Hai kawan-kawan, adakah anda pemula dalam dunia Robotik atau Elektronik? ATAU Adakah anda mencari projek yang ringkas namun hebat untuk membuatkan rakan dan guru anda terkesan? Maka inilah tempatnya.
Dalam projek ini, kami akan menggunakan kekuatan Sistem Tertanam dan Elektronik untuk membuat robot kami sendiri yang dapat membantu kami menjaga rumah atau tempat kerja kami dengan kemas dan rapi. Robot ini adalah Vacuum Cleaner empat roda sederhana yang dapat mengelakkan halangan dan mengosongkan lantai pada masa yang sama. Idea ini diilhamkan oleh pembersih vakum terkenal Robot Roomba yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.
Idea kami adalah membuat robot sederhana dari awal yang secara automatik dapat mengelakkan halangan semasa membersihkan lantai. Percayalah orang-orang itu menyeronokkan !!
Bahan dan Komponen yang Diperlukan:
Baiklah, jadi sekarang kita mempunyai idea mengenai Robot Pembersih Lantai Automatik kita dan kita tahu apa yang kita mahukan. Oleh itu, mari kita lihat di mana kita harus memulakan pelaksanaan kita. Untuk membina robot idea kami, pertama-tama kita perlu memutuskan perkara berikut:
- Jenis mikrokontroler
- Sensor diperlukan
- Motor diperlukan
- Bahan casis robot
- Kapasiti bateri
Sekarang, mari kita memutuskan setiap perkara yang disebutkan di atas. Dengan cara ini akan bermanfaat bagi anda untuk tidak hanya membina robot pembersih rumah ini tetapi juga robot lain yang menyerang imaginasi anda.
Jenis Pengawal Mikro:
Memilih Mikrokontroler adalah tugas yang sangat penting, kerana pengawal ini akan bertindak sebagai otak robot anda. Sebilangan besar projek DIY dibuat di sekitar Arduino dan Raspberry Pi, tetapi tidak semestinya sama. Tidak ada Mikrokontroler khusus yang boleh anda jalankan. Semuanya bergantung pada keperluan dan kos.
Seperti Tablet tidak dapat dirancang pada Mikrokontroler 8 bit dan tidak ada gunanya menggunakan ARM korteks m4 untuk merancang kalkulator elektronik.
Pemilihan mikrokontroler bergantung sepenuhnya pada keperluan produk:
1. Keperluan teknikal pertama dikenal pasti seperti bilangan pin I / O yang diperlukan, saiz kilat, bilangan / jenis protokol komunikasi, sebarang ciri khas dll.
2. Kemudian senarai pengawal dipilih mengikut keperluan teknikal. Senarai ini mengandungi pengawal dari pengeluar yang berbeza. Terdapat banyak pengawal khusus aplikasi.
3. Kemudian pengawal diselesaikan berdasarkan kos, ketersediaan dan sokongan dari pengeluar.
Sekiranya anda tidak mahu melakukan banyak angkat berat dan hanya ingin mempelajari asas-asas mikrokontroler dan kemudian masuk ke dalamnya, maka anda boleh memilih Arduino. Dalam projek ini kita akan menggunakan Arduino. Kami sebelum ini membuat banyak jenis Robot menggunakan Arduino:
- Robot Terkawal DTMF menggunakan Arduino
- Line Follower Robot menggunakan Arduino
- Robot Dikendalikan Komputer menggunakan Arduino
- Robot Terkawal WiFi menggunakan Arduino
- Robot Dikendalikan Gerak Tangan Berasaskan Accelerometer menggunakan Arduino
- Kereta Mainan Terkawal Bluetooth menggunakan Arduino
Sensor diperlukan:
Terdapat banyak sensor yang tersedia di pasaran masing-masing mempunyai penggunaannya sendiri. Setiap robot mendapat input melalui sensor, mereka bertindak sebagai organ deria untuk Robot. Dalam kes kita, robot kita harus dapat mengesan halangan dan menghindarinya.
