సెల్ఫ్-బ్యాలెన్సింగ్ రోబోట్ కార్ కిట్ – MPU6050 తో 2-వీల్ గైరో-స్టెబిలైజ్డ్ ప్లాట్‌ఫామ్, అల్ట్రాసోనిక్ అడ్డంకి అవాయిడెన్స్, UNO & L298N అనుకూలత | PID మోషన్ కంట్రోల్ | DIY STEM కోడింగ్ & రోబోటిక్స్ లెర్నింగ్ కిట్

సెల్ఫ్-బ్యాలెన్సింగ్ స్మార్ట్ రోబోట్ కార్ కిట్ (Pbot 3.0) మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్, ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు కంప్యూటర్ ప్రోగ్రామింగ్‌లను వాస్తవ ప్రపంచ రోబోటిక్స్ మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థలను అనుకరించడానికి రూపొందించబడిన ఒకే ఇంటరాక్టివ్ లెర్నింగ్ ప్లాట్‌ఫామ్‌గా మిళితం చేస్తుంది. డ్యూయల్ DC మోటార్లు, MPU6050 గైరోస్కోప్ సెన్సార్, అల్ట్రాసోనిక్ అడ్డంకి గుర్తింపు మరియు UNO-అనుకూల నియంత్రణ నిర్మాణంతో నిర్మించబడిన ఇది ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రం నుండి అధునాతన రోబోటిక్స్ కోడింగ్ వరకు పూర్తి విద్యా అనుభవాన్ని అందిస్తుంది.

దాని ప్రధాన భాగంలో, రోబోట్ నిలువు స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడానికి క్లోజ్డ్-లూప్ నియంత్రణ వ్యవస్థను ఉపయోగిస్తుంది. MPU6050 గైరోస్కోప్ నిరంతరం కోణీయ వేగం మరియు త్వరణాన్ని కొలుస్తుంది, అయితే మైక్రోకంట్రోలర్ నిటారుగా ఉండే అక్షానికి సంబంధించి వంపు లోపాన్ని లెక్కిస్తుంది. PID అల్గోరిథంను వర్తింపజేయడం ద్వారా, ఇది అసమతుల్యతను ఎదుర్కోవడానికి మోటారు యొక్క టార్క్ అవుట్‌పుట్‌ను తక్షణమే సర్దుబాటు చేస్తుంది, డైనమిక్ పరిస్థితులలో కూడా రోబోట్‌ను నిటారుగా ఉంచుతుంది. ఈ సూత్రం - ఇన్వర్టెడ్ పెండ్యులం కంట్రోల్ అని పిలుస్తారు - ఆధునిక రోబోటిక్స్ మరియు అటానమస్ వెహికల్ స్టెబిలైజేషన్‌కు పునాది వేస్తుంది.

ఈ రోబోట్ నిర్మాణంలో డ్యూయల్-లేయర్ యాక్రిలిక్ ఛాసిస్, దృఢత్వం మరియు పారదర్శకత కోసం తయారు చేయబడిన ప్రెసిషన్ CNC యంత్రాలు ఉన్నాయి. బ్రాస్ స్పేసర్లు స్థిరమైన టైర్ విభజనను అందిస్తాయి మరియు మెటల్ మోటార్ షాఫ్ట్‌లు త్వరణం లేదా క్షీణత సమయంలో టార్క్ స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తాయి. కారు యొక్క గురుత్వాకర్షణ కేంద్రం జాగ్రత్తగా ఆప్టిమైజ్ చేయబడింది, వేగవంతమైన మలుపుల సమయంలో కూడా గైరోస్కోప్ నుండి ఖచ్చితమైన అభిప్రాయాన్ని అనుమతిస్తుంది. అన్ని యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ భాగాలు మాడ్యులర్‌గా ఉంటాయి, దీనివల్ల విద్యార్థులు పునరావృత ప్రయోగం కోసం వ్యవస్థను సులభంగా సమీకరించవచ్చు మరియు విడదీయవచ్చు.

