描述

群機器人

讓大量機器人協(xié)同執(zhí)行任務的想法并不是什么新鮮事，因為在索契奧運會等活動中，四軸飛行器用 LED 繪制設計，卡車車隊一起移動。我想對這個項目做的是探索如何使用廉價的硬件和更遠的距離來實現(xiàn)這一點，因為藍牙在信號變得太弱之前只能達到大約 45m 的距離。

分組無線電工作原理

用于該項目的 Adafruit Feather M0 包含一個板載 RFM69 無線電模塊，它可以在兩種模式之一下運行。第一個是從一個點到另一個點的連續(xù)數(shù)據(jù)流，就像一對對講機收音機的功能一樣。這可能導致大量數(shù)據(jù)丟失或損壞，并且在其之上構建應用層更加困難。

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操作無線電模塊的另一種方式是數(shù)據(jù)包模式，它收集數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并將其以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送，類似于 UDP 協(xié)議的工作方式。這樣，信息可以被加密并檢查錯誤，使信息傳輸更加可靠。發(fā)送數(shù)據(jù)包后，接收方會向發(fā)送方發(fā)送確認信息，表明傳輸成功。

底盤

從頭開始設計機器人底盤并收集必要的組件需要很長時間，并且可能會變得非常昂貴。相反，使用套件是一種更快、更便宜的選擇。我選擇了 Elegoo 的Smart Car V3 套件之一，其中包含機器人汽車所需的一切，包括電機、電機控制器、可充電電池和伺服支架。該套件由激光切割的亞克力面板和銑削的鋁片堅固地構成。如果您對如何組裝它感到好奇，可以在這里查看我的其他項目之一。

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硬件和PCB設計

如前所述，該項目使用一對帶有 RFM69 分組無線電板的 Adafruit Feather M0。一個設置為發(fā)送運動數(shù)據(jù)，另一個接收它。此外，每個機器人都有四個帶變速箱的直流電機、一個定制的 L298N 電機驅動器和一個電池組。我之前的一個項目使用了幾塊 Particle Xenon 板來控制同一個機器人，這些板也有相同的引腳排列（都是羽毛），所以我能夠快速將更多的 PCB 焊接在一起，然后插入分組無線電羽毛。

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集會

因為我已經(jīng)組裝了兩個機箱，所以我可以跳過那部分，直接將板焊接在一起。首先，我焊接了羽毛和 L298N 的接頭，以及兩個電源連接器。接下來，我在每個 PCB 上添加了一個 WS2812B LED 以備將來使用。最后，我連接了 5v 穩(wěn)壓器。然后將所有這些放置在底盤上，并用一個 3 毫米機械螺釘固定。

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編程

該項目的這一部分可能是最困難的，因為需要同時發(fā)生幾件事才能在兩輛車之間進行任何通信和/或移動。該程序本質(zhì)上是兩個獨立的程序，它們通過將“LEADER”或“FOLLOWER”定義為預處理器指令來定義。運動存儲為運動結構對象，每個都包含一個左右運動值，以及運動的持續(xù)時間。如果一個機器人被指定為領導者，它有一個地址、目的地地址和一系列預先計劃好的動作。如果它是跟隨者，它只是有一個地址（與領導者的目的地相同）和一個隊列來存儲其移動歷史（稍后使用）。然后，兩個設備都會初始化它們的無線電模塊和電機引腳。

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在主循環(huán)內(nèi)部，leader 遍歷每個動作，并以序列化數(shù)據(jù)包的形式將其發(fā)送給接收者。如果它收到成功消息，則領導者繼續(xù)其移動。同時，follower 等待一個新的運動進來，一旦一個運動到來，它就會將數(shù)據(jù)包解析成一個運動對象，然后運行電機。

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正如你所看到的，他們工作得很好。發(fā)送者能夠將其動作傳輸給接收者，然后接收者被解碼并翻譯成相同的動作。將來，我想讓發(fā)送者機器人自主移動，然后讓接收者像車隊一樣在它后面移動。

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