Arduino alapú padlótisztító robot ultrahangos érzékelővel

Az automatikus padlótisztítók nem újdonságok, de mindannyian közös problémával küzdenek. Mind túl drágák ahhoz, amit csinálnak. Ma elkészítünk egy automatikus otthoni takarító robotot, amely csak a piac egy részének költségeibe kerül. Ez a robot felismeri az előtte álló akadályokat és tárgyakat, és az akadályokat elkerülve tovább mozoghat, amíg az egész szobát meg nem tisztítják. A padló tisztításához egy kis kefe van hozzáerősítve.

Az Arduino használatával ellenőrizze az intelligens porszívó robotunkat is

Szükséges alkatrész:

1. Arduino UNO R3.
2. Ultrahangos érzékelő.
3. Arduino Motor Driver pajzs.
4. Kerékhajtású robot alváz.
5. Számítógép az Arduino programozásához.
6. Akkumulátor a motorokhoz.
7. Power Bank az Arduino működéséhez
8. Cipőkefe.
9. Scotch Brite súroló pad.

Megjegyzés: Az elemek használata helyett használhat egy hosszú, 4 szálas vezetéket is, mint mi. Bár ez nem túl elegáns vagy praktikus megoldás, de megteheti, ha nem tervezi mindennapi használatát a való világban. Győződjön meg arról, hogy a kábel hossza megfelelő.

Mielőtt a részletekbe menne, először beszéljünk az ultrahangról.

HC-SR04 ultrahangos érzékelő:

Az ultrahangos érzékelőt a távolság nagy pontossággal és stabil leolvasással történő mérésére használják. Mérheti a távolságot 2 cm-től 400 cm-ig vagy 1 hüvelyktől 13 lábig. 40KHz frekvenciájú ultrahanghullámot bocsát ki a levegőben, és ha az objektum útját állja, akkor visszapattan az érzékelőhöz. Kiszámíthatja a távolságot, ha felhasználja azt az időt, amelyre az objektum ütése és visszatérése szükséges.

Az ultrahangos érzékelő az „ECHO” nevű technikát használja. Az „ECHO” egyszerűen visszavert hanghullám. Önnek ECHO-ja lesz, amikor a hang visszaverődik a zsákutca elérése után.

A HCSR04 modul hangrázkódást generál ultrahangos tartományban, amikor a 'Trigger' csapot magasra teszjük kb. 10usra, amely 8 ciklusú hangsebességet küld hangsebességgel, és miután az objektumot elütötte, az Echo csap fogadja. Attól függően, hogy mennyi időt vesz igénybe a rezgés a visszajutáshoz, megfelelő impulzus kimenetet biztosít. Ha az objektum messze van, akkor több időre van szükség az ECHO meghallgatásához, és a kimeneti impulzus szélessége nagy lesz. És ha az akadály közel van, akkor az ECHO gyorsabban hallatszik, és a kimenő impulzus szélessége kisebb lesz.

Kiszámíthatjuk az objektum távolságát az ultrahangos hullám által az érzékelőhöz való visszatéréshez szükséges idő alapján. Mivel a hang ideje és sebessége ismert, a következő képletekkel számíthatjuk ki a távolságot.

Távolság = (Idő x Hangsebesség levegőben (343 m / s)) / 2.

Az érték el van osztva kettővel, mivel a hullám előre és hátra halad ugyanazon a távolságon. Így az akadály elérésének ideje csak a teljes idő fele

Tehát a távolság centiméterben = 17150 * T

Korábban számos hasznos projektet készítettünk ennek az ultrahangos érzékelőnek és az Arduino-nak, ellenőrizze őket alább:

• Arduino alapú távolságmérés ultrahangos érzékelővel
• Ajtóriasztó Arduino és ultrahangos érzékelő használatával
• IOT alapú dömperfigyelés Arduino használatával

Padlótisztító robot összeszerelése:

Szerelje fel az Arduino-t az alvázra. Ügyeljen arra, hogy ne zárjon rövidre semmit, ha az alváz fémből készül. Célszerű beszerezni egy dobozt az Arduino és a motorvezérlő pajzsához. Rögzítse a motorokat a kerekekkel és az alvázzal csavarokkal. Az alváznak legyen lehetősége erre gyárilag, de ha mégsem, akkor rögtönözhet egy másik megoldást. Az epoxi nem rossz ötlet. Szerelje fel a cipőkefét az alváz elejére. Ehhez M-Seal epoxi és fúrt csavarok kombinációját használtuk, bár használhat bármilyen más megoldást, amely könnyebb lehet az Ön számára. Szerelje fel a Scotch Brite súroló betétet az ecset mögé. Az alvázon átmenő tengelyt használtuk, amely játékban tartja, bár ez is improvizálható. Rugós tengely használható a kíséretében. Szerelje be az elemeket (vagy kábeleket a ház hátuljára).Az epoxi vagy az elemtartó erre jó módszer. A forró ragasztó sem rossz.

