Szia srácok, újoncok vagytok a robotika vagy az elektronika világában? VAGY egy egyszerű, mégis hatékony projektet keres, hogy lenyűgözze barátait és tanárait? Akkor ez a hely.
Ebben a projektben a beágyazott rendszerek és az elektronika erejét fogjuk felhasználni saját robotunk elkészítéséhez, amely segíthet abban, hogy otthoni vagy munkahelyi helyünket rendben tartsuk. Ez a robot egyszerű négykerekű porszívó, amely okosan elkerülheti az akadályokat és egyszerre elszívhatja a padlót. Az ötletet a híres Robot Roomba porszívó ihlette, amely az alábbi képen látható.
Az az elképzelésünk, hogy egy egyszerű robotot készítsünk a semmiből, amely automatikusan elkerülheti az akadályokat a padló tisztításakor. Higgy nekem emberek szórakoztató !!
Szükséges anyag és alkatrészek:
Oké, szóval most az automatikus padlótisztító robot ötletét tartjuk szem előtt, és tudjuk, mire készülünk. Nézzük tehát, hol kellene elkezdeni a kivégzésünket. Ahhoz, hogy ötletünkből robotot építsünk, először a következőkről kell döntenünk:
- Mikrovezérlő típusa
- Érzékelők szükségesek
- Motorok szükségesek
- Robot alváz anyaga
- Akkumulátor-kapacitás
Most döntsön a fenti pontok mindegyikéről. Így hasznos lesz, ha nemcsak ezt az otthoni takarító robotot készíti el, hanem bármilyen más robotot is, amely feltűnő a fantáziájához.
Mikrokontroller típusa:
A mikrovezérlő kiválasztása nagyon fontos feladat, mivel ez a vezérlő a robot agyaként fog működni. A legtöbb barkácsolási projekt Arduino és Raspberry Pi körül készül, de nem kell, hogy ugyanaz legyen. Nincs olyan speciális mikrovezérlő, amelyen dolgozhatna. Minden a követelményektől és a költségektől függ.
Mint például a táblagépet, nem lehet 8 bites mikrokontrolleren megtervezni, és az ARM cortex m4-et nem érdemes elektronikus számológép megtervezéséhez használni.
A mikrokontroller kiválasztása teljesen függ a termék követelményeitől:
1. Először meghatározzák a műszaki követelményeket, például a szükséges I / O tűk számát, a vaku méretét, a kommunikációs protokollok számát / típusát, esetleges speciális jellemzőit stb.
2. Ezután kiválasztja a vezérlők listáját a műszaki követelményeknek megfelelően. Ez a lista különböző gyártók vezérlőit tartalmazza. Számos alkalmazás-specifikus vezérlő áll rendelkezésre.
3. Ezután egy vezérlő véglegesítésre kerül a költség, a rendelkezésre állás és a gyártó támogatása alapján.
Ha nem akar sok nehéz emelést végezni, és csak el akarja tanulni a mikrovezérlők alapjait, majd később mélyen belemerül, akkor választhatja az Arduino-t. Ebben a projektben egy Arduino-t fogunk használni. Korábban sokféle robotot hoztunk létre az Arduino használatával:
- DTMF vezérelt robot Arduino használatával
- Vonalkövető robot Arduino használatával
- Számítógép által vezérelt robot az Arduino segítségével
- WiFi vezérlésű robot Arduino használatával
- Gyorsulásmérő alapú kézmozdulattal vezérelt robot Arduino segítségével
- Bluetooth vezérlésű játékautó Arduino használatával
Szükséges érzékelők:
Nagyon sok érzékelő elérhető a piacon, amelyek mindegyike saját felhasználással rendelkezik. Minden robot egy érzékelőn keresztül kap bemenetet, ezek a robot érzékszerveként működnek. Esetünkben robotunknak képesnek kell lennie az akadályok észlelésére és elkerülésére.
Sok más klasszikus szenzor van, amelyet a jövőbeni projektjeink során használunk, de most maradjunk az IR-érzékelő és az USA (ultrahangos érzékelő) középpontjában, mivel ez a két srác látja majd el robo-autónkat. Itt tekintheti meg az IR érzékelő működését. Az alábbiakban az IR-érzékelő modul és az ultrahangos érzékelő képei láthatók:
Az ultrahangos érzékelő két kör alakú szemből áll, amelyek közül az egyiket az amerikai jel továbbítására, a másikat az amerikai sugarak fogadására használják. A mikrovezérlő kiszámítja a sugárzásnak az átvitelre és visszavételre fordított idejét. Mivel a hang ideje és sebessége ismert, a következő képletekkel számíthatjuk ki a távolságot.
- Távolság = Idő x Hangsebesség elosztva 2-vel
Az érték el van osztva kettővel, mivel a sugár előre és hátra halad ugyanazon a távolságon. Az ultrahangos szenzor használatának részletes magyarázatát itt találja.
Szükséges motorok:
A robotika területén elég sok motort használnak, a leggyakrabban a Stepper és a Servo motorokat használják. Mivel ennek a projektnek nincsenek bonyolult működtetői vagy rotációs kódolói, ezért normál PMDC motort fogunk használni. De az akkumulátorunk kissé terjedelmes és nehéz, ezért négy motorral hajtjuk robotunkat, mind a négy ugyanaz a PMDC motor. De tanácsos lépcső- és szervomotorokba állítani, ha már kényelmessé válik a PMDC motorok használata.
Robotváz anyaga:
Diákként vagy hobbistaként a robot gyártása során a legnehezebb feladat a robot alvázának előkészítése. A probléma az eszközök és anyagok rendelkezésre állásával van. A projekt legideálisabb anyaga az Akril lesz, de fúrókra és egyéb eszközökre van szükség a munkához. Ezért a fát úgy választják, hogy mindenki könnyedén dolgozhasson rajta.
