Sveiki, vaikinai, ar esate naujokas robotikos ar elektronikos pasaulyje? ARBA Ar ieškote paprasto, bet galingo projekto, kad sužavėtumėte savo draugus ir mokytojus? Tada tai yra ta vieta.
Šiame projekte mes panaudosime įterptųjų sistemų ir elektronikos galią, kad sukurtume savo robotą, kuris galėtų padėti išlaikyti tvarkingą ir tvarkingą namų ar darbo vietą. Šis robotas yra paprastas keturių ratų dulkių siurblys, kuris tuo pačiu metu gali protingai išvengti kliūčių ir išsiurbti grindis. Idėją įkvėpė garsus dulkių siurblys „ Robot Roomba“, parodytas žemiau esančiame paveikslėlyje.
Mūsų idėja yra pagaminti paprastą robotą nuo nulio, kuris automatiškai gali išvengti kliūčių valant grindis. Patikėk manimi žmonės tai smagu !!
Reikalinga medžiaga ir komponentai:
Gerai, todėl dabar turime omenyje mūsų automatinio grindų valymo roboto idėją ir žinome, ką darome. Taigi pažiūrėkime, kur turėtume pradėti savo egzekuciją. Norėdami sukurti savo idėjos robotą, pirmiausia turėtume nuspręsti dėl šių dalykų:
- Mikrovaldiklio tipas
- Būtini jutikliai
- Reikalingi varikliai
- Roboto važiuoklės medžiaga
- Baterijos talpa
Dabar leiskite mums nuspręsti dėl kiekvieno iš aukščiau paminėtų punktų. Tokiu būdu jums bus naudinga ne tik pastatyti šį namų valymo robotą, bet ir kitus robotus, kurie užfiksuoja jūsų vaizduotę.
Mikrovaldiklio tipas:
Mikrovaldiklio pasirinkimas yra labai svarbi užduotis, nes šis valdiklis veiks kaip jūsų roboto smegenys. Dauguma „pasidaryk pats“ projektų yra atliekami aplink „Arduino“ ir „Raspberry Pi“, tačiau nebūtinai turi būti vienodi. Nėra konkretaus mikrovaldiklio, kurį galėtumėte dirbti. Viskas priklauso nuo reikalavimo ir išlaidų.
Kaip planšetinio kompiuterio negalima sukurti naudojant 8 bitų mikrovaldiklį, todėl neverta naudoti ARM cortex m4 kuriant elektroninę skaičiuoklę.
Mikrovaldiklio pasirinkimas visiškai priklauso nuo produkto reikalavimų:
1. Pirmiausia nustatomi techniniai reikalavimai, pvz., Reikalingų įvesties / išvesties kaiščių skaičius, blykstės dydis, ryšio protokolų skaičius / tipas, visos specialios funkcijos ir kt.
2. Tada valdiklių sąrašas parenkamas pagal techninius reikalavimus. Šiame sąraše yra skirtingų gamintojų valdikliai. Yra daug konkrečiai programai skirtų valdiklių.
3. Tada valdiklis yra baigtas, atsižvelgiant į kainą, prieinamumą ir gamintojo palaikymą.
Jei nenorite daug sunkiai kelti ir tiesiog norite išmokti mikrovaldiklių pagrindų, o vėliau gilintis į tai, galite pasirinkti „Arduino“. Šiame projekte mes naudosime „ Arduino“. Anksčiau mes sukūrėme daugybę robotų tipų naudodami „Arduino“:
- DTMF valdomas robotas naudojant „Arduino“
- Linijos sekėjo robotas, naudojant „Arduino“
- Kompiuteriu valdomas robotas naudojant „Arduino“
- „WiFi“ valdomas robotas naudojant „Arduino“
- Akselerometro pagrindu valdomas robotas, valdomas rankomis, naudojant „Arduino“
- „Bluetooth“ valdomas žaislinis automobilis, naudojant „Arduino“
Būtini jutikliai:
Rinkoje yra daugybė jutiklių, kurie kiekvienas turi savo paskirtį. Kiekvienas robotas gauna informaciją per jutiklį, jie veikia kaip jutimo organai robotui. Mūsų atveju mūsų robotas turėtų sugebėti aptikti kliūtis ir jų išvengti.
