רובוט כבאי: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

זהו רובוט כבאי שנועד לאתר אש באמצעות חיישני להבה, הולך לעברו וכיבוי האש על ידי מים. הוא יכול גם להימנע ממכשולים תוך כדי כיוון אש באמצעות חיישנים אולטראסוניים. בנוסף, הוא שולח אליך מייל כאשר הוא מכבה את האש.

קבוצת פרוייקטים של Mechatronics Bruface 5

חברי צוות:

ארנטית איליאדי

מהדי רסוליאן

שרה פ. אמברוצקיה

ג'יהאד אלסמרג'י

שלב 1: רשימת קניות

ארדואינו מגה 1X

מנוע 9V DC 2X

מיקרו סרוו 9 גרם 1X

מנוע סרוו 442hs 1X

משאבת מים 1X

חיישן קולי קולי 2X

חיישן להבה 1way 4X

H-bridge 2X

מודול Wi-Fi 1X

מתג הפעלה/כיבוי 1X

קרש לחם מיני 1X

כבלי ארדואינו

סוללה 9V 1X

תקע סוללה 9V 1X

סוללת LIPO 7.2 וולט 1X

סט מסלול גומי 2X

הרכבה על מנוע 2X

מרווח (M3 נקבה-נקבה 50 מ מ) 8X

ברגים (M3)

מיכל מים (300 מ ל) 1X

צינור מים 1X

שלב 2: כמה רמזים טכניים לבחירת הרכיבים

מנועי DC עם מקודד:

היתרון של מנוע DC מקודד על פני מנוע DC פשוט הוא היכולת לפצות מהירויות כאשר יש לו יותר ממנוע אחד ואותה מהירות לכולם רצויה. באופן כללי, כאשר יש לך יותר ממנוע אחד עם אותו כניסה (מתח וזרם) והיעד שלך הוא לקבל אותם בדיוק באותה מהירות, מה שעלול לקרות הוא שחלק מהמנועים עלולים להחליק מה שיגרום להבדל במהירות ביניהם לְמָשָׁל במקרה שלנו (שני מנועים ככוח מניע) יכול לגרום לסטייה לצד אחד כשהמטרה הייתה להתקדם. מה שמקודדים עושים הוא לספור את מספר הסיבובים לשני המנועים ובמקרה של הבדל, לפצות אותם. אולם מכיוון שכאשר בדקנו את הרובוט שלנו, לא נצפה הבדל במהירות של שני המנועים, לא השתמשנו במקודדים.

מנועי סרוו:

עבור מנגנון אקדח המים מה שהיינו צריכים היה שיהיה לנו מנועים שיכולים לספק תנועה מדויקת יחסית בטווח ספציפי. מבחינתך, קיימות שתי אפשרויות: מנוע סרוו או מנוע צעד

בדרך כלל מנוע צעד זול יותר מאשר מנוע סרוו. עם זאת, תלוי ביישום, ישנם גורמים רבים אחרים שיש לקחת בחשבון. עבור הפרויקט שלנו שקלנו את הגורמים הבאים:

1) יחס ההספק/המסה של מנוע הסרוו גבוה יותר מהצעדים, מה שאומר שיש לו אותה כמות הספק המדרגה תהיה כבדה יותר מאשר מנוע הסרוו.

2) מנוע סרוו צורך פחות אנרגיה מאשר צעד, זאת בשל העובדה כי מנוע סרוו צורם כוח כשהוא מסתובב למצב הפקודה אך אז מנוח הסרומוטור. מנועי צעד ממשיכים לצרוך כוח כדי לנעול ולחזיק את המיקום הפיקודי.

3) מנועי סרוו מסוגלים יותר להאיץ עומסים מאשר צעדים.

