Thaiamp.com : Research&Development , Microcontroller, Design Circuit Electronic, Interface, Wireless link, ทั่วประเทศ...และจำหน่ายวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

หุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้น (Robot)
 
             
     
 

หุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้น (Robot)

ตอนแรกที่คิดจะทำตัวรถวิ่งตามเส้นก็คิดถึงล้อรถถังก่อนเป็นแบบแรก เพราะตัวเองก็ไม่เคยลองทำแบบรถถังสักครั้งเลย พอซื้ออุปกรณ์มาก็เริ่มเล่นเลยครับ ส่วนวงจรที่ใช้ก็ได้ยืมวงจรของหุ่นยนต์ตามล่ามาครับ อีกเหตุผลหนึ่ง ก็คือ สนามที่จะทดลองให้รถวิ่งตามเส้นเดินนั้น จะมีอยู่บางช่วงที่เป็นเนิน ถ้าจะใช้เป็นล้อแบบหุ่นยนต์ตามล่าก็คงขึ้นเนินไม่ได้ครับ เพราะล้อเป็นโลหะ เมื่อทำการประกอบตามแบบที่คิดไว้แล้วก็ได้หุ่นออกมาตามภาพ โดยที่ล้อหลังจะเป็นตัวที่ต่ออยู่กับมอเตอร์แบบสเต็ป มอเตอร์ที่นำมาใช้ก็เป็นมอเตอร์เก่าที่หากได้จากแถวๆ บ้านหม้อครับซื้อเก็บไว้นานมากแล้ว ตอนนั้นที่ซื้อตัวหนึ่งก็ไม่กี่บาท ประมาณตัวละสิบบาทได้ แต่ถ้าหากไปหาซื้อตอนนี้นะครับคงแพงมากๆ เพราะร้านขายขึ้นราคาจากเดิมมากครับ อะไหล่ที่เราเคยซื้อได้ตัวละไม่กี่บาทก็เหมือนกันราคาค่อนข้างสูงมากครับ

 
 
เดี๋ยวนี้จะหาอะไรมาเล่นหรือทดลองก็ยากกว่าเดิมที่บอกว่ายากก็เพราะราคานะครับ กลับมาเรื่องรถต่อครับเมื่อนำมอเตอร์ต่อเข้ากับชุดขับเคลื่อนสายพาน จากนั้นล้อด้านหน้าก็ใช้ล้อพลาสติกที่แถมมากับชุดขับเคลื่อนของทามิย้าเอามาต่อเพิ่มเข้าไปครับ ที่นี้พอทดลองให้รถวิ่งขึ้นเนินที่เตรียมไว้ความชันประมาณ 30 องศา ปรากฏว่ารถไม่ยอมวิ่งขึ้นครับ เนื่องจากโปรแกรมที่เขียนสั่งให้สเต็ปมอเตอร์ทำงานมีพัลส์ที่แคบมากไป ตัวมอเตอร์ก็เลยหมุนเร็วมาก ส่งผลให้ไม่มีแรงบิด เลยต้องแก้ไขโปรแกรมใหม่ ให้มีขนาดพัลส์กว้างมากขึ้น ที่นี้พอให้รถวิ่งขึ้นเนินรถก็สามารถวิ่งขึ้นไปได้ครับ แต่เนื่องจากว่าเนินที่ทดลองมีควรแกรมอยู่นาน ลองทั้งแบบ Half Step และแบบ Full Step เพื่อให้มอเตอร์มีแรงบิดมากขึ้น แต่ก็ไม่สามารถทำให้รถวิ่งขึ้นจนสุดเนินได้แบบสมบูรณ์ เพราะขณะรถวิ่งขึ้นไปบนเนินมีการตรวจจับเส้นที่ติดไว้กับพื้นสนาม การตรวจจับเส้นทำให้รถเสียแรงส่งที่วิ่งขึ้นมาบนเนิน ทำให้รถหมดแรงเหมือนเดิมครับ
 
 
ติดตั้งวงจรภาคจ่ายไฟและชุดขับกระแสมอเตอร์
ด้านหน้าติดตั้งชุด Sensor
ประกอบรถเสร็จแล้วทดลองจ่ายไฟให้กับรถวิ่งตามเส้น
เมื่อทำการแก้ไขโปรแกรมให้ขับเคลื่อน์แบบ Full Step
เมื่อใช้ล้อแบบรถถังแล้วก็เปลี่ยนมาใช้ล้อแบบรถปกติ
ทดลองให้รถที่สร้างขึ้นวิ่งในสนามดูการทำงานต่างๆ
 
     
     