Yra daug kitų šaunių jutiklių, kuriuos naudosime savo ateities projektuose, tačiau dabar būkime sutelkti dėmesį į IR jutiklį ir JAV (ultragarso jutiklis), nes šie du vaikinai pateiks mūsų roboto automobilio viziją. Čia patikrinkite IR jutiklio veikimą. Žemiau pateikiamos IR jutiklio modulio ir ultragarso jutiklio nuotraukos:
Ultragarsinis jutiklis susideda iš dviejų apskritų akių, iš kurių viena naudojama JAV signalui perduoti, kita - JAV spinduliams priimti. Mikrokontroleris apskaičiuoja laiką, per kurį spinduliai praeina, kad gautų atgal ir gautų atgal. Kadangi garso laikas ir greitis yra žinomi, atstumą galime apskaičiuoti pagal šias formules.
- Atstumas = laikas x garso greitis, padalytas iš 2
Vertė padalijama iš dviejų, nes spindulys juda į priekį ir atgal, įveikdamas tą patį atstumą. Čia pateikiamas išsamus ultragarso jutiklio naudojimo paaiškinimas.
Reikalingi varikliai:
Robotikos srityje yra gana daug variklių, dažniausiai naudojami „Stepper“ ir „Servo“ varikliai. Kadangi šiame projekte nėra jokių sudėtingų pavarų ar sukamojo kodavimo įrenginio, mes naudosime įprastą PMDC variklį. Tačiau mūsų akumuliatorius yra šiek tiek didelių gabaritų ir sunkus, todėl mes naudojame keturis variklius, kad vairuotume savo robotą, visi keturi yra tie patys PMDC varikliai. Bet patartina naudoti stepper ir servo variklius, kai jums patiks PMDC varikliai.
Roboto važiuoklės medžiaga:
Kaip studentui ar mėgėjui, sunkiausia robotą gaminti yra paruošti mūsų roboto važiuoklę. Problema yra įrankių ir medžiagų prieinamumas. Idealiausia šio projekto medžiaga bus akrilas, tačiau norint dirbti su juo reikia gręžtuvų ir kitų įrankių. Taigi mediena pasirenkama taip, kad visi galėtų ja lengvai dirbti.
Įvedus 3D spausdintuvus, ši problema visiškai išnyko. Aš planuoju kada nors 3D dalis atspausdinti ir atnaujinti jus, žmones, tuo pačiu. Taigi kol kas panaudokime medinius lakštus savo robotui kurti.
Baterijos talpa:
Akumuliatoriaus talpos pasirinkimas turėtų būti paskutinė mūsų darbo dalis, nes tai priklauso tik nuo jūsų važiuoklės ir variklių. Čia mūsų akumuliatorius turėtų valdyti dulkių siurblį, kuris pritraukia apie 3-5A ir keturis PMDC variklius. Taigi mums reikės sunkios baterijos. Aš pasirinkau 12V 20Ah SLAB (sandarią švino rūgšties bateriją) ir gana didelę, todėl mūsų robotas gauna keturis PMDC variklius, kad ištrauktų šį didelių gabaritų vaikiną.
Dabar, kai mes pasirinkome visus reikalingus komponentus, galime juos išvardyti
- Mediniai važiuoklės lakštai
- IR ir JAV jutikliai
- Dulkių siurblys, veikiantis nuolatine srove
- Arduino Uno
- 12V 20Ah baterija
- Variklio vairuotojo IC (L293D)
- Darbo įrankiai
- Jungiamieji laidai
- Entuziastinga energija mokytis ir dirbti.
Daugelis mūsų komponentų yra aprašyti aukščiau pateiktame aprašyme, aš paaiškinsiu žemiau pateiktus trūkumus.
DC dulkių siurblys:
Kadangi mūsų robotas veikia su 12V 20Ah DC sistema. Mūsų vakuumas taip pat turėtų būti 12 V nuolatinės srovės dulkių siurblys. Jei nesuprantate, kur jį įsigyti, galite apsilankyti „eBay“ ar „Amazon“ dulkių siurblių valymo mašinose.
Mes naudosime tą patį, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.
