Bok, momci, jeste li novak u svijetu robotike ili elektronike? ILI Tražite li jednostavan, ali moćan projekt kojim biste impresionirali svoje prijatelje i učitelje? Onda je ovo mjesto.
U ovom projektu koristit ćemo snagu ugrađenih sustava i elektronike kako bismo napravili vlastitog robota koji bi nam mogao pomoći u održavanju urednog i urednog doma ili radnog mjesta. Ovaj je robot jednostavan usisavač na četiri kotača koji istovremeno može pametno izbjeći prepreke i usisati pod. Ideja je nadahnuta poznatim usisavačem Robot Roomba koji je prikazan na donjoj slici.
Naša je ideja izraditi jednostavnog robota iz početka, koji automatski može izbjeći prepreke tijekom čišćenja poda. Vjerujte mi ljudi zabavno je !!
Potreban materijal i komponente:
U redu, sada imamo na umu Ideju o našem automatskom robotu za čišćenje poda i znamo na čemu smo. Pa pogledajmo odakle bismo trebali započeti svoje izvršenje. Da bismo izradili robota naše ideje, prvo bismo se trebali odlučiti za sljedeće:
- Tip mikrokontrolera
- Potrebni senzori
- Potrebni motori
- Materijal šasije robota
- Kapacitet baterije
Sada, dopustite nam da odlučimo o svakoj od gore spomenutih točaka. Na ovaj će vam način biti korisno ne samo da napravite ovog robota za čišćenje doma već i bilo koje druge robote koji pogađaju vašu maštu.
Tip mikrokontrolera:
Odabir mikrokontrolera vrlo je važan zadatak, jer će ovaj kontroler djelovati kao mozak vašeg robota. Većina projekata „uradi sam“ napravljeni su oko Arduina i Raspberry Pi, ali ne moraju biti isti. Ne postoji određeni mikrokontroler na kojem možete raditi. Sve ovisi o zahtjevu i cijeni.
Poput tableta ne može se dizajnirati na 8-bitnom mikrokontroleru i ne vrijedi koristiti ARM cortex m4 za dizajn elektroničkog kalkulatora.
Izbor mikrokontrolera u potpunosti ovisi o zahtjevima proizvoda:
1. Prvo se identificiraju tehnički zahtjevi poput broja potrebnih I / O pinova, veličine bljeskalice, broja / vrste komunikacijskih protokola, bilo kakvih posebnosti itd.
2. Zatim se bira popis kontrolera prema tehničkim zahtjevima. Ovaj popis sadrži kontrolere različitih proizvođača. Dostupni su mnogi kontrolori specifični za aplikaciju.
3. Tada se kontroler finalizira na temelju cijene, dostupnosti i podrške proizvođača.
Ako ne želite puno dizati teške ruke i samo želite naučiti osnove mikrokontrolera, a zatim kasnije duboko ući u to, tada možete odabrati Arduino. U ovom ćemo projektu koristiti Arduino. Prethodno smo stvorili mnoge vrste robota koristeći Arduino:
- DTMF kontrolirani robot koji koristi Arduino
- Robot sljedbenik crte koji koristi Arduino
- Robot upravljan računalom pomoću Arduina
- WiFi kontrolirani robot koji koristi Arduino
- Robot zasnovan na akcelerometru koji kontrolira gesta pomoću Arduina
- Automobil s igračkama kojim upravlja Bluetooth pomoću Arduina
Potrebni senzori:
Na tržištu je dostupno puno senzora, od kojih svaki ima svoju upotrebu. Svaki robot dobiva ulaz putem senzora, on djeluje kao osjetni organi za robota. U našem slučaju naš bi robot trebao biti u stanju prepoznati prepreke i izbjeći ih.
Postoji mnogo drugih hladnih senzora koje ćemo koristiti u budućim projektima, ali ostanimo fokusirani na IR senzoru i SAD-u (ultrazvučni senzor) jer će ova dva tipa pružiti viziju našem robo-automobilu. Ovdje pogledajte rad IR senzora. Ispod se prikazuju slike modula IR senzora i ultrazvučnog senzora:
Ultrazvučni senzor sastoji se od dva kružna oka od kojih se jedno koristi za prijenos američkog signala, a drugo za primanje američkih zraka. Vrijeme koje zrakama treba da se prenose i prime natrag izračunava mikrokontroler. Budući da su vrijeme i brzina zvuka poznati, udaljenost možemo izračunati prema sljedećim formulama.
- Udaljenost = Vrijeme x Brzina zvuka podijeljeno s 2
Vrijednost se dijeli s dva jer zraka putuje naprijed i natrag pokrivajući istu udaljenost. Ovdje je dano detaljno objašnjenje korištenja ultrazvučnog senzora.
Potrebni motori:
Postoji dosta motora koji se koriste u području robotike, a najčešće se koriste Stepper i Servo motori. Budući da ovaj projekt nema komplicirane aktuatore ili rotacijski koder, koristit ćemo uobičajeni PMDC motor. Ali naša je baterija pomalo glomazna i teška, pa zato koristimo četiri motora za pogon našeg robota, a sva četiri su isti PMDC motori. No poželjno je postaviti koračne i servo motore nakon što se udobno prilagodite PMDC motorima.
Materijal šasije robota:
Kao studentu ili hobiju najteži dio izrade robota je pripremiti šasiju našeg robota. Problem je u dostupnosti alata i materijala. Najidealniji materijal za ovaj projekt bit će akril, ali za rad s njim trebaju bušilice i drugi alati. Stoga je odabrano drvo na kojem svi mogu s lakoćom raditi na njemu.