L298N మోటార్ డ్రైవర్ మాడ్యూల్ రెండు మోటార్లకు ద్వి దిశాత్మక నియంత్రణను అందిస్తుంది, మైక్రోకంట్రోలర్ సిగ్నల్‌లను థర్మల్ ప్రొటెక్షన్ మరియు లోడ్ సేఫ్టీతో కరెంట్ అవుట్‌పుట్‌లోకి అనువదిస్తుంది. Arduino IDE ద్వారా, వినియోగదారులు ఓపెన్-సోర్స్ బ్యాలెన్సింగ్ కోడ్‌లను అప్‌లోడ్ చేయవచ్చు, గెయిన్ కోఎఫీషియంట్‌లను (Kp, Ki, Kd) సర్దుబాటు చేయవచ్చు మరియు నియంత్రణ ప్రతిస్పందనను చక్కగా ట్యూన్ చేయవచ్చు. బ్యాలెన్సింగ్ అల్గోరిథం అనుపాత దిద్దుబాటు, సమగ్ర దోష పరిహారం మరియు ఉత్పన్న డంపింగ్‌ను మిళితం చేసి వివిధ ఉపరితల పరిస్థితులలో మృదువైన మరియు ఖచ్చితమైన కదలికను సాధిస్తుంది.

HC-SR04 అల్ట్రాసోనిక్ మాడ్యూల్ అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ప్రతిధ్వనులు తిరిగి వచ్చే సమయాన్ని లెక్కించడం ద్వారా పర్యావరణ అవగాహనను అందిస్తుంది. రోబోట్ 400 సెం.మీ దూరంలో ఉన్న వస్తువులను గుర్తించగలదు, స్వయంచాలకంగా ఆగిపోతుంది మరియు ప్రత్యామ్నాయ మార్గాలను ప్లాన్ చేయగలదు. అల్ట్రాసోనిక్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను బ్యాలెన్సింగ్ లాజిక్‌తో అనుసంధానించడం వల్ల రోబోట్ మానవ జోక్యం లేకుండా తెలివిగా కదలగలదు - ఆధునిక రోబోట్‌లు సెన్సింగ్ మరియు నిర్ణయం తీసుకోవడాన్ని ఎలా మిళితం చేస్తాయో ప్రదర్శిస్తుంది.

మెరుగైన ఇంటరాక్టివిటీ కోసం, బ్లూటూత్ మాడ్యూల్ (HC-06) స్మార్ట్‌ఫోన్ యాప్‌లు లేదా సీరియల్ టెర్మినల్ ద్వారా వైర్‌లెస్ నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది. వినియోగదారులు రిమోట్‌గా బ్యాలెన్సింగ్ పారామితులను సర్దుబాటు చేయవచ్చు, మోషన్ కమాండ్‌లను ట్రిగ్గర్ చేయవచ్చు లేదా సెన్సార్ డేటాను నిజ సమయంలో దృశ్యమానం చేయవచ్చు. ఈ లక్షణం సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు వైర్‌లెస్ డేటా బదిలీతో కూడిన అధునాతన కోడింగ్ వ్యాయామాలకు రోబోట్‌ను అనుకూలంగా చేస్తుంది.

విద్యాపరంగా, ఈ కిట్ STEM ప్రోగ్రామ్‌లకు అపారమైన విలువను అందిస్తుంది, రోబోటిక్స్, కంట్రోల్ థియరీ, ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్ ఫండమెంటల్స్‌లో కీలక అంశాలను పరిచయం చేస్తుంది. విద్యార్థులు భౌతిక శాస్త్రం (మొమెంటం, కోణీయ చలనం), ఎలక్ట్రానిక్స్ (PWM నియంత్రణ, ఫీడ్‌బ్యాక్ సర్క్యూట్‌లు) మరియు కంప్యూటర్ సైన్స్ (C++ లాజిక్, సీరియల్ డీబగ్గింగ్)లలో ఆచరణాత్మక అనుభవాన్ని పొందుతారు. ఇది పాఠశాలలు, విశ్వవిద్యాలయాలు మరియు అభిరుచి గల ప్రయోగశాలలలో స్వయంప్రతిపత్త వ్యవస్థలు మరియు AI రోబోటిక్స్ పరిశోధనలకు శిక్షణా నమూనాగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

కిట్ యొక్క సమగ్ర హార్డ్‌వేర్ ప్యాకేజీలో ఇవి ఉన్నాయి:

1× డ్యూయల్-లేయర్ యాక్రిలిక్ చాసిస్

2× అధిక-టార్క్ DC గేర్ మోటార్లు

1× L298N మోటార్ డ్రైవర్

1× MPU6050 గైరోస్కోప్ మాడ్యూల్

1× అల్ట్రాసోనిక్ HC-SR04 మాడ్యూల్

1× UNO-అనుకూల నియంత్రణ బోర్డు

1× బ్యాటరీ హోల్డర్ (బ్యాటరీ లేదు)

