Ugunsdzēšanas robots: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šajā projektā mēs izveidosim ugunsdzēsības robotu, kurš dzen liesmu un nodzēš to, pūšot no tā ventilatoru.

Kad esat pabeidzis šo projektu, jūs zināt, kā lietot liesmas sensorus ar PICO, kā nolasīt to izejas vērtību un kā rīkoties, kā arī izmantot Darlingtona sensorus ar līdzstrāvas motoriem un kā tos vadīt. Tas, protams, kopā ar ļoti foršu ugunsdzēsības robotu.

Piegādes

• PICO
• Liesmas sensors
• Mazs līdzstrāvas motors
• Mazais propelleris
• L298N H tilta motora vadītājs
• PCA9685 12 bitu 16 kanālu PWM draiveris
• 2WD robotu šasijas komplekts
• Mini maizes dēlis
• Jumper vadi
• Skrūves un uzgriežņi

1. darbība: Liesmas sensora pievienošana PICO

Sāksim ar mūsu ugunsdzēsības robota vissvarīgāko daļu, kas ir spēja atklāt ugunsgrēkus, kad tie notiek. Tāpēc mēs sāksim ar sastāvdaļām, kas ir atbildīgas par ugunsgrēka atklāšanu, bet pirms to darīsim, savāksim savu 2WD robotu šasijas komplektu, jo uz tā pamata veidosim savu robotu.

Šajā projektā mēs izmantosim 3 liesmas sensorus, un mēs liksim robotam pārvietoties neatkarīgi, izmantojot savus rādījumus, un mēs novietosim šos sensorus robota šasijas vidū, kreisajā un labajā pusē. Un tie tiks novietoti tā, lai būtu iespēja precīzi noteikt liesmas avotu un nodzēst to.

Pirms sākam lietot liesmas sensorus, parunāsim par to darbību: liesmas sensora moduļi galvenokārt ir izgatavoti no infrasarkanā uztvērēja gaismas diodēm, kas spēj noteikt liesmas izstaroto infrasarkano gaismu un nosūtīt datus kā digitālo vai analogo ieeju. gadījumā mēs izmantosim liesmas sensoru, kas sūta digitālo izeju.

Liesmas sensora moduļa tapas:

• VCC: pozitīvs 5 volti, savienots ar PICO VCC tapu.
• GND: negatīva tapa, savienota ar PICO GND tapu.
• D0: digitālā izvades tapa, kas savienota ar vēlamo PICO ciparu.

Tagad savienosim to ar mūsu PICO, lai pārbaudītu mūsu vadu un koda loģiku, lai pārliecinātos, ka viss darbojas pareizi. Liesmas sensoru pievienošana ir ļoti vienkārša, vienkārši pievienojiet sensoru VCC un GND attiecīgi VCC un PICO GND, pēc tam pievienojiet izejas tapas šādi:

• D0 (labais liesmas sensors) → A0 (PICO)
• D0 (vidējais liesmas sensors) → A1 (PICO)
• D0 (kreisās liesmas sensors) → A2 (PICO)

2. darbība. PICO kodēšana ar liesmas sensoriem

Tagad, kad mūsu liesmas sensori ir savienoti ar PICO, sāksim kodēt, lai mēs zinātu, kura liesmas sensora priekšā ir liesma un kura nav.

Koda loģika:

• Iestatiet PICO A0, A2 un A3 tapas kā IEVADES tapas
• Izlasiet katru sensora izejas vērtību
• Izdrukājiet katru sensora izejas vērtību sērijas monitorā, lai mēs varētu noteikt, vai viss darbojas pareizi.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka mūsu sensoriem ir zems rādījums "0", kad tie jūt uguni, un augsts rādītājs "1", ja tie nejūt uguni.

Lai pārbaudītu savu kodu, atveriet seriālo monitoru un paskatieties, kā tas mainās, kad priekšā ir uguns, salīdzinot ar to, kad tas notiek. Pievienotajos attēlos ir rādījumi, lai liesmas nebūtu vispār, un vienas liesmas rādījumi vidējā sensora priekšā.

3. darbība: ventilatora pievienošana

Lai ugunsdzēsības robots būtu efektīvs, tam jābūt spējīgam dzēst uguni, un tam mēs izveidosim ventilatoru, kura mērķis ir uguns un to nodzēst. Un mēs izveidosim šo ventilatoru, izmantojot nelielu līdzstrāvas motoru ar uzstādītu dzenskrūvi.

Tātad, sāksim, savienojot mūsu līdzstrāvas motorus. Līdzstrāvas motoriem ir augsts strāvas patēriņš, tāpēc mēs nevaram tos tieši savienot ar mūsu PICO, jo tas var piedāvāt tikai 40 mA uz vienu GPIO tapu, savukārt motoram ir nepieciešami 100 mA. Tāpēc, lai to savienotu, mums jāizmanto tranzistors, un mēs izmantosim TIP122 tranzistoru, jo mēs varam to izmantot, lai palielinātu mūsu PICO nodrošināto strāvu līdz motoram vajadzīgajam daudzumam.

Mēs pievienosim līdzstrāvas motoru un ārējo "PLACE HOLDER" akumulatoru, lai nodrošinātu motoru ar nepieciešamo jaudu, nekaitējot mūsu PICO.