Ovaj je problem potpuno nestao s terena nakon uvođenja 3D printera. Planiram jednog dana 3D ispisati dijelove i upotpuniti vas ljude istim. Zato za sada iskoristimo drvene listove za izradu našeg robota.
Kapacitet baterije:
Odabir kapaciteta baterije trebao bi biti naš posljednji dio posla, jer to isključivo ovisi o vašoj šasiji i motorima. Ovdje bi naša baterija trebala voziti usisavač koji crpi oko 3-5A i četiri PMDC motora. Stoga ćemo trebati tešku bateriju. Odabrao sam 12V 20Ah SLAB (zatvorenu olovnu kiselinsku bateriju) i prilično glomazan, zbog čega je naš robot dobio četiri PMDC motora kako bi povukao ovog glomaznog tipa.
Sad kad smo odabrali sve naše Potrebne komponente, dopuštamo ih popis
- Drveni listovi za šasiju
- IR i američki senzori
- Usisavač koji radi na istosmjernu struju
- Arduino Uno
- 12V 20Ah baterija
- IC vozača motora (L293D)
- Radni alati
- Spajanje žica
- Oduševljena energija za učenje i rad.
Većina naših komponenata pokrivena je gornjim opisom, a objašnjenja ću objasniti u nastavku.
DC usisavač:
Budući da naš robot radi na 12V 20Ah DC sustavu. Naš usisavač trebao bi biti i usisavač s istosmjernom strujom od 12 V. Ako ste zbunjeni gdje je možete pronaći, posjetite eBay ili Amazon za usisavače za čišćenje automobila.
Koristit ćemo isto kao što je prikazano na gornjoj slici.
Vozač motora (L293D):
Vozač motora je srednji modul između Arduina i motora. To je zato što Arduino mikrokontroler neće moći isporučiti struju potrebnu da motor radi, a može isporučiti samo 40 mA, pa će povlačenjem više struje trajno oštetiti regulator. Dakle, mi pokrećemo vozač motora koji zauzvrat upravlja motorom.
Koristit ćemo L293D IC upravljački program koji će moći napajati do 1A, stoga će ovaj upravljački program podatke dobiti od Arduina i omogućiti motor da radi po želji.
To je to!! Dao sam većinu ključnih informacija, ali prije nego što započnemo s izradom robota, preporučljivo je pregledati tablicu podataka L293D i Arduino. Ako imate bilo kakvih sumnji ili problema, možete nas kontaktirati putem odjeljka za komentare.
Izgradnja i ispitivanje robota:
Usisavač je najvažniji dio smještaja Robota. Mora se postaviti pod nagnutim kutom kako je prikazano na slici, tako da može pružiti pravilno vakuumsko djelovanje. Usisavačem ne upravlja Arduino. Jednom kada uključite robota, uključuje se i vakuum.
Jedan naporan postupak gradnje našeg robota su drveni radovi. Moramo isklesati drvo i izbušiti rupe za postavljanje senzora i usisavača.
Preporučuje se testiranje vožnje vašeg robota sa sljedećim kodom nakon što uredite motor i vozač motora, prije nego što povežete senzore.
void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (9, IZLAZ); pinMode (10, IZLAZ); pinMode (11, IZLAZ); pinMode (12, IZLAZ); } void loop () {delay (1000); Serial.print ("naprijed"); digitalWrite (9, VISOKO); digitalWrite (10, LOW); digitalWrite (11, VISOKO); digitalWrite (12, LOW); kašnjenje (500); Serial.print ("unatrag"); digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, VISOKO); digitalWrite (11, LOW); digitalWrite (12, VISOKO); }
Ako sve funkcionira u redu, možete povezati senzore s Arduinom kao što je prikazano na shemi spojeva i upotrijebiti puni kod naveden na kraju. Kao što vidite, montirao sam ultrazvučni senzor na prednju stranu i dva IR senzora s obje strane robota. Hladnjak je postavljen na L293D samo u slučaju da se IC brzo zagrije.
Možete dodati i nekoliko dodatnih dijelova poput ovog
Ovo je uređaj za pometanje koji se može postaviti na oba kraja prednjeg dijela koji će potiskivati prašinu uz bočne strane u područje usisavanja.
Dalje, također imate mogućnost napraviti manju verziju ovog robota za usisavanje poput ovog
Ovaj manji robot izrađen je na kartonu i radi na razvojnoj ploči ATMega16. Dio usisavača izveden je pomoću BLDC ventilatora i zatvoren u kutiju. To možete usvojiti ako želite zadržati nizak proračun. Ova ideja također djeluje, ali nije učinkovita.
Kružni dijagram:
Kôd ovog robota za usisavač možete pronaći u odjeljku s kodovima ispod. Nakon što se veza izvrši i program baci u Arduino, vaš je robot spreman za akciju. Rad koda objašnjava se pomoću komentara. Ako ovog robota želite vidjeti na djelu, pogledajte video u nastavku.
Nadalje, također planiram potpuno isprintati 3D dijelove u sljedećoj verziji. Također ću dodati nekoliko sjajnih značajki i složenih algoritama tako da pokriva cijelo područje tepiha i bude jednostavan za rukovanje i kompaktne veličine. Stoga pratite buduća ažuriranja.