LF מבוסס PIC והימנעות מרובוט: 16 שלבים (עם תמונות)

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

מבוא

במדריך זה תלמדו לבצע רובוט עוקב והימנעות. ההשראה שלי מגיעה מרובוטים המחקים התנהגות אנושית נפוצה, למשל לא פשוט תיכנס לקיר בלי סיבה. המוח שלך מתקשר עם השרירים/ האיברים שלך ומיד יעצור אותך. המוח שלך פועל באופן דומה למיקרו-בקר בסיסי המקבל תשומות ומעבד אותן ליציאות, במקרה זה המוח שלך מסתמך על עיניך לקבלת מידע. יחד עם זאת מקובל להיכנס לקיר כשהוא עיוור. המוח שלך לא מקבל תשומות מעיניך ואינו יכול לראות את הקיר. הרובוט הזה לא יהיה רק מבנה שלם בסופו אלא חווית למידה מגניבה על רכיבים אלקטרוניים בסיסיים, DIY וכישורי עיצוב ליצירת משהו, ואני יודע שתיהנו מזה. אני יודע שיש הרבה יותר שיטות קלות יותר וקונבנציונאליות שבהן אינך צריך לבנות מעגלים בעצמך ולהשתמש במודולים בסיסיים כדי להשיג את אותה התוצאה, אבל נקטתי בגישה שונה יותר, חוץ מזה אם אתה אגוז DIY כמוני ומחפש למד משהו חדש זה הפרויקט המושלם עבורך! הרובוט הזה יעקוב אחר האור וכאשר מרגיש נוגע בקיר הוא יהפוך ויתהפך, כך שאלו הפונקציות הבסיסיות של הרובוט הזה. מקווה שתהנו ממני בפרויקט!

שלב 1: רשימת חומרים

האלקטרוניקה

נגדים

· נגד 10K, ¼ וואט (x20)

· 2.2K נגד, ¼ וואט (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· נגד 1K, ¼ וואט (x10)

נגד 220 אוהם, ¼ וואט (x4)

· נגד 22K ¼ וואט (x10)

קבלים

· 10pf קרמיקה (x5)

· 2200uf אלקטרוליטי, 25V (x2)

· קרמיקה 10nf (x4)

מוליכים למחצה

· טרנזיסטור כוח BPN 139 NPN (x4)

· טרנזיסטור כוח BD 140 PNP (x4)

· טרנזיסטור PNP BC 327 (x4)

· ווסת מתח LM350 (x2)

· 741 מגבר אופטי (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· מיקרו -בקר PIC16F628A (x1)

· LED 5 מ מ (לבחירת הצבע שלך) (x3)

חוּמרָה

· יריעות לוח דיקט

· 5mm x 60mm אגוז מרווח (x4)

· בורג 5 מ"מ על 20 מ"מ (x8)

· מנועי הילוכים 12V 500mA (x2)

· גלגלי קצף 60 מ מ (x2)

· מחברי נקבה (מגשר) נקבה (x50)

· סוללת מנוע 12V, 7.2Ah Gate (ניתן להשתמש בסוללה אופציונלית וקטנה יותר אך וודא שהיא 12V).

· חוט 2 מ מ (10 מ ')

· סיכות מחבר גבר זכר (מגשר) (x50)

· צינורות כיווץ חום 3 מ מ (2 מ ')

שלב 2: בניית מעגלים

בניית המעגלים היא די פשוטה, זוהי חווית למידה נהדרת למי שמעולם לא עשה זאת בעבר ותרגול טוב למי שכן. אתה תמיד יכול לנסות שיטה אחרת אבל אני מעדיף להשתמש ב- Veroboard כיוון שקל יותר להפעיל את המסלולים להלחמה. אני ממליץ לפני בניית המעגל בפועל ליצור דגם על לוח הלחם ולעצב את פריסת ה- Veroboard שלך למעגל שלך על נייר, זה נשמע כמו הרבה עבודה עכשיו אבל זה ישתלם כשאתה בונה את המעגלים שלך (במיוחד עבור נקודות ההתייחסות)).

בניית גשרים H

H-Bridge הוא מעגל שאחראי על הנהיגה של המנועים שלך, המקבל אות מהבקר המיקרו או עוצר או הופך את המנועים (זהו גשר H שונה עם 4011 המשמש כמעגלי הגנה ומוסיף עוד תכונות שליטה). להלן תמונות של תרשים המעגלים, פריסת לוח Vera והמעגל הסופי (זכור לבנות 2 גשרים H, אחד לכל מנוע).

