Kumusta mga tao, ikaw ba ay isang newbie sa mundo ng Robotics o Electronic? O Naghahanap ka ba ng isang simple ngunit malakas na proyekto upang mapahanga ang iyong mga kaibigan at guro? Pagkatapos ito ang lugar.
Sa proyektong ito gagamitin namin ang lakas ng Embedded Systems at Electronics upang makagawa ng aming sariling robot na maaaring makatulong sa amin na mapanatili ang aming bahay o lugar ng trabaho na maayos at malinis. Ang robot na ito ay simpleng apat na may gulong Vacuum Cleaner na maaaring matalino maiwasan ang mga hadlang at i-vacuum ang sahig nang sabay. Ang ideya ay inspirasyon ng sikat na vacuum cleaner ng Robot Roomba na ipinakita sa imahe sa ibaba.
Ang aming Idea ay upang makagawa ng isang simpleng robot mula mismo sa simula na maaaring awtomatikong maiwasan ang mga hadlang habang nililinis ang sahig. Tiwala sa akin mga tao masaya ito !!
Kinakailangan na Materyal at Mga Bahagi:
Okay kaya ngayon nasa isip namin ang Idea ng aming Awtomatikong Paglilinis ng Robot at alam namin kung ano ang aming inaasahan. Kaya't tingnan natin kung saan dapat nating simulan ang ating pagpapatupad. Upang makabuo ng isang robot ng aming ideya kakailanganin muna naming magpasya sa mga sumusunod:
- Uri ng Microcontroller
- Kailangan ng mga sensor
- Kailangan ng mga motor
- Materyal ng chassis ng robot
- Kapasidad ng baterya
Ngayon, hayaan nating magpasya sa bawat isa sa mga nabanggit na puntos. Sa ganitong paraan magiging kapaki-pakinabang para sa iyo na hindi lamang itayo ang robot sa paglilinis ng bahay kundi pati na rin ang anumang iba pang mga robot na tumatanggap sa iyong imahinasyon.
Uri ng Microcontroller:
Ang pagpili ng Microcontroller ay isang napakahalagang gawain, dahil ang tagakontrol na ito ay kikilos bilang utak ng iyong robot. Karamihan sa mga proyekto ng DIY ay ginawa sa paligid ng Arduino at Raspberry Pi, ngunit hindi dapat maging pareho. Walang tiyak na Microcontroller na maaari mong paganahin. Ang lahat ay nakasalalay sa kinakailangan at gastos.
Tulad ng isang Tablet ay hindi maaaring idisenyo sa 8 bit Microcontroller at walang halaga ng paggamit ng ARM cortex m4 upang magdisenyo ng isang elektronikong calculator.
Ang pagpili ng microcontroller ay ganap na nakasalalay sa mga kinakailangan ng produkto:
1. Una ang mga kinakailangang panteknikal na kinikilala tulad ng bilang ng mga I / O pin na kinakailangan, laki ng flash, numero / uri ng mga protocol sa komunikasyon, anumang mga espesyal na tampok atbp.
2. Pagkatapos ang listahan ng mga tagakontrol ay napili ayon sa mga kinakailangang teknikal. Naglalaman ang listahang ito ng mga Controller mula sa iba't ibang mga tagagawa. Maraming mga tukoy na application na kontrolado ang magagamit.
3. Kung gayon ang isang magsusupil ay natapos batay sa gastos, pagkakaroon at suporta mula sa tagagawa.
Kung hindi mo nais na gumawa ng maraming mabibigat na pag-aangat at nais mong malaman ang mga pangunahing kaalaman ng mga microcontroller at pagkatapos ay mapunta ka rito, pagkatapos ay maaari kang pumili ng Arduino. Sa proyektong ito gagamit kami ng isang Arduino. Nakalikha kami dati ng maraming uri ng Robots gamit ang Arduino:
- Kinokontrol ng DTMF na Robot gamit ang Arduino
- Line Follower Robot gamit ang Arduino
- Computer Controlled Robot gamit ang Arduino
- Kontroladong WiFi ng Robot gamit ang Arduino
- Kinokontrol na Batas ng Accelerometer na Kamay na Kinokontrol na Robot gamit ang Arduino
- Kinokontrol ng Laruang Kotse ng Bluetooth gamit ang Arduino
Kinakailangan ang Mga Sensor:
Mayroong maraming mga sensor magagamit sa merkado ang bawat isa ay may sariling paggamit. Ang bawat robot ay nakakakuha ng pag-input sa pamamagitan ng isang sensor, kumikilos sila bilang mga sensory organ para sa Robot. Sa aming kaso ang aming robot ay dapat na makakita ng mga hadlang at maiwasan ang mga ito.
