Robot honiaci oheň: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

V tomto projekte vytvoríme hasičského robota, ktorý prenasleduje plameň a zhasne ho tým, že naňho vháňa vzduch z ventilátora.

Potom, čo budete s týmto projektom hotoví, budete vedieť, ako používať snímače plameňa s PICO, ako čítať ich výstupné hodnoty a ako na ne pôsobiť a ako používať snímače Darlington s jednosmernými motormi a ako ich ovládať. To samozrejme spolu s veľmi skvelým hasičským robotom.

Zásoby

• PICO
• Senzor plameňa
• Malý jednosmerný motor
• Malá vrtuľa
• L298N Vodič motora mostíka H
• PCA9685 12-bitový 16-kanálový ovládač PWM
• Súprava podvozku robota 2WD
• Mini breadboard
• Prepojovacie vodiče
• Skrutky a matice

Krok 1: Pripojenie snímača plameňa k systému PICO

Začnime najdôležitejšou časťou nášho hasiaceho robota, ktorou je schopnosť detekovať požiare, keď k nim dôjde. Preto začneme s komponentmi, ktoré sú zodpovedné za detekciu požiaru, ale skôr, ako to urobíme, zostavme našu súpravu podvozku pre 2WD robota, pretože na základe toho postavíme svojho robota.

V tomto projekte použijeme 3 snímače plameňa a necháme robota pohybovať sa nezávisle pomocou ich hodnôt. Tieto snímače umiestnime na strednú, ľavú a pravú stranu podvozku robota. A budú umiestnené tak, aby mali schopnosť presne určiť zdroj plameňa a uhasiť ho.

Predtým, ako začneme používať snímače plameňa, porozprávajme sa o tom, ako fungujú: Moduly snímačov plameňa sú vyrobené hlavne z LED diód infračerveného prijímača, ktoré dokážu detekovať infračervené svetlo vyžarované z plameňov a odoslať údaje ako digitálny alebo analógový vstup v našom v prípade, že použijeme snímač plameňa, ktorý odosiela digitálny výstup.

Výstupy pinov modulu snímača plameňa:

• VCC: kladných 5 voltov, spojených s pinom VCC PICO.
• GND: záporný kolík spojený s kolíkom GND PICO.
• D0: digitálny výstupný kolík spojený s požadovaným digitálnym vstupom na PICO.

Teraz ho pripojme k nášmu PICO, aby sme otestovali našu kabeláž a kódovú logiku, aby sme sa presvedčili, že všetko funguje správne. Pripojenie snímačov plameňa je veľmi jednoduché, stačí pripojiť VCC a GND snímačov k VCC a GND k PICO a potom pripojiť výstupné kolíky nasledovne:

• D0 (pravý snímač plameňa) → A0 (PICO)
• D0 (stredný snímač plameňa) → A1 (PICO)
• D0 (ľavý snímač plameňa) → A2 (PICO)

Krok 2: Kódovanie PICO pomocou plameňových senzorov

Teraz, keď máme snímače plameňa pripojené k PICO, začnime kódovať, aby sme vedeli, pred ktorým snímačom plameňa je plameň a pred ktorým nie.

Logika kódu:

• Nastavte kolíky A0, A2 a A3 PICO ako VSTUPNÉ piny
• Prečítajte si každú výstupnú hodnotu senzora
• Vytlačte každú výstupnú hodnotu senzora na sériový monitor, aby sme mohli diagnostikovať, či všetko funguje správne alebo nie.

Upozorňujeme, že naše senzory majú nízku hodnotu „0“, keď cítia oheň, a vysoké hodnoty „1“, keď necítia oheň.

Ak chcete otestovať svoj kód, otvorte sériový monitor a zistite, ako sa zmení, keď máte pred sebou oheň, v porovnaní s tým, keď sa tak stane. Priložené obrázky majú údaje o tom, že vôbec nemajú plameň, a hodnoty jedného plameňa pred stredným senzorom.

Krok 3: Pripojenie ventilátora

Aby bol hasičský robot efektívny, musí mať schopnosť bojovať s ohňom, a preto vytvoríme ventilátor, pomocou ktorého namierime na oheň a pomocou ktorého ho uhasíme. Tento ventilátor vytvoríme pomocou malého jednosmerného motora s nainštalovanou vrtuľou.

Začnime teda pripojením našich jednosmerných motorov. Jednosmerné motory majú vysoký odber prúdu, takže ich nemôžeme priamo pripojiť k nášmu PICO, pretože môže ponúkať iba 40 mA na GPIO pin, zatiaľ čo motor potrebuje 100 mA. Preto musíme použiť tranzistor na jeho pripojenie a budeme používať tranzistor TIP122, pretože ho môžeme použiť na zvýšenie prúdu dodávaného našim PICO na množstvo potrebné pre motor.

Pridáme náš jednosmerný motor a externú batériu „PLACE HOLDER“, aby sme zaistili motoru potrebný výkon bez poškodenia nášho PICO.