שלב 3: בניית מעגלי LDR

מעגלי ה- LDR פועלים כעיניים לרובוט אשר חשים בנוכחות אור ושולחים אות מתח לבקר המיקרו PIC, על מנת להעצים את אות המתח עבור ה- PIC השתמשתי במגבר תפעולי 741. זכור לבנות 2 מעגלים, אחד לכל עין של הרובוט.

שלב 4: בניית מעגל תומך PIC

זהו המעגל שהוא המוח של הרובוט.

שלב 5: בניית מעגלים להסדרת מתח

אספקת המתח העיקרית שתכנס לרובוט תהיה 12V, המשמעות היא שחייב להיות ווסת מתח במעגלי H-Bridge מכיוון שהם עובדים על 9V ועל מעגלי PIC ו- LDR ששניהם עובדים על 5V. המתח חייב להיות גם יציב כדי לא לפגוע ברכיבים, מעגלים אלה יסדירו את המתח, זכור לבנות 2 מעגלים. (כל התמונות להלן). לאחר שתשלים את המעגלים הגדר אותם למתח הנכון על ידי סיבוב ה- VR ומדידה באמצעות ריבוי מטרים. זכור כי מעגלי LDR ו- PIC צריכים +5V. ו- H-Bridges צריכים +9V.

שלב 6: הוספת סיכות למעגל

כעת, לאחר שבנית את המעגלים שלך הגיע הזמן להלחם על סיכות הכותרת. שיטה נוספת היא הלחמת חוט ישר ללוח, אך אני מוצא כי שבירות תיל נפוצות יותר אז. כדי לקבוע היכן להלחים את הסיכות תסתכלו על פריסת Veroboard של כל מעגל, במפתחות מתחת לעיצוב המעגל תמצאו את הסמלים של סיכות הכותרת ואז פשוט הסתכלו על עיצוב המעגל שלכם, ספרו את החורים שלכם על הלוח כדי לעקוב אחר פריסה ולאחר מכן פשוט הלחם את הסיכה. (הסמל שעליך לחפש יסופק בתמונה) זכור לבחור את הפריסה הנכונה עבור המעגל הנכון.

שלב 7: שבירת מסלולים של Veroboard

המעגלים שלך כמעט גמורים; הדבר החשוב ביותר שנותר לעשות כעת הוא לשבור את המסלולים ב- Veroboard. שוב עקוב אחר אותו עיקרון באמצעות המקשים בכל מעגל כדי לקבוע היכן לשבור את המסלולים, הקפד לשבור את המסלולים לאורך כל הדרך, השתמשתי בסכין מלאכה (תחביב). (תוצג תמונה של המפתח ודוגמא לשבירת מסלול).

שלב 8: קידוד ה- PIC

כעת, לאחר שסיימת את המעגלים, תוכל להתחיל לבצע את החלק העיקרי של הרובוט, לקודד את ה- PIC, לקוד את ה- PIC הוא קדימה, הקוד נכתב ב- MPLab X, קוד המקור וקובץ הקושחה (.hex) מסופק ב- חבילת ה- zip. כדי להבהב את הקושחה לבקר ה- PIC אתה יכול להשתמש בכל מתכנת זמין.

שלב 9: הכנסת שבבים

כעת, לאחר שסיימת את רוב עבודתך במעגלים הגיע הזמן לדבר האחרון, הכנסת שבבי המיקרו. זו משימה די קלה אבל היא עדיין מסובכת, רוב השבבים שלך מגיעים בספוגים מוזרים כשאתה קונה אותם מהחנות, אתה עשוי לתהות מדוע אבל הצ'יפס רגיש לסטטיות מה שאומר שאתה לא יכול לגעת בהם בידיים אלא אם כן עונדים רצועה סטטית. זה כולל את 4011 ו- PIC, אז היזהרו ואל תיגעו בסיכות של שבבי המיקרופוסים האלה אחרת תפגעו בהם. (וודא שאתה מחדיר את השבב לצד הנכון, תינתן דוגמא).