Variklio vairuotojas (L293D):
Variklio tvarkyklė yra tarpinis modulis tarp „Arduino“ ir „Motor“. Taip yra todėl, kad „Arduino“ mikrovaldiklis negalės tiekti srovės, reikalingos varikliui veikti, ir gali tiekti tik 40mA, taigi, ištraukus didesnę srovę, valdiklis bus visam laikui sugadintas. Taigi mes įjungiame variklio vairuotoją, kuris savo ruožtu valdo variklį.
Mes naudosime L293D variklio tvarkyklę IC, kuri galės tiekti iki 1A, taigi šis vairuotojas gaus informaciją iš „Arduino“ ir privers variklį veikti kaip norima.
Viskas!! Pateikiau daugumą svarbiausios informacijos, tačiau prieš pradedant kurti robotą, rekomenduojama perskaityti L293D ir „Arduino“ duomenų lapą. Jei turite kokių nors abejonių ar problemų, galite susisiekti su mumis per komentarų skiltį.
Roboto sukūrimas ir išbandymas:
Dulkių siurblys yra svarbiausia vieta, kur reikia įdėti robotą. Jį reikia pastatyti pasvirusiu kampu, kaip parodyta paveikslėlyje, kad būtų užtikrintas tinkamas vakuuminis veikimas. Dulkių siurblio nevaldo „Arduino“. Įjungus robotą įsijungia ir vakuumas.
Vienas varginantis mūsų roboto kūrimo procesas yra mediniai darbai. Turime iškirpti medieną ir išgręžti skylutes, kad būtų galima įdėti jutiklius ir dulkių siurblį.
Prieš sujungdami jutiklius, sutvarkę variklį ir variklio tvarkyklę, rekomenduojama išbandyti važiavimą savo robotu su šiuo kodu.
negaliojanti sąranka () {Serial.begin (9600); pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); pinMode (12, OUTPUT); } void loop () {delsa (1000); Serial.print („pirmyn“); „digitalWrite“ (9, HIGH); „digitalWrite“ (10, LOW); „digitalWrite“ (11, HIGH); „digitalWrite“ (12, LOW); vėlavimas (500); Serial.print („atgal“); „digitalWrite“ (9, LOW); „digitalWrite“ (10, HIGH); „digitalWrite“ (11, LOW); „digitalWrite“ (12, HIGH); }
Jei viskas gerai, galite prijungti jutiklius prie „ Arduino“, kaip parodyta grandinės schemoje, ir naudoti visą kodą, pateiktą pabaigoje. Kaip matote, aš sumontavau ultragarso jutiklį priekyje ir du IR jutiklius iš abiejų roboto pusių. Radiatorius pritvirtintas prie L293D tik tuo atveju, jei IC greitai įkaista.
Taip pat galite pridėti keletą papildomų dalių, tokių kaip ši
Tai yra šlavimo įrenginys, kuris gali būti dedamas ant abiejų priekinės dalies galų, kuris iš šonų įstums dulkes į siurbimo zoną.
Be to, jūs taip pat turite padaryti yra galimybė mažesnę versiją šio Dulkių Robotas , kaip tai
Šis mažesnis robotas pagamintas iš kartono ir veikia ATMega16 kūrimo plokštėje. Dulkių siurblio dalis buvo padaryta naudojant BLDC ventiliatorių ir uždaryta dėžutėje. Galite tai patvirtinti, jei norite, kad jūsų biudžetas būtų mažas. Ši idėja taip pat veikia, tačiau ji nėra efektyvi.
Grandinės schema:
Šio dulkių siurblio roboto kodą galite rasti žemiau esančiame Kodo skyriuje. Kai ryšys bus atliktas ir programa bus įtraukta į „Arduino“, jūsų robotas bus pasirengęs pradėti veikti. Kodo veikimas paaiškinamas naudojant komentarus. Jei norite, kad šis robotas veiktų, peržiūrėkite toliau pateiktą vaizdo įrašą.
Be to, aš taip pat planuoju visiškai išspausdinti dalis kitoje versijoje. Taip pat ketinu pridėti keletą šaunių funkcijų ir sudėtingų algoritmų, kad jis apimtų visą kilimo plotą, būtų lengvai valdomas ir kompaktiškas. Taigi sekite naujienas ateityje.