Līdzstrāvas motors jāpievieno šādi:

• Bāzes tapa (TIP122) → D0 (PICO)
• Kolektora tapa (TIP122) → Līdzstrāvas motora vads "Līdzstrāvas motoriem nav polaritātes, tāpēc nav svarīgi, kurš vads"
• Emitētāja tapa (TIP122) → GND
• Līdzstrāvas motora vads ir tukšs → Ārējā akumulatora pozitīvais (sarkanais vads)

Neaizmirstiet savienot akumulatora GND ar PICO GND, it kā tas nebūtu pievienots, ķēde nedarbosies vispār

Ventilatora koda loģika: kods ir ļoti vienkāršs, mēs vienkārši mainīsim kodu, kas mums jau ir jāieslēdz, kad vidējā sensora rādījums ir augsts, un izslēdzam ventilatoru, kad vidējā sensora rādījums ir zems.

4. solis: Automobiļu motoru savienošana

Tagad, kad mūsu robots var atklāt ugunsgrēkus un dzēst tos ar ventilatoru, kad uguns atrodas tieši tā priekšā. Ir pienācis laiks dot robotam iespēju pārvietoties un novietot to tieši uguns priekšā, lai tas varētu to nodzēst. Mēs jau izmantojam mūsu 2WD robotu šasijas komplektu, kas ir aprīkots ar 2 pārnesumiem, kurus mēs izmantosim.

Lai varētu kontrolēt līdzstrāvas motora darbības ātrumu un virzienu, jāizmanto L298N H-tilta motora draiveris, kas ir motora vadītāja modulis, kas spēj kontrolēt motora darbības ātrumu un virzienu, ar iespēju barot motorus no ārēja barošanas avota.

L298N motora vadītājam ir nepieciešamas 4 digitālās ieejas, lai kontrolētu motora rotācijas virzienu, un 2 PWM ieejas, lai kontrolētu motora rotācijas ātrumu. Bet diemžēl PICO ir tikai viena PWM izejas tapa, kas nevar kontrolēt gan motora griešanās virzienu, gan ātrumu. Šeit mēs izmantojam PCA9685 PWM tapas paplašināšanas moduli, lai palielinātu PICO PWM atbilstoši mūsu vajadzībām.

Elektroinstalācija tagad kļuva nedaudz sarežģītāka, jo mēs savienojam 2 jaunus motorus kopā ar 2 moduļiem, lai tos kontrolētu. Bet tas nebūs problēma, ja izpildīsit norādītās shēmas un darbības:

Sāksim ar PCA9685 PWM moduli:

• Vcc (PCA9685) → Vcc (PICO)
• GND (PCA9685) → GND
• SDA ((PCA9685) → D2 (PICO)
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)

Tagad pievienosim L298N motora draivera moduli:

Sāksim, pievienojot to mūsu strāvas avotam:

• +12 (L298N modulis) → Pozitīvs sarkanais vads (akumulators)
• GND (L298N modulis) → GND

Lai kontrolētu motora griešanās virzienu:

• In1 (L298N modulis) → PWM 0 kontakts (PCA9685)
• In2 (L298N modulis) → PWM 1 tapa (PCA9685)
• In3 (L298N modulis) → PWM 2 kontakti (PCA9685)
• In4 (L298N modulis) → PWM 3 kontakti (PCA9685)

Lai kontrolētu motora rotācijas ātrumu:

• enableA (L298N modulis) → PWM 4 pin (PCA9685)
• enableB (L298N modulis) → PWM 5 pin (PCA9685)

L298N motora draiveris var izvadīt regulētu +5 voltu spriegumu, ko mēs izmantosim, lai ieslēgtu mūsu PICO:

+5 (L298N modulis) → Vin (PICO)

Nepievienojiet šo tapu, ja PICO tiek ieslēgts, izmantojot USB

Tagad, kad mums ir viss savienots, mēs ieprogrammēsim robotu, lai tas pārvietotos tieši pret liesmu un ieslēgtu ventilatoru.

5. darbība: koda pabeigšana

Tagad, kad mums viss ir pareizi savienots, ir pienācis laiks to kodēt, lai tas arī darbotos. Un mēs vēlamies, lai mūsu kods to paveiktu:

Ja tas sajūt uguni tieši uz priekšu (vidējais sensors sajūt uguni), tad robots virzās pa labi pret to, līdz sasniedz noteikto attālumu un ieslēdz ventilatoru

Ja tas uztver uguni robota labajā pusē (labais sensors uztver uguni), tad robots griežas, līdz uguns ir tieši robota priekšā (vidējais sensors), tad virzās uz to, līdz sasniedz noteikto attālumu un ieslēdz ventilatoru

Ja tas sajūt uguni robota kreisajā pusē, tas darīs tāpat kā iepriekš. Bet tas pagriezīsies pa kreisi, nevis pa labi.

Un, ja tas vispār nejūt ugunsgrēku, visi sensori izvadīs HIGH vērtību, apturot robotu.

6. solis: esat pabeidzis

Šajā projektā mēs esam iemācījušies nolasīt sensora izeju un rīkoties atkarībā no tā, kā izmantot Dārlingtonas tranzistoru ar līdzstrāvas motoriem un kā vadīt līdzstrāvas motorus. Un mēs izmantojām visas savas zināšanas, lai izveidotu ugunsdzēšanas robotu kā lietojumprogrammu. Kas ir diezgan forši x)

Lūdzu, nevilcinieties uzdot visus jautājumus, kas jums varētu rasties, komentāros vai mūsu vietnē mellbell.cc. Un, kā vienmēr, turpiniet gatavot:)