Huzalozás és csatlakozások:

Az automatikus otthoni tisztító robot áramköre nagyon egyszerű. Csatlakoztassa az ultrahangos érzékelőt az Arduino-hoz az alábbiak szerint, és helyezze a motorvezető pajzsát az Arduino-ra, mint bármely más pajzsot.

Az Ultrahangos Trig csapja az Arduino 12. érintkezőjéhez, az Echo csap a 13. csaphoz, a feszültségcsap az 5 V-os csatlakozóhoz és a földi csap a földi csaphoz van csatlakoztatva. Az Echo és a Trig tű lehetővé teszi az Arduino számára, hogy kommunikáljon az érzékelővel. Az áramellátás az érzékelőhöz a feszültség és a földelő csapokon keresztül történik, a Trig és az Echo csapok lehetővé teszik az adatok küldését és fogadását az Arduino segítségével. Itt többet megtudhat az ultrahangos érzékelő és az Arduino összekapcsolásáról.

A motor árnyékolásának legalább 2 kimenettel kell rendelkeznie, és csatlakoztatni kell őket a két motorjához. Normál esetben ezeket a kimeneteket „M1” és „M2” vagy „Motor 1” és „Motor 2” felirattal látják el. Húzza az akkumulátorokat és az akkumulátort a motor pajzsáig, illetve az Arduino-ig. Ne kösse őket keresztbe. A motor pajzsának rendelkeznie kell bemeneti csatornával. Ha vezetékeket használ, csatlakoztassa azokat hálózati adapterekhez.

Programozási magyarázat:

Nyissa meg az Arduino IDE programot. Illessze be az oktatóanyag végén megadott teljes Arduino kódot az IDE-be. Csatlakoztassa Arduino készülékét a számítógéphez. Válassza ki a portot az Eszközök / Port menüben. Kattintson a feltöltés gombra.

Teszteld a robotot. Ha túl kevéssé vagy túl sokat fordul meg, kísérletezzen a késésekkel, amíg tökéletes nem lesz.

Mielőtt belekezdenénk a kódba, telepítenünk kell az Adafruit Motor Shield Library- t az egyenáramú motorok meghajtására. Mivel az L293D motorvezérlő pajzsot használjuk, innen le kell töltenünk az AFmotor Library-t. Ezután adja hozzá az Arduino IDE könyvtár mappájához. Nevezze át AFMotor névre . További információ a könyvtár telepítéséről.

A kód egyszerű és könnyen érthető, de itt néhány részt elmagyaráztunk:

A kód alatt beállítja a robotot. Először felvettük az Adafruit könyvtárat a motorvezérlő pajzsos motorok vezetésére. Ezt követően meghatároztuk a Trig pin és az Echo pin elemeket. Beállítja a motorokat is. Beállítja a Trig pin kimenetet és az Echo pin bemenetet.

#include #define trigPin 12 #define echoPin 13 AF_DCMotor motor1 (1, MOTOR12_64KHZ); AF_DCMotor2 motor (2, MOTOR12_8KHZ); void setup () {pinMode (trigPin, OUTPUT); pinMode (echoPin, INPUT); }

A kód alatt az Arduino azt mondja, hogy hurkolja a következő parancsokat. Ezt követően az érzékelővel továbbítja és fogadja az ultrahangos hangokat. Kiszámítja a távolságot az objektumtól, amint az ultrahangos hullámok visszapattannak, miután megjegyezte, hogy az objektum a beállított távolságon belül van, felszólítja az Arduino-t, hogy ennek megfelelően forgassa el a motorokat.

void loop () {hosszú időtartam, távolság; digitalWrite (trigPin, LOW); késleltetés mikroszekundum (2); digitalWrite (trigPin, HIGH); késleltetés mikroszekundum (10); digitalWrite (trigPin, LOW); időtartam = pulseIn (echoPin, HIGH); távolság = (időtartam / 2) / 29,1; if (távolság <20) {motor1.setSpeed ​​(255); motor2.setSpeed ​​(0); motor1.run (VISSZA); motor2.run (VISSZA); késés (2000); // EZT VÁLTOZZA A ROBOT MEGfordulásának megfelelően.

Ez a robotot megfordítja az egyik motor forgatásával, a másik stagnálásával.

A kód alatt a robot mindkét motort ugyanabba az irányba fordítja, hogy előre mozogjon, amíg egy tárgyat nem észlel a fent említett határban.

else {motor1.setSpeed ​​(160); // EZT VÁLTOZZA SZERINT, HOGY GYORSAN MEG KELL A ROBOTJÁT. motor2.setSpeed ​​(160); // VÁLTOZZON EZT UTÁN AZ ÉRTÉKRE, AMINT FELÉBE TETTE. motor1.run (ELŐRE); motor2.run (ELŐRE); }