జంపర్ వైర్లు, ఇత్తడి స్పేసర్లు, స్క్రూలు మరియు నట్లు

సెల్ఫ్-బ్యాలెన్సింగ్ రోబోట్ కార్ కిట్ యొక్క ప్రతి అంశం అన్వేషణ, ప్రయోగాలు మరియు ఆవిష్కరణలను ప్రోత్సహిస్తుంది. విద్యార్థులు నిర్మించడం మరియు కోడ్ చేయడం మాత్రమే కాకుండా వారి రోబోట్ ప్రవర్తనను విశ్లేషించి, ఆప్టిమైజ్ చేస్తారు, తద్వారా క్లిష్టమైన సమస్య పరిష్కారం మరియు ఇంజనీరింగ్ నైపుణ్యాలను పొందుతారు. ప్లాట్‌ఫామ్ యొక్క మాడ్యులర్ స్వభావం ఉన్నత స్థాయి ప్రాజెక్టుల కోసం Wi-Fi, కెమెరా లేదా AI విజన్ మాడ్యూల్‌లతో భవిష్యత్తు విస్తరణను అనుమతిస్తుంది. ఇది ప్రారంభకులకు అభ్యాసం మరియు ప్రొఫెషనల్ రోబోటిక్స్ అభివృద్ధిని అనుసంధానించే జీవితకాల విద్యా సాధనంగా చేస్తుంది.

① గైరోస్కోప్ మరియు యాక్సిలెరోమీటర్‌తో రియల్-టైమ్ సెల్ఫ్-బ్యాలెన్సింగ్ కంట్రోల్

ఈ అధునాతన స్వీయ-సమతుల్య రోబోట్ కిట్ మోషన్ ఫిజిక్స్ మరియు కంట్రోల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రధాన సూత్రాలను బోధిస్తుంది. MPU6050 గైరోస్కోప్ మరియు యాక్సిలెరోమీటర్‌తో అమర్చబడిన ఈ సిస్టమ్ నిరంతరం వంపు కోణాలను గుర్తిస్తుంది మరియు నిటారుగా సమతుల్యతను నిర్వహించడానికి రియల్-టైమ్ PID (ప్రొపోర్షనల్-ఇంటిగ్రల్-డెరివేటివ్) అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. నిజమైన స్వయంప్రతిపత్త రోబోట్‌లలో ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌లు, యాంగిల్ లెక్కింపులు మరియు సెన్సార్ ఫ్యూజన్ ఎలా పనిచేస్తాయో విద్యార్థులు నేర్చుకుంటారు. PID పారామితులను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, వినియోగదారులు డైనమిక్ స్టెబిలిటీ, జడత్వ పరిహారం మరియు సెంటర్-ఆఫ్-గురుత్వాకర్షణ నియంత్రణతో ప్రయోగాలు చేయవచ్చు - ఆధునిక రోబోటిక్స్, డ్రోన్‌లు మరియు AI-నియంత్రిత మొబిలిటీ సిస్టమ్‌లకు నేరుగా వర్తించే నైపుణ్యాలు.

② డ్యూయల్-మోటార్ ప్రెసిషన్ డ్రైవ్ మరియు మెటల్ షాఫ్ట్ డిజైన్

మెటల్ షాఫ్ట్‌లతో కూడిన రెండు అధిక-టార్క్ DC గేర్ మోటార్లతో నడిచే ఈ రోబోట్ శక్తివంతమైన మరియు ప్రతిస్పందించే కదలికను అందిస్తుంది. ప్రతి చక్రం స్వతంత్రంగా నడపబడుతుంది, వేగవంతమైన మలుపులు, మృదువైన త్వరణం మరియు ఖచ్చితమైన బ్రేకింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది. దృఢమైన నిర్మాణం కంపనాన్ని తగ్గిస్తుంది, కదలిక సమయంలో ఖచ్చితమైన సెన్సార్ రీడింగ్‌లను నిర్ధారిస్తుంది. డ్యూయల్-మోటార్ కాన్ఫిగరేషన్ వాస్తవ-ప్రపంచ మెకాట్రానిక్ నియంత్రణ సూత్రాలను ప్రతిబింబిస్తుంది - టార్క్ బ్యాలెన్స్, ప్రస్తుత అభిప్రాయం మరియు అవకలన వేగ గణనతో సహా - అభ్యాసకులకు ఇంజనీరింగ్ అంతర్ దృష్టి మరియు హార్డ్‌వేర్ అసెంబ్లీ నైపుణ్యాలను అభివృద్ధి చేస్తూ ప్రొఫెషనల్-స్థాయి రోబోటిక్స్ అనుభవాన్ని ఇస్తుంది.