סיבות אלו יובילו לצריכת אנרגיה פחותה שהיתה חשובה במקרה שלנו מכיוון שהשתמשנו בסוללה כאספקת החשמל לכל המנועים

אם אתה מעוניין לדעת יותר על ההבדלים בין סרוו וסטפר בדוק את הקישור הבא:

www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.ht…

גשר H:

מה שהוא עושה הוא לגרום לך להיות מסוגל לשלוט בכיוון ובמהירות של מנועי ה- DC שלך. במקרה שלנו פשוט השתמשנו בהם כדי לשלוט בכיוון הסיבוב של שני מנועי ה- DC (מחובר לגלגלי נהיגה).

בנוסף, גשר h נוסף משמש כמתג הפעלה/כיבוי פשוט של המשאבה. (ניתן לעשות זאת גם באמצעות טרנזיסטור)

חיישנים אולטרא סאונד:

אלה משמשים ליכולת להימנע ממכשולים. השתמשנו בשני חיישנים, אולם ניתן להגדיל את טווח השטח הנצפה על ידי הגדלת מספר החיישנים. (טווח יעיל של כל חיישן קולי: 15 מעלות)

חיישני להבה:

משתמשים לחלוטין ב- 4 חיישני להבה. 3 חיישנים מתחת לשלדה מחוברים לסיכות אנלוגיות ודיגיטליות של Arduino. החיבורים הדיגיטליים משמשים לאיתור האש לפעולות נוספות ואילו החיבורים האנלוגיים משמשים רק למתן קריאות של מרחק האש למשתמש. החיישן השני בחלקו העליון משמש דיגיטלית ותפקידו לשלוח את הפקודה לעצירת הרכב במרחק מתאים מהאש, כך שברגע שהחיישן בחלקו העליון בעל זווית ספציפית יזהה את האש, הוא יזהה שלח את הפקודה על עצירת הרכב והפעלת המשאבה את המים והפעלת אקדח המים כדי לכבות את האש.

ארדואינו מגה:

הסיבה לבחירת מגה ארדואינו על פני UNO ארדואינו היא כדלקמן:

1) שימוש במודול Wi-Fi הגדל את מספר השורות בקוד באופן דרמטי וזקוק למעבד חזק יותר כדי למנוע סיכוי אפשרי לקרוס בזמן הפעלת הקוד.

2) בעל מספר סיכות גבוה יותר במקרה של עניין להרחיב את העיצוב ולהוסיף עוד כמה תכונות.

מסלולי גומי:

מסילות גומי משמשות למניעת כל בעיה או החלקה במקרה של ריצוף חלקלק או חפצים קטנים בדרך לנוע.

שלב 3: ייצור חלקים

להלן מסופקים רישומים טכניים של החלקים המיוצרים על ידי מדפסת תלת מימד או על ידי חותך לייזר. ניתן לשנות את מראה כבאיך בהתאם להתעניינותך, כך שתוכל לשנות את צורת הגוף והעיצוב בכל דרך המתאימה לך.

חלקים חיתוך בלייזר הראשי:

מארז (פרספקס 6 מ מ) 1X

חלק גג (פרספקס 6 מ מ) 1X

חלק אחורי (MDF 3 מ מ) 1X

חלק צדדי (MDF 3 מ מ) 2X

חלקים מודפסים בתלת מימד:

מחזיק אולטרה קולי 2X

מחזיק חיישן להבה 1X

מחזיק נושאי גלגלים 4X

הגדרת אקדח מים 1X

שלב 4: חיתוך בלייזר (כל המידות בסנטימטר)

שלב 5: שרטוטים טכניים להדפסה תלת -ממדית: (כל המידות בס"מ)

שלב 6: ניסויים

זהו סרטון קצר המציג כמה ניסויים לבדיקת הפונקציונליות של רכיבים שונים.

שלב 7: הרכבה של מנועי סרוו ואקדח מים

שלב 8: הרכבה אחרונה

שלב 9: רכיבי חיווט ל- Arduino

שלב 10: סיכות משויכות לארדואינו

שלב 11: תרשים זרימה של התוכנית

שלב 12: תכנות

V2 היא התוכנית הראשית וקודים אחרים הם תוכניות משנה.