Mayroong maraming iba pang mga cool na sensor na gagamitin namin sa aming mga hinaharap na proyekto, ngunit ngayon ipaalam sa amin na manatiling nakatuon sa IR sensor at US (Ultrasonic sensor) dahil ang dalawang taong ito ay magbibigay ng paningin para sa aming robo-car. Suriin ang pagtatrabaho ng IR sensor dito. Sa ibaba nagpapakita ng mga larawan ng IR sensor Module at Ultrasonic Sensor:
Ang Ultrasonic Sensor ay binubuo ng dalawang pabilog na mga mata kung saan ang isa ay ginagamit upang maipadala ang signal ng US at ang isa pa upang makatanggap ng mga sinag ng US. Ang oras na ginugol ng mga ray upang makapaghatid at makatanggap ng pabalik ay kinakalkula ng microcontroller. Ngayon, dahil ang oras at bilis ng tunog ay nalalaman maaari nating kalkulahin ang distansya sa pamamagitan ng mga sumusunod na pormula.
- Distansya = Oras x Bilis ng Tunog na hinati ng 2
Ang halaga ay nahahati sa dalawa dahil ang sinag ay naglalakbay pasulong at paatras na sumasaklaw sa parehong distansya. Ang detalyadong paliwanag ng paggamit ng Ultrasonic sensor ay ibinibigay dito.
Mga motor na kinakailangan:
Mayroong maraming mga motor na ginamit sa larangan ng robotics na ang pinaka ginagamit ay ang Stepper at Servo motor. Dahil ang proyektong ito ay walang anumang kumplikadong mga actuator o rotary encoder gagamit kami ng isang normal na PMDC Motor. Ngunit ang aming baterya ay medyo malaki at mabigat kaya't gumagamit kami ng apat na motor upang himukin ang aming robot lahat ng apat na magkatulad na mga motor ng PMDC. Ngunit ipinapayong itakda sa mga stepper at servo motor sa sandaling komportable ka sa mga motor ng PMDC.
Materyal ng chassis ng robot:
Bilang isang mag-aaral o libangan ang pinakamahirap na bahagi habang gumagawa ng isang robot ay upang ihanda ang chassis ng aming robot. Ang problema ay ang pagkakaroon ng mga tool at materyal. Ang pinaka-perpektong materyal para sa proyektong ito ay ang Acrylic, ngunit nangangailangan ito ng mga driller at iba pang mga tool upang gumana kasama nito. Samakatuwid ang kahoy ay pinili na ang bawat isa ay maaaring gumana dito nang madali.
Ang problemang ito ay ganap na nawala mula sa patlang matapos ang pagpapakilala ng mga 3D printer. Nagpaplano akong mag-print ng mga bahagi ng 3D balang araw at i-update ang mga tao na may pareho. Kaya sa ngayon gumamit tayo ng mga kahoy na sheet upang mabuo ang aming robot.
Kapasidad ng baterya:
Ang pagpili ng kapasidad ng baterya ay dapat na ang aming huling bahagi ng trabaho dahil ito ay pulos nakasalalay sa iyong mga chassis at motor. Dito dapat magmaneho ang aming baterya ng isang vacuum cleaner na kumukuha ng halos 3-5A at apat na motor na PMDC. Samakatuwid kakailanganin namin ang isang mabigat na baterya. Pinili ko ang 12V 20Ah SLAB (Sealed lead acid na baterya) at ang medyo napakalaking paggawa ng aming robot na makakuha ng apat na mga motor ng PMDC upang hilahin ang napakalaking taong ito.
Ngayong napili namin ang lahat ng aming Mga Kinakailangan na Mga Bahagi hinayaan silang nakalista sa kanila pababa
- Mga sheet na kahoy para sa chassis
- Mga sensor ng IR at US
- Vacuum cleaner na tumatakbo sa kasalukuyang DC
- Arduino Uno
- 12V 20Ah na baterya
- Motor driver IC (L293D)
- Mga tool sa pagtatrabaho
- Mga kumokonekta na mga wire
- Masigasig na enerhiya upang matuto at gumana.
Karamihan sa aming mga bahagi ay sakop sa paglalarawan sa itaas, ipapaliwanag ko ang mga kaliwang pag-outs sa ibaba.
DC vacuum cleaner:
Dahil ang aming robot ay tumatakbo sa isang 12V 20Ah DC system. Ang aming vacuum ay dapat ding maging isang 12V DC vacuum cleaner. Kung nalilito ka kung saan makakakuha ng isa pagkatapos ay maaari mong bisitahin ang eBay o Amazon para sa paglilinis ng mga vacuum cleaner ng kotse.