שלב 10: בדיקת מעגלים

המעגלים שלך הושלמו כעת; הגיע הזמן לבדוק אותם! כדי לבדוק את המעגלים שלך תזדקק למולטימטר (מולטימטר הוא מכשיר המודד הבדלים במתח, זרם והתנגדות), למרבה המזל למולטימטר המודרני יש עוד כמה פונקציות. קודם כל עליך לבצע בדיקה ויזואלית בסיסית של המעגל, ולבדוק אם יש סדקים, הפסקות תיל וניתוקים. אחרי שאתה שמח על כך שחשוב לבדוק את כל הקוטביות במעגל, למשל: הטרנזיסטורים שלך צריכים להיות בכיוון הנכון ולהכניס את שבבי המיקרו כראוי. לאחר מכן הגיע הזמן לבדוק את החלק התחתון של הלוח, לבדוק אם יש שורט בין המסילות מבחינה ויזואלית ואז רק כדי לוודא לקחת סכין מלאכה ופשוט לחתוך אותה בין פסי המתכת של הלוח כדי לוודא. הדבר האחרון שיש לשים לב אליו הוא ההפסקות שלך, בצע בדיקה ויזואלית של כל הפסקה במעגל שלך כדי לוודא שהמסלול נשבר לאורך כל הדרך. כדי לבדוק כראוי עליך להתאים את הגדרת המולטימטרים שלך להמשכיות (תמונה תינתן בהמשך) ולשים מוביל אחד לצד האחד של מסילת Brocken והשני להוביל לצד השני, אם המולטימטר שלך מצפצף ההפסקה שלך פגומה אתה צריך לעשות זאת מחדש. אני ממליץ לבדוק כל מעגל בנפרד כדי לא להתבלבל. (תקן את כל התקלות שלך לפני שתעשה את השלב הבא). זכור להפעיל את המעגלים עם ויסות מתח מתאים:

· גשרים H: 9V

· LDR + PIC: 5V

שלב 11: הרכבת גוף רובוט

עכשיו, כשעבודת המעגלים שלך הסתיימה הגיע הזמן לעשות קצת DIY, עכשיו נרכיב את החלק העליון של הרובוט. החלק העליון בעצם מורכב מכל המעגלים והחיישנים. קודם כל אתה צריך לקדוח חורים בלוח הדיקט שלך עבור האומים והברגים ברווח. לחורים שנקדחו על הלוח התחתון). עכשיו יש עוד כמה קידוחים לעשות … אם אתה בוחר להרכיב את הלוח שלך על אגוזים מרווחים אתה צריך לקדוח להם מגפות (ראה את קוטר האום ובחר מקדחה בהתאם), עליך גם לקדוח חורים מעגל, היזהר בעת פעולה זו כדי לא לפגוע בלוח ובחר היכן אתה רוצה שהחורים יהיו בהתאם לפריסת לוח המעגל שלך (כדי לא לפגוע במסילות). שיטה קלה נוספת היא פשוט להדביק את הלוחות על הלקט (כאשר אתה עושה זאת נסה להיצמד לפריסה שלי, H-Bridges המותקנים מאחור וכו ').

שלב 12: הרכבת גוף הרובוט (חלק 2)

עכשיו לאחר שהרכבת את החלק העליון, הגיע הזמן להרכיב את החלק התחתון. בחלק התחתון יהיו כל רגולטורי המתח, מנועי ההנעה והקבלים. השלב הראשון שלך יהיה הרכבה של המנועים על לוח הדיקט. אני מעדיף שתי דרכים בסיסיות להרכיב מנועים, או שתרכוב אותם באמצע לוח הדיקט או בצד אחד לבחירתך. אם תבחר להרכיב מנועים בצד, עליך לזכור לרכוש גלגל תנופה קדמי כדי לסייע לרובוט לאזן ולתמרן את עצמו כראוי. זכור לבצע כמה מדידות ובדיקות בסיסיות לפני הרכבה תקינה של המנועים שלך, אני ממליץ להתקין את המנוע עם קשרי כבל שהוא זול וקל להשלים, תחילה הדבק את המנוע שלך בהתאם למידות הרצויות ולאחר מכן קודח שני חורים משני צדדיו של הכבל. מנוע בדיקט ופשוט השתמש בקשירת רוכסן כדי להחזיק אותו (זכור להדק את עניבת הרוכסן כראוי). הצבת הרגולטורים והקבלים תהיה קלה (אלתרו עם החלל שיש לכם על הלקט) והרכבו אותם בשיטת אגוז מרווח או בדבק חם, (אני ממליץ להדביק את הקבלים). לבסוף נקדח חורים להרכבת הלוח העליון (השתמש באותן המידות כמו שעשית בחלק העליון), אני ממליץ לקדוח חורים קטנים יותר ולחץ על התאמת אגוזי המרווח פנימה.