Terdapat banyak sensor sejuk lain yang akan kami gunakan dalam projek masa depan kami, tetapi sekarang mari kita terus fokus pada sensor IR dan AS (sensor ultrasonik) kerana kedua-dua lelaki ini akan memberikan visi untuk kereta robo kami. Lihat fungsi sensor IR di sini. Di bawah menunjukkan gambar Modul sensor IR dan Sensor Ultrasonik:
Sensor Ultrasonik terdiri dari dua mata bulat di mana satu digunakan untuk menghantar isyarat AS dan yang lain untuk menerima sinar AS. Masa yang diambil oleh sinar untuk dihantar dan diterima dikira oleh mikrokontroler. Sekarang, sejak masa dan kelajuan suara diketahui, kita dapat mengira jarak dengan formula berikut.
- Jarak = Masa x Kelajuan Bunyi dibahagi dengan 2
Nilai dibahagi dua kerana sinar bergerak ke depan dan ke belakang yang meliputi jarak yang sama. Penjelasan terperinci mengenai penggunaan sensor Ultrasonik diberikan di sini.
Motor diperlukan:
Terdapat banyak motor yang digunakan dalam bidang robotik yang paling banyak digunakan adalah motor Stepper dan Servo. Oleh kerana projek ini tidak mempunyai penggerak atau pengekod putar yang rumit, kami akan menggunakan Motor PMDC biasa. Tetapi bateri kami agak besar dan berat maka kami menggunakan empat motor untuk menggerakkan robot kami keempat-empatnya menjadi motor PMDC yang sama. Tetapi disarankan untuk memasang motor stepper dan servo setelah anda selesa dengan motor PMDC.
Bahan casis robot:
Sebagai pelajar atau penggemar bahagian yang paling sukar semasa membuat robot adalah menyiapkan casis robot kita. Masalahnya adalah dengan adanya alat dan bahan. Bahan yang paling sesuai untuk projek ini ialah Acrylic, tetapi memerlukan penggerudi dan alat lain untuk mengusahakannya. Oleh itu kayu dipilih agar semua orang dapat mengusahakannya dengan mudah.
Masalah ini telah hilang sepenuhnya setelah pengenalan pencetak 3D. Saya merancang untuk mencetak bahagian 3D suatu hari nanti dan mengemas kini orang yang sama. Jadi buat masa ini mari kita gunakan kepingan kayu untuk membina robot kita.
Kapasiti bateri:
Memilih kapasiti bateri harus menjadi bahagian terakhir kerja kita kerana bergantung sepenuhnya pada casis dan motor anda. Di sini bateri kita harus menggerakkan pembersih vakum yang menarik kira-kira 3-5A dan empat motor PMDC. Oleh itu, kami memerlukan bateri yang berat. Saya telah memilih 12V 20Ah SLAB (bateri asid plumbum yang disegel) dan ia cukup besar menjadikan robot kami mendapat empat motor PMDC untuk menarik lelaki besar ini.
Sekarang kita telah memilih semua Komponen yang Diperlukan, mari kita senaraikannya
- Lembaran kayu untuk casis
- Sensor IR dan AS
- Pembersih vakum yang menggunakan arus DC
- Arduino Uno
- Bateri 12V 20Ah
- IC pemandu motor (L293D)
- Alat kerja
- Menyambung wayar
- Tenaga yang bersemangat untuk belajar dan bekerja.
Sebilangan besar komponen kami diliputi dalam keterangan di atas, saya akan menerangkan bahagian kiri di bawah.
Pembersih vakum DC:
Oleh kerana robot kami berjalan pada sistem DC 12V 20Ah. Vakum kami juga harus menjadi pembersih vakum DC 12V. Sekiranya anda keliru untuk mendapatkannya maka anda boleh mengunjungi eBay atau Amazon untuk pembersih vakum pembersih kereta.
Kami akan menggunakan yang sama seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.
