רובוט רודף אש: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

בפרויקט זה, אנו הולכים ליצור רובוט כיבוי אש שרודף אחר להבה ומכבה אותה על ידי ניפוח אוויר ממאוורר.

לאחר שתסיים עם הפרויקט הזה, תדע כיצד להשתמש בחיישני להבה עם PICO, כיצד לקרוא את ערך הפלט שלהם וכיצד לפעול על פיו וכיצד להשתמש בחיישני דרלינגטון עם מנועי DC וכיצד לשלוט בהם. זה כמובן יחד עם רובוט כיבוי אש מגניב מאוד.

אספקה

• PICO
• חיישן להבה
• מנוע DC קטן
• מדחף קטן
• נהג מנוע L-298N H-bridge
• מנהל התקן PWM 12 סיביות 16 ערוצים PCA9685
• ערכת מארז רובוט דו -ממדית
• קרש לחם מיני
• חוטי מגשר
• ברגים ואומים

שלב 1: חיבור חיישן הלהבה ל- PICO

נתחיל מהחלק החשוב ביותר ברובוט כיבוי האש שלנו, שהוא היכולת לזהות שריפות כשהן מתרחשות. לכן נתחיל ברכיבים שאחראים על גילוי האש, אך לפני שנעשה זאת, בואו להרכיב את ערכת שלדת הרובוט ה -2WD שלנו, כפי שנבנה את הרובוט שלנו על סמך זה.

נשתמש ב -3 חיישני להבה בפרויקט זה והרובוט יזוז באופן עצמאי באמצעות הקריאות שלהם, נניח את החיישנים האלה בצד האמצעי, השמאלי והימני של שלדת הרובוט. והם ימוקמו בצורה כזו שיש להם את היכולת להצביע במדויק על מקור הלהבה ולכבות אותו.

לפני שנתחיל להשתמש בחיישני הלהבה, בואו נדבר על אופן פעולתם: מודולי חיישן להבה עשויים בעיקר מנורות מקלט אינפרא אדום שיכולות לזהות את האור האינפרא אדום שנפלט מלהבות ולשלוח את הנתונים כקלט דיגיטלי או אנלוגי, אצלנו במקרה נשתמש בחיישן להבה ששולח פלט דיגיטלי.

מודולים של מודול חיישן להבה:

• VCC: חיובי 5 וולט, מחובר עם סיכת VCC של PICO.
• GND: סיכה שלילית, מחוברת עם סיכת ה- GND של PICO.
• D0: סיכת הפלט הדיגיטלית, המחוברת לדיגיטל הרצוי ב- PICO.

בואו עכשיו לחבר אותו ל- PICO שלנו כדי לבדוק את החיווט וההיגיון של הקוד שלנו, כדי לוודא שהכל עובד כמו שצריך. חיבור חיישני הלהבה קל מאוד, פשוט חבר את ה- VCC ו- GND של החיישנים ל- VCC ו- GND של PICO בהתאמה, ולאחר מכן חבר את סיכות הפלט כדלקמן:

• D0 (חיישן להבה ימנית) → A0 (PICO)
• D0 (חיישן להבה בינונית) → A1 (PICO)
• D0 (חיישן להבה שמאל) → A2 (PICO)

שלב 2: קידוד PICO עם חיישני הלהבה

כעת, כאשר יש לנו חיישני להבה מחוברים ל- PICO, בואו נתחיל לקודד כך שנדע לאיזה חיישן להבה יש להבה מול, ואילו לא.

היגיון קוד:

• הגדר את סיכות A0, A2 ו- A3 של PICO כסיכות INPUT
• קרא כל ערך פלט חיישן
• הדפס כל ערך פלט חיישן על הצג הטורי, על מנת שנוכל לאבחן אם הכל פועל כראוי או לא.

אנא שימו לב כי החיישנים שלנו הם בעלי "0" קריאה נמוכה כאשר הם חשים באש, וקריאה גבוהה "1" כאשר הם אינם חשים באש.

כדי לבדוק את הקוד שלך, פתח את הצג הסדרתי שלך ובדוק כיצד הוא משתנה כאשר יש לך אש לפניו, לעומת כאשר הוא משתנה. התמונות המצורפות מכילות את הקריאות לכך שאין להן כלל, וקריאות להבה אחת מול החיישן האמצעי.

שלב 3: חיבור המאוורר

כדי להפוך רובוט לכיבוי אש יעיל הוא חייב להיות בעל יכולת להילחם באש, ובשביל זה אנו הולכים ליצור מאוורר שאנו מכוונים לעבר האש ומכבים אותו איתו. ואנחנו הולכים ליצור את המאוורר הזה באמצעות מנוע DC קטן עם מותקן עליו מדחף.

אז נתחיל בחיבור מנועי DC שלנו. מנועי DC יש משיכה של זרם גבוה, ולכן איננו יכולים לחבר אותם ישירות ל- PICO שלנו, מכיוון שהוא יכול להציע 40 mA לכל פין GPIO, בעוד שהמנוע צריך 100 mA. זו הסיבה שאנו חייבים להשתמש בטרנזיסטור כדי לחבר אותו, ואנו נשתמש בטרנזיסטור TIP122, מכיוון שנוכל להשתמש בו כדי להעלות את הזרם שמספק ה- PICO שלנו לסכום הדרוש על ידי המנוע.

אנו הולכים להוסיף את מנוע ה- DC שלנו וסוללת "PLACE HOLDER" חיצונית, כדי לספק למנוע את הכוח הדרוש מבלי לפגוע ב- PICO שלנו.