DC motor by mal byť zapojený nasledovne:

• Základný kolík (TIP122) → D0 (PICO)
• Zberný kolík (TIP122) → Vodič jednosmerného motora „DC motory nemajú polaritu, takže nezáleží na tom, ktorý zvod“
• Vysielačový kolík (TIP122) → GND
• Prázdny vodič DC motora → Kladný (červený vodič) externej batérie

Nezabudnite prepojiť GND batérie s GND PICO, ako keby nebola zapojená, obvod vôbec nebude fungovať

Logika kódu ventilátora: kód je veľmi jednoduchý, iba upravíme kód, ktorý už musíme zapnúť ventilátor, keď je stredný snímač vysoký, a ventilátor vypnúť, keď je stredný snímač nízky.

Krok 4: Pripojenie robotických automobilových motorov

Teraz, keď náš robot dokáže detekovať požiare a dokáže ich uhasiť ventilátorom, keď je oheň priamo pred ním. Je načase dať robotovi schopnosť pohybovať sa a polohovať ho priamo pred ohňom, aby ho mohol uhasiť. Už používame našu súpravu robotického podvozku 2WD, ktorá je dodávaná s 2 prevodovkami DC, ktoré budeme používať.

Aby ste mohli ovládať rýchlosť a smer chodu jednosmerného motora, musíte použiť ovládač motora L298N H-bridge, čo je modul ovládača motora, ktorý má schopnosť ovládať rýchlosť a smer chodu motora so schopnosťou napájať motory. z externého zdroja energie.

Ovládač motora L298N potrebuje 4 digitálne vstupy na ovládanie smeru otáčania motorov a 2 vstupy PWM na ovládanie otáčok motora. Ale bohužiaľ, PICO má iba jeden výstupný kolík PWM, ktorý nemôže ovládať smer ani rýchlosť otáčania motora. Tu používame rozširujúci modul pinov PCA9685 PWM na zvýšenie PWM PICO tak, aby vyhovoval našim potrebám.

Zapojenie je teraz trochu zložitejšie, pretože pripájame 2 nové motory spolu s 2 modulmi na ich ovládanie. To však nebude problém, ak budete postupovať podľa uvedených schém a krokov:

Začnime s modulom PCA9685 PWM:

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

Teraz pripojme modul ovládača motora L298N:

Začnime pripojením k nášmu zdroju energie:

• +12 (modul L298N) → kladný červený vodič (batéria)
• GND (modul L298N) → GND

Na ovládanie smeru otáčania motorov:

• In1 (modul L298N) → 0 pinový PWM (PCA9685)
• In2 (modul L298N) → 1 pin PWM (PCA9685)
• In3 (modul L298N) → 2 -pinový PWM (PCA9685)
• In4 (modul L298N) → 3 pinový PWM (PCA9685)

Ak chcete ovládať rýchlosť otáčania motora:

• enableA (modul L298N) → 4 pinový PWM (PCA9685)
• enableB (modul L298N) → 5 pinový PWM (PCA9685)

Ovládač motora L298N môže produkovať regulovaný prúd +5 voltov, ktorý použijeme na napájanie nášho PICO:

+5 (modul L298N) → Vin (PICO)

Tento pin nepripájajte, ak je PICO napájaný cez USB

Teraz, keď máme všetko prepojené, naprogramujeme robota, aby sa pohyboval priamo tvárou k plameňu a zapol ventilátor.

Krok 5: Dokončenie kódu

Teraz, keď máme všetko správne pripojené, je načase to kódovať, aby to fungovalo tiež. A toto sú veci, ktoré chceme, aby náš kód dosiahol:

Ak robot vníma oheň priamo v strede (stredný snímač vníma oheň), robot sa pohybuje smerom k nemu, kým nedosiahne nastavenú vzdialenosť, a zapne ventilátor

Ak sníma oheň na pravej strane robota (pravý snímač sníma oheň), robot sa otáča, kým nie je oheň priamo pred robotom (stredný snímač), potom sa pohybuje smerom k nemu, kým nedosiahne nastavenú vzdialenosť. a zapne ventilátor

Ak pocíti oheň na ľavú stranu robota, urobí to isté ako vyššie. Ale bude sa otáčať doľava namiesto doprava.

A ak vôbec necíti požiar, všetky senzory vydajú VYSOKÚ hodnotu a robota zastavia.

Krok 6: Hotovo

V tomto projekte sme sa naučili čítať výstup senzora a podľa toho konať. Ako používať Darlingtonov tranzistor s jednosmernými motormi a ako ovládať jednosmerné motory. A všetky svoje znalosti sme použili na vytvorenie hasičského robota ako aplikácie. Čo je celkom cool x)

Neváhajte sa nás opýtať na akékoľvek otázky v komentároch alebo na našom webe mellbell.cc. A ako vždy pokračujte v tvorbe:)