Pemandu motor (L293D):
Pemandu motor adalah modul perantaraan antara Arduino dan Motor. Ini kerana mikrokontroler Arduino tidak dapat membekalkan arus yang diperlukan untuk motor berfungsi dan hanya dapat membekalkan 40mA, oleh itu pengambilan arus lebih banyak akan merosakkan pengawal secara kekal. Oleh itu, kami mencetuskan pemandu motor yang seterusnya mengawal motor.
Kami akan menggunakan IC Pemacu Motor L293D yang dapat memasok hingga 1A, oleh itu pemandu ini akan mendapatkan maklumat dari Arduino dan membuat motor berfungsi seperti yang diinginkan.
Betul !! Saya telah memberikan sebahagian besar maklumat penting tetapi sebelum kita mula membina robot, disyorkan untuk melalui lembar data L293D dan Arduino. Sekiranya anda mempunyai keraguan atau masalah, anda boleh menghubungi kami melalui bahagian komen.
Membangun dan Menguji Robot:
Vacuum Cleaner adalah bahagian terpenting dalam penempatan Robot. Itu harus diletakkan pada sudut miring seperti yang ditunjukkan dalam gambar, sehingga dapat memberikan aksi vakum yang tepat. Pembersih vakum tidak dikawal oleh Arduino. Setelah anda menghidupkan robot, vakum juga akan dihidupkan.
Salah satu proses yang melelahkan untuk membina Robot kami adalah karya kayu. Kita harus mengukir kayu dan menggerudi beberapa lubang untuk meletakkan sensor dan pembersih vakum.
Dianjurkan untuk Menguji Robot anda dengan kod berikut setelah anda mengatur pemandu Motor dan Motor, sebelum menyambungkan Sensor.
persediaan tidak sah () {Serial.begin (9600); pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); pinMode (12, OUTPUT); } gelung kosong () {kelewatan (1000); Serial.print ("ke hadapan"); digitalWrite (9, TINGGI); digitalWrite (10, RENDAH); digitalWrite (11, TINGGI); digitalWrite (12, RENDAH); kelewatan (500); Serial.print ("ke belakang"); digitalWrite (9, RENDAH); digitalWrite (10, TINGGI); digitalWrite (11, RENDAH); digitalWrite (12, TINGGI); }
Sekiranya semuanya berfungsi dengan baik maka anda boleh menyambungkan sensor dengan Arduino seperti yang ditunjukkan dalam Circuit Diagram dan menggunakan Kod Penuh yang diberikan pada akhir. Seperti yang anda lihat, saya telah memasang sensor Ultrasonik ke depan dan dua sensor IR di kedua sisi robot. Pendingin dipasang pada L293D sekiranya IC memanas dengan cepat.
Anda juga boleh menambah beberapa bahagian tambahan seperti ini
Ini adalah Susunan Penyapu yang boleh diletakkan di kedua-dua hujung bahagian depan yang akan mendorong debu di sepanjang sisi ke kawasan penyedut.
Selanjutnya, anda juga mempunyai pilihan untuk membuat Versi Lebih Kecil dari Robot Pembersih Vakum ini seperti ini
Robot yang lebih kecil ini dibuat pada kadbod dan berjalan di papan pengembangan ATMega16. Bahagian pembersih vakum dilakukan dengan menggunakan kipas BLDC dan tertutup dalam kotak. Anda boleh menerimanya jika anda mahu anggaran anda tetap rendah. Idea ini juga berkesan tetapi tidak berkesan.
Rajah Litar:
Kod untuk Robot Pembersih Vakum ini boleh didapati di Bahagian Kod di bawah. Setelah sambungan selesai dan program dibuang ke Arduino, robot anda sudah siap untuk bertindak. Cara kerja kod dijelaskan dengan menggunakan komen. Sekiranya anda ingin melihat robot ini beraksi, lihat Video di bawah.
Selanjutnya, saya juga merancang untuk mencetak 3D bahagian sepenuhnya dalam versi seterusnya. Saya juga akan menambahkan beberapa ciri menarik dan algoritma yang kompleks sehingga merangkumi keseluruhan kawasan permaidani dan mudah dikendalikan dan saiznya padat. Oleh itu, nantikan perkembangan terkini