 
จากการทดลองทำหุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้นหลายๆ แบบนั้น ก็ได้ข้อสรุปสำหรับการทดลองครั้งนี้อย่างคร่าวๆ ว่าการออกแบบรถให้มีน้ำหนักมากเกินไปนั้น จะส่งผลให้ชุดขับเคลื่อนมีภาระที่เพิ่มขึ้น และจะขอสรุปการทดลองครั้งนี้ไว้เป็นข้อๆ ดังนี้ครับ
    1. การเลือกใช้ล้อของรถนั้นหากรถมีนำหนักมากๆ และพื้นสนามที่ทดลองลื่นนั้นควรที่จะเลือกล้อแบบรถถังจะทำให้รถสามารถวิ่งขึ้นเนินได้ดีกว่าการใช้ล้อแบบธรรมดา
    2. การใช้ล้อแบบรถถังนั้นหากออกแบบรถให้มีลักษณะยาวเกินไปเวลารถเลี้ยวจะทำได้ลำบากกว่าการออกแบบให้รถมีลักษณะสั้นๆ แต่ถ้ารถยาวเพิ่มขึ้นจะทำให้รถมีฐานที่มั่นคงเวลาวิ่งขึ้นเนินหรือลงเนินที่ชันมากๆ นั้นจะทำได้ดีกว่า
    3. การเลือกใช้มอเตอร์เป็นต้นกำลังนั้นมีผลอย่างมากต่อการทำงานของรถ เพราะหากใช้สเต็ปมอเตอร์มาเป็นต้นกำลังนั้น จะทำให้รถวิ่งตรวจจับเส้นได้ละเอียดกว่าการใช้มอเตอร์เกียร์มาก แต่การนำมอเตอร์เกียร์มาใช้เป็นชุดขับเคลื่อนจะทำให้หุ่นยนต์สามารถวิ่งขึ้นเนินหรือลงเนินได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า
    4. ปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อนำมอเตอร์เกียร์มาใช้งาน คือ มอเตอร์เกียร์แต่ละตัวจะมีรอบการหมุนไม่เท่ากัน ทำให้รถวิ่งเอียงไม่เป็นเส้นตรงเนื่องจากมอเตอร์ที่หามาเป็นมอเตอร์มือสอง ดังนั้นวงจรขับเคลื่อนควรใช้แบบ PWM จะช่วยควบคุมการทำงานของมอเตอร์ให้มีรอบที่เท่ากันได้ง่ายและประหยัดพลังงานกว่า
    5. งานที่หุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้นที่มีลักษณะละเอียดมากๆ และไม่ต้องใช้แรงมากควรใช้เป็นสเต็ปมอเตอร์จะดีกว่าในส่วนของการควบคุมตำแหน่ง
    6. การใช้ตัวตรวจจับแบบอินฟาเรดจะให้ผลดีกว่าการใช้ตัวตรวจจับที่เป็น LED และ LDR มาก เนื่องจากมีสัญญาณลบกวนต่ำกว่ามาก
    7. การวางตำแหน่งของชุดขับเคลื่อนมีผลต่อการทำงานของตัวหุ่นมาก กล่าวคือ จากการทดลองนำชุดขับเคลื่อนไว้ด้านท้ายตัวหุ่นจะไม่มีแรงขับเคลื่อนขึ้นเนินดีเหมือนกับการนำชุดขับเคลื่อนไว้ด้านหน้า (ส่วนนี้แล้วแต่การออกแบบตัวรถด้วย)

จากที่ได้ทำการทดลองหลายๆ แบบก็พอได้เป็นข้อสรุปสำหรับการทำหุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้นไว้สำหรับทดลองเขียนโปรแกรมควบคุมอย่างคร่าวๆ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าท่านที่อ่านจะต้องทำแบบนี้เสมอนะครับ เป็นเพียงการทดลองที่ผมเองได้ทดลองเล่นเองแล้วนำผลที่ได้มาเล่าสู่กันฟังครับ ท่านใดที่ทดลองอะไรเล่นแล้วได้ผลอย่างไรก็ลองเมล์มาคุยกันได้นะครับ ส่งท้าย ผมคิดว่าการที่จะทดลองหัดเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรเลอร์เพื่อไปใช้งานหรือหัดใช้งานควบคุมงานต่างๆ นั้น หากเรามีหุ่นยนต์ตัวเล็กๆ ไว้สักตัวเพื่อให้หุ่นทำตามเงื่อนไขต่างๆ ที่เราวางไว้ จะสามารถทำให้เราเรียนรู้การทำงานของไมโครคอนโทรเลอร์ตระกูลต่างๆ ได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังทำให้เราได้รู้ธรรมชาติของอุปกรณ์ที่เรานำมาต่อใช้งานว่าอุปกรณ์แต่ละตัวมีข้อดีข้อเสีย และเหมาะสมกับงานแบบใด ส่วนของการทำงานของวงจร โปรแกรม หลักการทำงาน และตัวอย่างโจทย์จะนำเสนอในครั้งต่อไปนะครับ ลองหาหุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้นตัวเล็กๆ ไว้สักคันผมว่าก็ดีนะครับ สำหรับผู้เริ่มต้นเล่นไมโครคอนโทรเลอร์

 

 

 สนใจ หุ่นยนต์รถวิ่งตามเส้น (Robot)