Hasičský robot: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Jedná sa o hasičského robota určeného na detekciu požiaru pomocou senzorov plameňa, priblíženie sa k nemu a uhasenie ohňa vodou. Pomocou ultrazvukových senzorov sa môže vyhýbať prekážkam aj pri chôdzi smerom k ohňu. Okrem toho vám pošle e -mail, keď vypne požiar.

Skupina projektov Bruface Mechatronics 5

Členovia tímu:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Džihád Alsamarji

Krok 1: Nákupný zoznam

Arduino Mega 1X

9V jednosmerný motor 2X

Micro servo 9g 1X

Servomotor 442 hodín 1X

Vodné čerpadlo 1X

Ultrazvukový sonický senzor 2X

1cestný plameňový senzor 4X

H-most 2X

Wi-Fi modul 1X

Vypínač 1X

Mini breadboard 1X

Káble Arduino

9V batéria 1X

9V zástrčka batérie 1X

LIPO 7,2Voltová batéria 1X

Sada gumových pásov 2X

Montáž motora 2X

Rozpera (M3 samica-samica 50 mm) 8X

Skrutky (M3)

Nádrž na vodu (300 ml) 1X

Hadica na vodu 1X

Krok 2: Niektoré technické rady pre výber komponentov

Jednosmerné motory s kodérom:

Výhodou jednosmerného motora snímača oproti jednoduchému jednosmernému motoru je schopnosť kompenzovať otáčky, ak je požadovaný viac ako jeden motor a pre všetky z nich sú požadované rovnaké otáčky. Všeobecne platí, že keď máte viac ako jeden motor s rovnakým vstupom (napätie a prúd) a vašim cieľom je mať ich presne rovnakými otáčkami, môže sa stať, že niektoré motory skĺznu, čo spôsobí rozdiel v rýchlosti medzi nimi. napr pre náš prípad (dva motory ako hnacia sila) by mohol spôsobiť odchýlku na jednu stranu, keď cieľ mal ísť dopredu. Kodéry počítajú s počtom otáčok oboch motorov a v prípade rozdielu ich kompenzujú. Keďže sme však nášho robota testovali, nebol pozorovaný žiadny rozdiel v rýchlosti dvoch motorov, kodéry sme nepoužili.

Servomotory:

Čo sa týka mechanizmu vodnej pištole, potrebovali sme mať motory, ktoré môžu poskytovať relatívne presný pohyb v určitom rozsahu. Pokiaľ ide o to, existujú dve možnosti: servomotor ALEBO krokový motor

krokový motor je spravidla lacnejší ako servomotor. V závislosti od aplikácie však treba vziať do úvahy mnoho ďalších faktorov. Pri našom projekte sme brali do úvahy nasledujúce faktory:

1) Pomer výkon/hmotnosť servomotora je vyšší ako u krokových motorov, čo znamená, že pre rovnaké množstvo energie bude krokový pedál ťažší ako servomotor.

2) Servomotor spotrebuje menej energie ako stepper, čo je spôsobené tým, že servomotor spotrebuje energiu pri otáčaní do prikázanej polohy, ale potom servomotor odpočíva. Krokové motory naďalej spotrebúvajú energiu, aby sa zaistili a udržali prikázanú polohu.

3) Servomotory sú schopné akcelerovať zaťaženia viac ako stepery.

Tieto dôvody povedú k menšej spotrebe energie, čo bolo v našom prípade dôležité, pretože ako zdroj energie pre všetky motory sme použili batériu

V prípade, že vás zaujíma viac o rozdieloch medzi servom a stepperom, kliknite na nasledujúci odkaz:

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

H-most:

Čo to robí, je, aby ste boli schopní ovládať smer aj rýchlosť vašich jednosmerných motorov. V našom prípade sme ich použili na ovládanie smeru otáčania oboch jednosmerných motorov (spojené s hnacími kolesami).

Okrem toho sa ďalší h-mostík používa ako jednoduchý spínač zapnutia/vypnutia čerpadla. (To je možné vykonať aj pomocou tranzistora)

Ultrazvukové senzory:

Slúžia na to, aby sa dokázali vyhnúť prekážkam. Použili sme 2 senzory, rozsah pozorovateľnej oblasti však môžete zvýšiť zvýšením počtu senzorov. (Efektívny rozsah každého ultrazvukového senzora: 15 stupňov)

Senzory plameňa:

Používajú sa celkom 4 snímače plameňa. 3 senzory pod šasi sú pripojené k analógovým aj digitálnym kolíkom Arduino. Digitálne pripojenia sa používajú na detekciu požiaru na ďalšie akcie, zatiaľ čo analógové pripojenia sa používajú iba na poskytnutie údajov o vzdialenosti na oheň pre používateľa. Druhý senzor na vrchu sa používa digitálne a jeho funkciou je odoslať príkaz na zastavenie vozidla vo vhodnej vzdialenosti od ohňa, takže v okamihu, keď snímač na vrchu, ktorý má špecifický uhol, detekuje požiar, vyšlite príkaz na zastavenie vozidla a spustenie čerpadla vody a spustenie vodnej pištole, aby sa požiar uhasil.

Arduino Mega:

Dôvod, prečo si vybrať arduino mega pred arduino UNO, je nasledujúci:

1) Modul Wi-Fi dramaticky zvyšuje počet riadkov v kóde a potrebuje výkonnejší procesor, aby sa predišlo prípadným rizikám zlyhania pri spustení kódu.

2) vyšší počet pinov v prípade záujmu o rozšírenie dizajnu a pridanie ďalších funkcií.

Gumové pásy:

Gumové pásy slúžia na to, aby sa predišlo problémom alebo skĺznutiam v prípade klzkej podlahy alebo malých predmetov v pohybe.

Krok 3: Výroba dielov

V nasledujúcom texte sú uvedené technické výkresy dielov, ktoré sú vyrábané buď 3D tlačiarňou alebo laserovým rezačom. Vzhľad vášho hasiča je možné zmeniť na základe vášho záujmu, takže môžete zmeniť tvar tela a dizajn akýmkoľvek spôsobom, ktorý vám vyhovuje.

Hlavné telo Laserom rezané diely:

Podvozok (plexisklo 6 mm) 1X

Strešná časť (plexisklo 6 mm) 1X

Zadná časť (MDF 3 mm) 1X

Bočná časť (MDF 3 mm) 2X

3D tlačené diely:

Ultrazvukový držiak 2X

Držiak plameňového senzora 1X

Držiak ložiska kolesa 4X

Nastavenie vodnej pištole 1X

Krok 4: Laserové rezanie (všetky rozmery v cm)

Krok 5: Technické výkresy pre 3D tlač: (všetky rozmery v cm)

Krok 6: Experimenty

Toto je krátke video, ktoré ukazuje niekoľko experimentov na kontrolu funkčnosti rôznych komponentov.

Krok 7: Zostava servomotorov a vodnej pištole

Krok 8: Konečná montáž

Krok 9: Zapojenie komponentov do Arduina

Krok 10: Piny priradené k Arduinu

Krok 11: Programujte vývojový diagram

Krok 12: Programovanie

V2 je hlavný program a ďalšie kódy sú podprogramy.