скорость движения робота slide

Скорость движения робота

Описание Скорость движения робота

Измеряем максимальную скорость движения нашего робота.

Скорость транспортных средств измеряется величинами км/ч или м/с.
Мы не сможем измерить скорость в км/ч, но мы можем попробовать измерить сколько метров проедет наш робот, скажем, за 10 секунд. А затем пересчитаем и в м/с и в км/ч. Это будет уже просто.
 
Для этого эксперимента используем код, который написали в предыдущем задании. Удалим из него часть, где робот движется в обратном направлении и установим время вращения моторов вперед 10 секунд. Можно поставить и меньшее время, если место испытаний ограничено. Но надо помнить, что чем большее время робот движется, тем точнее будет результат.
 
Пишем код.


#define DIR_R   2
#define SPEED_R  3 
#define DIR_L  4     
#define SPEED_L 5
 
void setup()
{
  pinMode (DIR_R, OUTPUT);
  pinMode (SPEED_R, OUTPUT);
  pinMode (DIR_L, OUTPUT);
  pinMode (SPEED_L, OUTPUT);
}
 void loop()
{
  digitalWrite (DIR_R, HIGH);
  digitalWrite (SPEED_R, HIGH);
  digitalWrite (DIR_L, HIGH);
  digitalWrite (SPEED_L, HIGH);
  delay(10000);
// Вращаем 10 сек
 
  digitalWrite (DIR_R, HIGH);
  digitalWrite (SPEED_R, LOW);
// Низкий уровень запрещает вращение моторов
  digitalWrite (DIR_L, HIGH);
  digitalWrite (SPEED_L, LOW);
  delay(5000);
//останов 5 сек.
  }



Скопируйте текст программы и вставьте его в Arduino IDE.
После проверки загрузите код в контроллер. Установите контроллер в блок R-5 и включите питание робота.
 
Контроллер Ардуино сам отсчитает 10 секунд. Нам останется только линейкой или рулеткой измерить пройденный путь.
 
 На блоке R-5 есть переключатель NH. Этот переключатель подает напряжение питания электромоторов. В положении N напряжение питания электромоторов подается со стабилизатора 5 Вольт. В этом положении скорость робота не очень высокая. Но стабильная. Не зависит от уровня разряда батареи. Поэтому все измерение скорости будет достаточно точным и стабильным во времени. В положении H напряжение питания подается непосредственно с батареи. И если установлены свежие качественные батареи, то напряжение составит 6 х 1,5 = 9Вольт. В этом случае скорость робота будет выше. Но со временем из-за уменьшения заряда батареи скорость робота будет уменьшаться.
 
В нашем эксперименте пока не важна стабильность измерений скорости. Нам важнее измерить максимально возможную скорость движения робота. Поэтому измерение проведем, установив переключатель в положение H.
 
За 10 секунд робот проехал примерно 11 метров. Т.е скорость робота составила 1,1 м/с.  Пересчитаем в километры и часы. Умножаем пройденный путь и время на 3600 и получаем скорость 3,96 км/ч.
 
Еще нам пригодится для будущих экспериментов знание такого параметра, как количество оборотов колеса в секунду. Зная скорость робота, количество оборотов в минуту, мы можем прокладывать путь робота, рассчитывать траекторию движения, места остановок, поворотов и др.
 
Для того, что бы вычислить этот параметр, нам необходимо рассчитать длину окружности колеса. Диаметр колеса составляет 42 мм.
Формула длины окружности:   

Формула длины окружности
 
Получаем, что длина окружности нашего колеса составляет 132 мм.
Умножаем 11 метров, пройденных роботом за 10 секунд на 6 ( в минуте 60 сек.). Затем делим на длину окружности колеса. 11000*6/132 = 500  об./мин.
 
Так же нам может пригодиться такой параметр, как время, за которое колесо сделает один оборот.
 
Скорость вращения колес – 500 об./мин.
Длина окружности колеса – 132 мм.
Время, за которое колесо сделает один оборот (робот проедет 132 мм) – 120 миллисекунды.
 
Теперь, зная эти кинематические характеристики нашего робота, мы сможем строить различные траектории. Рассчитывать остановки, повороты и пр. действия робота.