Gagamitin namin ang katulad ng ipinakita sa larawan sa itaas.
Driver ng motor (L293D):
Ang isang drayber ng motor ay isang panloob na module sa pagitan ng Arduino at ng Motor. Ito ay dahil ang Arduino microcontroller ay hindi magagawang ibigay ang kasalukuyang kinakailangan para sa motor na gumana ito at maibigay lamang ang 40mA, samakatuwid ang pagguhit ng mas maraming kasalukuyang ay permanenteng makapinsala sa controller. Kaya pinapalabas namin ang driver ng motor na siya namang kumokontrol sa motor.
Gumagamit kami ng L293D Motor Driver IC na makakapagtustos ng hanggang sa 1A, samakatuwid ang driver na ito ay makakakuha ng impormasyon mula sa Arduino at gagawing motor ang nais ayon sa ninanais.
Ayan yun!! Nabigyan ko na ang karamihan sa mahahalagang impormasyon ngunit bago namin simulang buuin ang robot inirerekumenda na dumaan sa datasheet ng L293D at Arduino. Kung mayroon kang anumang mga pagdududa o problema maaari kang makipag-ugnay sa amin sa pamamagitan ng seksyon ng komento.
Pagbuo at Pagsubok ng Robot:
Ang Vacuum Cleaner ay ang pinakamahalagang bahagi sa paglalagay ng Robot. Dapat itong ilagay sa ikiling na anggulo tulad ng ipinakita sa larawan, upang makapagbigay ito ng wastong pagkilos ng vacuum. Ang vacuum cleaner ay hindi kinokontrol ng Arduino. Kapag napagana mo na ang robot ang vakum ay nakabukas din.
Ang isang nakakapagod na proseso ng pagbuo ng aming Robot ay ang gawa sa kahoy. Kailangan nating mag-ukit ng aming kahoy at mag-drill ng ilang mga butas upang ilagay ang mga sensor at vacuum cleaner.
Inirerekumenda na Subukan ang iyong Robot gamit ang sumusunod na code sa oras na ayusin mo ang driver ng Motor at Motor, bago ikonekta ang Sensors.
void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); pinMode (12, OUTPUT); } void loop () {pagkaantala (1000); Serial.print ("pasulong"); digitalWrite (9, TAAS); digitalWrite (10, LOW); digitalWrite (11, TAAS); digitalWrite (12, LOW); pagkaantala (500); Serial.print ("paatras"); digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, TAAS); digitalWrite (11, LOW); digitalWrite (12, TAAS); }
Kung ang lahat ay gumagana nang maayos pagkatapos ay maaari mong ikonekta ang mga sensor sa Arduino tulad ng ipinakita sa Circuit Diagram at gamitin ang Buong Code na ibinigay sa dulo. Tulad ng nakikita mong na-mount ko ang isang sensor ng Ultrasonic sa harap at dalawang IR sensor sa magkabilang panig ng robot. Ang heat sink ay nakakabit sa L293D kung sakali na mabilis ang pag-init ng IC.
Maaari ka ring magdagdag ng ilang mga sobrang bahagi tulad ng isang ito
Ito ay isang Pag-aayos ng Pag-aayos ay maaaring mailagay sa magkabilang dulo ng harap na bahagi na itulak ang alikabok sa mga gilid sa lugar ng pagsipsip.
Dagdag dito, mayroon ka ring pagpipilian na gumawa ng isang Mas Maliit na Bersyon ng Robot ng Paglilinis ng Vacuum na tulad nito
Ang mas maliit na Robot na ito ay ginawa sa karton at tumatakbo sa ATMega16 development board. Ang bahagi ng vacuum cleaner ay ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang BLDC fan at nakapaloob sa isang kahon. Maaari mo itong gamitin kung nais mong panatilihing mababa ang iyong badyet. Gumagana din ang ideyang ito ngunit hindi ito mabisa.
Diagram ng Circuit:
Ang Code para sa Vacuum Cleaner Robot na ito ay matatagpuan sa Seksyon ng Code sa ibaba. Kapag tapos na ang koneksyon at ang programa ay itinapon sa Arduino, handa na ang iyong robot na kumilos. Ang pagtatrabaho ng code ay ipinaliwanag gamit ang mga komento. Kung nais mong makita ang robot na ito sa pagkilos, tingnan ang Video sa ibaba.
Dagdag dito, nagpaplano din ako upang ganap na 3D I-print ang mga bahagi sa susunod na bersyon. Magdaragdag din ako ng ilang mga cool na tampok at kumplikadong algorithm upang masakop nito ang buong lugar ng karpet at madaling hawakan at siksik ang laki. Kaya't manatiling nakasubaybay sa mga pag-update sa hinaharap.