ግን ጠባብ እንቅፋቶችን ሊያመልጥ ይችላል።
• forward_speed እና turn_speed፡ እነዚህ ወደ ሞተሮቹ የሚላከውን ኃይል ይቆጣጠራሉ። የመኪናውን አጠቃላይ ፍጥነት እና ቅልጥፍና ለመቀየር ሊያስተካክሏቸው ይችላሉ። የመዞሪያው ፍጥነት ብዙውን ጊዜ ከፍ ያለ የሚዋቀረው መኪናው በብቃት መዞር እንዲችል ለማረጋገጥ ነው።
• forward_scan_angle፡ ወዲያውኑ አደጋ ከፊት በማይኖርበት ጊዜ፣ መኪናው ቃኙን ወደዚህ ማዕዘን (በፊት ላይ ያተኮረ) ያጠብቃል በቀጥታ በመንገዱ ላይ እንቅፋቶችን በተደጋጋሚ ለመፈተሽ፣ ይህም ለስላሳ ወደፊት እንቅስቃሴ ያስችላል።

ቪዲዮው ዋናውን የውሳኔ አሰጣጥ አመክንዮም ያብራራል። `get_direction()` የተባለ ተግባር የርቀት ንባቦችን ዝርዝር (ለደህንነት/አለመደህንነት ወደ 1s እና 0s የተቀየረ) በመተንተን ሰፊውን ተከታታይ የ"1" መንገድ ያገኛል። ይህ ሰፊ መንገድ የት እንዳለ በመመርኮዝ፣ ተግባሩ አቅጣጫ ይመልሳል፡ "ወደ ፊት"፣ "ወደ ግራ" ወይም "ወደ ቀኝ"። ዋናው loop ከዚያም ተጓዳኝ እርምጃን ያከናውናል፣ መኪናውን በማዞር እና ከፊት ያለው መንገድ ግልጽ እስኪሆን ድረስ እንደገና ይቃኛል።

የቀጥታ ፕሮጀክት/ማሳያ

ቪዲዮው የፕሮጀክቱን ጥልቅ ማሳያ ያቀርባል። የሚጀምረው የአልትራሳውንድ ዳሳሹን ብቻውን በመሞከር ርቀትን እንዴት እንደሚለካ እና እሴቶቹን ለሼል እንደሚያትም ለማሳየት ነው። ከዚያም አስተማሪው የእንቅፋት መራቅ ስልተ ቀመርን የፍሰት ገበታ በመጠቀም ያብራራል፣ ወደ ግራ እና ወደ ቀኝ ለመዞር የሚወሰነውን ውሳኔ አሰጣጥ ሂደት በዝርዝር ያስረዳል። በመጨረሻም፣ መኪናው የተሟላውን የእንቅፋት መራቅ ባህሪ በተግባር ለማሳየት ከሳጥኖች በተሰራ ትንሽ ማዜ ውስጥ ይቀመጣል። መኪናው ማዜውን በተሳካ ሁኔታ ይዘዋወራል፣ ወደ ፊት ግልጽ መንገድ ለማግኘት ወደ ግራ እና ወደ ቀኝ ይዞራል።

የቪዲዮ ምዕራፎች

• [00:00] የእንቅፋት መራቅ መግቢያ
• [01:31] የSunFounder ስማርት መኪና ኪት እና ባህሪያት አጠቃላይ እይታ
• [02:47] የእንቅፋት መራቅ ባህሪ እንዴት እንደሚሰራ
• [03:34] የአልትራሳውንድ ዳሳሽ መሞከር
• [07:45] የእንቅፋት መራቅ ስልተ ቀመር እና የፍሰት ገበታ ማብራሪያ
• [12:49] ዋናውን የእንቅፋት መራቅ ኮድ መተንተን
• [15:43] የእንቅፋት መራቅ አመክንዮ የቀጥታ ማሳያ
• [22:53] የእንቅፋት ማዜ የመጨረሻ ማሳያ
• [24:35] መደምደሚያ እና ቀጣይ እርምጃዎች