③ ఇంటెలిజెంట్ అల్ట్రాసోనిక్ అడ్డంకి అవాయిడెన్స్ సిస్టమ్

HC-SR04 అల్ట్రాసోనిక్ సెన్సార్‌తో అమర్చబడిన ఈ రోబోట్, అడ్డంకులను గుర్తించడానికి మరియు ఎకో రిఫ్లెక్షన్ ఉపయోగించి దూరాన్ని కొలవడానికి దాని పరిసరాలను స్కాన్ చేస్తుంది. ఒక వస్తువు గుర్తించబడినప్పుడు ఆన్‌బోర్డ్ ప్రోగ్రామ్ స్వయంచాలకంగా పథాన్ని సర్దుబాటు చేస్తుంది లేదా రోబోట్‌ను ఆపివేస్తుంది, ఢీకొనకుండా నిరోధిస్తుంది. విద్యార్థులు దూర డేటాను దృశ్యమానం చేయవచ్చు, డిజిటల్ సిగ్నల్ టైమింగ్‌ను నేర్చుకోవచ్చు మరియు స్వయంప్రతిపత్త నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లు సెన్సార్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను నిర్ణయం తీసుకునే తర్కంతో ఎలా మిళితం చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ మాడ్యూల్ స్వయంప్రతిపత్త స్వీయ-డ్రైవింగ్ ప్రవర్తనలను అభివృద్ధి చేయడానికి పునాదిని ఏర్పరుస్తుంది - AI రోబోటిక్స్ మరియు ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్‌లలో ఇది ఒక ముఖ్యమైన నైపుణ్యం.

④ ప్రోగ్రామబుల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ మరియు వైర్‌లెస్ కంట్రోల్

ఈ కిట్ బ్లూటూత్ (HC-06) మరియు IR నియంత్రణతో సహా బహుళ కమ్యూనికేషన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లకు మద్దతు ఇస్తుంది. వినియోగదారులు తమ స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు లేదా కంప్యూటర్‌లను సులభంగా కనెక్ట్ చేసి నియంత్రణ ఆదేశాలను పంపవచ్చు లేదా మోషన్ డేటాను వైర్‌లెస్‌గా పర్యవేక్షించవచ్చు. Arduino IDE ద్వారా, ప్రారంభకులు మరియు అధునాతన వినియోగదారులు కస్టమ్ C++ ప్రోగ్రామ్‌లను వ్రాయవచ్చు, బ్యాలెన్సింగ్ పారామితులను సవరించవచ్చు లేదా ఉష్ణోగ్రత, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేదా లైట్ మాడ్యూల్స్ వంటి అదనపు సెన్సార్‌లను ఏకీకృతం చేయవచ్చు. ఓపెన్-సోర్స్ నిర్మాణం సృజనాత్మకత మరియు ప్రయోగాలను ప్రోత్సహిస్తుంది, ఈ రోబోట్‌ను IoT, స్మార్ట్ రోబోటిక్స్ మరియు ఆటోమేషన్ అప్లికేషన్‌లకు ఆదర్శవంతమైన అభ్యాస వేదికగా మారుస్తుంది.

⑤ ఆచరణాత్మక అనుభవంతో కూడిన సమగ్ర STEM లెర్నింగ్ కిట్

విద్యా సంస్థలు, వర్క్‌షాప్‌లు మరియు మేకర్‌స్పేస్‌ల కోసం రూపొందించబడిన ఈ కిట్, రోబోటిక్స్ అభ్యాస ప్రక్రియలోని ప్రతి దశను కవర్ చేస్తుంది: మెకానికల్ అసెంబ్లీ, ఎలక్ట్రానిక్ వైరింగ్, కోడ్ అమలు మరియు డీబగ్గింగ్. మాడ్యులర్ యాక్రిలిక్ చట్రం సురక్షితమైన అసెంబ్లీని మరియు అంతర్గత విధానాల పూర్తి దృశ్యమానతను నిర్ధారిస్తుంది. ప్రతి స్క్రూ, వైర్ మరియు కనెక్షన్ ఒక బోధనా కేంద్రంగా మారుతుంది, అభ్యాసకులు సర్క్యూట్ లాజిక్, సిగ్నల్ ఫ్లో మరియు రియల్-టైమ్ డేటా నిర్వహణను నేర్చుకోవడంలో సహాయపడుతుంది. ఈ కిట్ జట్టుకృషి, సమస్య పరిష్కారం మరియు శాస్త్రీయ ఉత్సుకతను ప్రోత్సహిస్తుంది - ప్రాజెక్ట్ ఆధారిత అభ్యాసాన్ని నిమగ్నం చేయడం ద్వారా సిద్ధాంతాన్ని ఆచరణలోకి మారుస్తుంది.