Ez a probléma teljesen eltűnt a terepről a 3D nyomtatók bevezetése után. Azt tervezem, hogy egyszer kinyomtatom az alkatrészeket, és ezzel frissítem önöket. Tehát most fadobozokkal építsük meg robotunkat.
Akkumulátor-kapacitás:
Az akkumulátor kapacitásának megválasztása az utolsó munkánk kell, hogy legyen, mert ez kizárólag az alvázától és a motorjaitól függ. Itt az akkumulátorunknak egy porszívót kell vezetnie, amely körülbelül 3-5A és négy PMDC motort húz. Ezért nehéz akkumulátorra lesz szükségünk. A 12V 20Ah SLAB-ot (zárt ólom-sav akkumulátor) választottam, és elég terjedelmes, hogy robotunk négy PMDC motort kapjon, hogy meghúzza ezt a terjedelmes srácot.
Most, hogy kiválasztottuk az összes szükséges alkatrészt, felsorolhatja őket
- Fa lapok alvázhoz
- IR és amerikai érzékelők
- DC porral működő porszívó
- Arduino Uno
- 12V 20Ah akkumulátor
- Motorvezérlő IC (L293D)
- Munkaeszközök
- Csatlakozó vezetékek
- Lelkes energia a tanuláshoz és a munkához.
Összetevőink többségét a fenti leírás fedi le, az alábbiakban elmagyarázom a bal oldalakat.
DC porszívó:
Mivel robotunk 12V 20Ah DC rendszerrel működik. A porszívónknak szintén 12 V DC porszívónak kell lennie. Ha zavart abban, hogy hol lehet ilyet szerezni, akkor látogasson el az eBay-re vagy az Amazon-ra az autómosó porszívókhoz.
Ugyanazt fogjuk használni, mint a fenti képen látható.
Motorvezérlő (L293D):
A motorvezérlő egy közbenső modul az Arduino és a Motor között. Az Arduino mikrovezérlő ugyanis nem képes ellátni a motor működéséhez szükséges áramot, és csak 40 mA-t tud táplálni, ennélfogva nagyobb áram felvétele véglegesen károsítja a vezérlőt. Tehát elindítjuk a motorvezérlőt, amely viszont irányítja a motort.
Mi lesz ezzel L293D Motor Driver IC, amely képes ellátni akár 1A, ezért ezt a sofőr lesz az információt Arduino, és a motor a kívánt módon működik.
Ez az!! Megadtam a döntő fontosságú információk nagy részét, de mielőtt elkezdenénk a robot felépítését, ajánlott átnézni az L293D és az Arduino adatlapját. Ha bármilyen kétsége van vagy problémája van, lépjen kapcsolatba velünk a megjegyzés részben.
A robot építése és tesztelése:
A porszívó a legfontosabb eleme a robot elhelyezésének. Dőlt szögben kell elhelyezni, amint az a képen látható, hogy megfelelő vákuumot biztosítson. A porszívót nem az Arduino vezérli. Miután bekapcsolta a robotot, a vákuum is be van kapcsolva.
A robotunk megépítésének egyik fárasztó folyamata a fatermékek. Faragnunk kell a fánkat és furatokat kell fúrnunk az érzékelők és a porszívó elhelyezéséhez.
Javasoljuk, hogy a motor és a motorvezérlő elrendezése előtt, az érzékelők csatlakoztatása előtt tesztelje a robotot a következő kóddal:
void setup () {Soros.kezdés (9600); pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); pinMode (12, OUTPUT); } void loop () {delay (1000); Soros.nyomtatás ("előre"); digitalWrite (9, HIGH); digitalWrite (10, LOW); digitalWrite (11, HIGH); digitalWrite (12, LOW); késés (500); Soros.nyomtatás ("visszafelé"); digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, HIGH); digitalWrite (11, LOW); digitalWrite (12, HIGH); }
Ha minden rendben működik, akkor csatlakoztathatja az érzékelőket az Arduino-hoz az áramköri ábra szerint, és használhatja a végén megadott teljes kódot. Amint láthatja, egy ultrahangos érzékelőt szereltem elé, és két IR érzékelőt a robot mindkét oldalára. A hűtőbordát fel kell szerelni az L293D-re, hátha az IC gyorsan felmelegszik.
Hozzáadhat néhány ehhez hasonló extra részt is
Ez egy elsöprő elrendezés, amely az elülső rész mindkét végén elhelyezhető, amely a port az oldalak mentén a szívótérbe tolja.
Továbbá, akkor is van lehetőség, hogy egy kisebb változata ez porszívórendszerek Robot , mint ez
Ez a kisebb robot kartonból készül és ATMega16 fejlesztő táblán fut. A porszívó részét egy BLDC ventilátor használatával és dobozba zárva készítették el. Ezt elfogadhatja, ha alacsony költségvetést szeretne tartani. Ez az ötlet is működik, de nem hatékony.
Kördiagramm:
Ennek a porszívó robotnak a kódja az alábbi Kód szakaszban található. Miután a kapcsolat létrejött és a program az Arduino programba került, robotja készen áll a cselekvésre. A kód működését a megjegyzések segítségével magyarázzák. Ha látni szeretné ezt a robotot működés közben, nézze meg az alábbi videót.
Továbbá tervezem az alkatrészek teljes 3D nyomtatását a következő verziójában. Néhány hűvös funkciót és összetett algoritmust is hozzá fogok adni, hogy az a szőnyeg teljes területét lefedje, könnyen kezelhető és kompakt méretű legyen. Tehát figyelj a jövőbeni frissítésekre.