שלב 13: חיווט

עכשיו לאחר שהלחמת, בדקת והרכבת את המעגלים שלך הגיע הזמן לחבר את כל העניין יחד. היסודות של החיווט הם שכל המעגלים יוחברו בסופו של דבר ל- PIC אשר יעבד וישלח מידע, זכור כי החיווט שלך חשוב מאוד ועליך לוודא שהכל תקין. אוקיי, עכשיו איך לחבר, עכשיו אתה מבין למה בחרתי ללכת בשיטת סיכת האברש כי זה מקל על זה. אם יש לך חוט מגשר נקבה אתה יכול לחבר במהירות את הלוחות יחד, אם לא אתה יכול פשוט להלחם חוט רגיל על סיכת האברש (מגשרים טובים יותר מכיוון שאם טעית בסיכות אינך צריך להלחם מחדש). תרשים חיווט יסופק בתמונה.

שלב 14: חיבור וחיבור של רגשות

הרובוט שלך ישתמש בשני מרגישים כדי לחוש את הקיר שמולו. חיבור החושים הוא פשוט למדי, בעצם שני מתגי המיקרו שלו מתנהגים כמרגישים שמאל וימין. הדבק אותם חם בחזית הלוח השני שלך. תרשים המעגלים של החיבורים יובא להלן. (זכור להבין פיני מתג מיקרו למשל COM).

שלב 15: בדיקת רובוט

אוקיי, זה הרגע היוצא שחיכיתם לו, סוף סוף לירות את הרובוט שלכם בפעם הראשונה !! אל תצא יותר מדי עכשיו זה אף פעם לא עובד בפעם הראשונה, אם כן אתה בונה מזל אחד !! עכשיו אל תתאכזב אם זה לא עובד, אל תדאג זה בהחלט בקרוב. להלן ערכתי רשימה של כל הבעיות האפשריות שאתה עלול להתמודד איתן וכיצד לפתור אותן.

· כל העניין לא עושה כלום. בדוק את מעגלי אספקת החשמל והחיבורים לסיכות החשמל של הלוח, בדוק גם אם יש בעיות קוטביות.

· מנועים הפונים לכיוונים מנוגדים. החלף קוטביות של מנועים אחד זה אמור לשלוח אותו הפוך, יכול להיות גם בעיה בתכנות.

· משהו מתחיל לעשן או שאתה מרגיש שמשהו חם מאוד. קצר!! כבה מיד כדי למנוע נזק. בדוק את כל המעגלים האפשריים כולל חיבורי תיל.

· מנועים מסתובבים ממש לאט. הגדל את הזרם לרובוט. או מחסור אפשרי ב- H-Bridge.

· הרובוט אינו חש אור כראוי. התאם VR במעגלי LDR, יכול להיות בעיה בתכנות.

· הרובוט מתנהג בצורה יוצאת דופן ועושה דברים מוזרים. תִכנוּת! בדוק שוב את קוד התכנות.

· רובוט לא מרגיש את הקיר. בדוק את החיבורים במיקרו-בוררים.

אז אלו הבעיות שקרו לרובוט שלי, אם יש לך בעיה יוצאת דופן אל תהסס לשנות או לשנות את העיצובים שלי לטובה, זכור שכולנו לומדים ואין דבר כזה מושלם.

שלב 16: ניסוי ושגיאה

אם לאחר שעות רבות של ניסיון, בדיקה ובדיקה של הרובוט שלך עדיין לא עובדת, אל תזרוק אותו על הקיר או תפרק אותו ותקווה משוחררת. נסה ללכת בחוץ רק כדי לקבל קצת אוויר צח או פשוט לישון עליו, היו לי הרבה רגעים כאלה, ואתה יודע למה? אלקטרוניקה היא תחביב אחד קשה, רכיב אחד נכשל- הכל נכשל. אל תשכח לחלק אותו למקטעים בזמן הבדיקה ותמיד לשמור על ראש פתוח עם עיצוב ופריסה. היו חופשיים ויצירתיים ואל תוותרו לעולם !!! אם אהבתם את הפרויקט שלי אנא הצביעו לי בתחרות עשה זאת לזוז, מקווה שנהנתם!