מנוע DC צריך להיות מחובר באופן הבא:

• סיכת בסיס (TIP122) → D0 (PICO)
• סיכת אספן (TIP122) → מנוע מנוע DC "למנועי DC אין קוטביות, כך שזה לא משנה איזה עופרת"
• סיכת פולט (TIP122) → GND
• הכבל הריק של מנוע DC → חיובי (חוט אדום) של הסוללה החיצונית

אל תשכח לחבר את ה- GND של הסוללה ל- GND של ה- PICO, כאילו זה לא מחובר, המעגל לא יעבוד כלל

לוגיקת קוד המאוורר: הקוד פשוט מאוד, פשוט נשנה את הקוד שכבר יש לנו להפעיל את המאוורר כאשר קריאת החיישן האמצעי גבוהה, ונכבה את המאוורר כאשר קריאת החיישן האמצעי נמוכה.

שלב 4: חיבור מנועי מכוניות הרובוט

עכשיו, כשהרובוט שלנו יכול לזהות שריפות, ויכול לכבות אותן עם מאוורר כשהאש נמצאת מולו. הגיע הזמן לתת לרובוט את היכולת לנוע ולמקם את עצמו ישירות מול האש, כך שיוכל לכבות אותו. אנחנו כבר משתמשים בערכת שלדת הרובוטים 2WD שלנו, המגיעה עם 2 הילוכים DC שאנחנו הולכים להשתמש בהם.

כדי לשלוט על מהירות וכיוון הריצה של מנוע ה- DC, עליך להשתמש בנהג המנוע L298N H-bridge, שהוא מודול של נהג מנועים בעל יכולת שליטה על מהירות וכיוון הריצה של המנוע, עם היכולת להאכיל את המנועים ממקור כוח חיצוני.

נהג המנוע L298N זקוק ל -4 כניסות דיגיטליות לשליטה בכיוון הסיבוב של המנועים, ו -2 כניסות PWM לשליטה על מהירות הסיבוב של המנועים. אך למרבה הצער, ל- PICO יש רק סיכת פלט יחידה של PWM שאינה יכולה לשלוט הן בכיוון ומהירות סיבוב המנוע. כאן אנו משתמשים במודול הרחבת סיכות PCA9685 PWM כדי להגדיל את ה- PWM של PICO כך שיתאים לצרכינו.

החיווט נעשה קצת יותר מסובך, מכיוון שאנו מחברים 2 מנועים חדשים יחד עם 2 מודולים לשליטה עליהם. אבל זו לא תהיה בעיה אם תעקוב אחר הסכימות והשלבים שסופקו:

נתחיל במודול PCA9685 PWM:

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

כעת, בואו נחבר את מודול נהג המנוע L298N:

נתחיל בחיבורו למקור החשמל שלנו:

• +12 (מודול L298N) → חוט אדום חיובי (סוללה)
• GND (מודול L298N) → GND

לשליטה על כיוון הסיבוב של המנועים:

• In1 (מודול L298N) → PWM 0 פינים (PCA9685)
• In2 (מודול L298N) → PWM פין אחד (PCA9685)
• In3 (מודול L298N) → PWM 2 פינים (PCA9685)
• In4 (מודול L298N) → PWM 3 פינים (PCA9685)

לשליטה על מהירות הסיבוב של המנוע:

• enableA (מודול L298N) → PWM 4 פינים (PCA9685)
• אפשר B (מודול L298N) → PWM 5 פינים (PCA9685)

נהג המנוע L298N יכול להפיק +5 וולט מוסדר, שבו נשתמש כדי להפעיל את ה- PICO שלנו:

+5 (מודול L298N) → וין (PICO)

אל תחבר סיכה זו אם PICO מופעל באמצעות USB

כעת, לאחר שהכל מחובר, נתכנת את הרובוט להזיז את עצמו כדי להתמודד ישירות מול הלהבה ולהפעיל את המאוורר.

שלב 5: סיום הקוד

כעת, לאחר שהכל מחובר כהלכה, הגיע הזמן לקודד אותו כך שיעבוד גם כן. ואלו הדברים שאנו רוצים שהקוד שלנו ישיג:

אם הוא חש אש ישר קדימה (החיישן האמצעי מרגיש את האש), אז הרובוט נע ימינה לעברו עד שהוא מגיע למרחק שנקבע ומפעיל את המאוורר

אם הוא חש אש לצד ימין של הרובוט (החיישן הימני מרגיש את האש), אז הרובוט מסתובב עד שהאש נמצאת ממש מול הרובוט (החיישן האמצעי), ואז נע לכיוון זה עד שהוא מגיע למרחק שנקבע. ומדליק את המאוורר

אם הוא מרגיש אש בצד שמאל של הרובוט, הוא יעשה את אותו הדבר כמו לעיל. אבל, הוא יפנה שמאלה במקום ימינה.

ואם הוא אינו מרגיש שריפה כלל, כל החיישנים יפיקו ערך גבוה ויעצור את הרובוט.

שלב 6: סיימת

בפרויקט זה למדנו כיצד לקרוא את פלט החיישנים ולפעול בהתאם לזה, כיצד להשתמש בטרנזיסטור דרלינגטון עם מנועי DC וכיצד לשלוט במנועי DC. והשתמשנו בכל הידע שלנו ליצירת רובוט כיבוי אש כיישום. וזה די מגניב x)

אנא אל תהסס לשאול כל שאלה שיש לך בתגובות או באתר שלנו mellbell.cc. וכמו תמיד, תמשיכי להכין:)