PLANT ROBOT: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Masisiyahan ang bawat isa sa pagkakaroon ng mga halaman sa bahay, ngunit kung minsan sa ating abalang buhay ay hindi namin nahahanap ang oras upang alagaan sila nang maayos. Mula sa problemang ito nakaisip kami ng isang ideya: Bakit hindi bumuo ng isang robot na mag-aalaga nito para sa amin?

Ang proyektong ito ay binubuo ng isang plant-robot na nangangalaga sa sarili nito. Ang halaman ay isinama sa robot at mai-i-water ang sarili nito at makakahanap ng ilaw habang iniiwasan ang mga hadlang. Posible ito sa pamamagitan ng paggamit ng maraming mga sensor sa robot at halaman. Nilalayon ng Instructable na ito na gabayan ka sa proseso ng paglikha ng isang robot ng halaman upang hindi ka mag-alala tungkol sa iyong mga halaman araw-araw!

Ang proyektong ito ay bahagi ng Bruface Mechatronics at napagtanto ng:

Mercedes Arévalo Suárez

Daniel Blanquez

Baudouin Cornelis

Kaat Leemans

Marcos Martínez Jiménez

Basile Thisse

(Pangkat 4)

Hakbang 1: LISTANG SHOPPING

Narito ang isang listahan ng bawat produkto na kakailanganin mo upang mabuo ang robot na ito. Para sa bawat piraso na may salungguhit na isang link ay magagamit:

Sinusuportahan ng 3D na naka-print na Motors ang X1 (kopyahin sa 3D)

3D naka-print na Gulong + koneksyon ng gulong-motor X2 (kopyahin sa 3D)

Mga baterya ng AA Nimh X8

Masasakit na papel roll X1

Arduino Mega X1

Ball caster wheel X1

May hawak ng baterya X2

Breadboard para sa mga pagsubok X1

Breadboard upang maghinang X1

Mga DC motor (na may encoder) X2

Hinges X2

Hygrometer X1

Banayad na nakasalalay na resistors X3

Mga jumper ng lalaki-lalaki at lalaki-babae

Motor Shieldo X1

Plant X1 (nasa iyo ito)

Plant pot X1

Suporta ng halaman X1 (naka-print na 3D)

Plastikong tubo X1

Mga resistor ng iba't ibang mga halaga

Scratch paper X1

Mga tornilyo

Mga matalas na sensor X3 (GP2Y0A21YK0F 10-80 cm)

Lumipat X1

Water pump X1

Tangke ng imbakan ng tubig (maliit na Tupperware) X1

Mga wire

Mangyaring tandaan na ang mga pagpipiliang ito ay isang resulta ng paghihigpit sa oras at badyet (3 buwan at 200 €). Ang ibang mga pagpipilian ay maaaring magawa ayon sa iyong sariling paghuhusga.

PALIWANAG NG IBA’T IBANG PILI

Arduino Mega sa paglipas ng Arduino Uno: Una, dapat din nating ipaliwanag ang dahilan kung bakit ginamit namin ang Arduino sa lahat. Ang Arduino ay isang open-source electronic platform ng prototyping na nagbibigay-daan sa mga gumagamit na lumikha ng mga interactive na elektronikong bagay. Napakapopular sa pagitan ng parehong mga dalubhasa at mga baguhan, na nag-aambag upang makahanap ng maraming impormasyon tungkol dito sa Internet. Maaari itong magamit kapag may problema sa iyong proyekto. Pumili kami ng isang Arduino Mega kaysa sa isang Uno dahil mayroon itong maraming mga pin. Sa katunayan, para sa bilang ng mga sensor na ginagamit namin ng isang Uno ay hindi nag-aalok ng sapat na mga pin. Ang isang Mega ay mas malakas din at maaaring maging kapaki-pakinabang kung magdagdag kami ng ilang mga pagpapabuti tulad ng isang WIFI module.

Mga baterya ng Nimh: Ang isang unang ideya ay ang paggamit ng mga baterya ng LiPo tulad ng sa maraming mga robotic na proyekto. Ang LiPo ay may isang mahusay na rate ng paglabas at madaling rechargeable. Ngunit hindi nagtagal natanto namin na LiPo at charger kung saan masyadong mahal. Ang tanging iba pang mga baterya na angkop para sa proyektong ito kung saan ang Nimh. Sa katunayan sila ay mura, rechargeable at magaan. Upang mapagana ang motor kakailanganin namin ang 8 sa kanila upang makamit ang isang boltahe ng suplay mula sa 9.6V (pinalabas) hanggang 12V (ganap na nasingil).

Ang mga DC motor na may mga encoder: Isinasaalang-alang ang pangunahing layunin ng actuator na ito, magbigay ng enerhiya na paikot sa mga gulong, pinili namin ang dalawang DC Motors kaysa sa Servo Motors na may limitasyon sa anggulo ng pag-ikot at idinisenyo para sa mas tiyak na mga gawain kung saan kailangang tukuyin ang posisyon tama. Ang katotohanan ng pagkakaroon ng mga encoder ay nagdaragdag din ng posibilidad na magkaroon ng mas mataas na katumpakan kung kinakailangan. Tandaan na sa wakas ay hindi namin ginamit ang mga encoder dahil napagtanto namin na ang mga motor na kung saan medyo katulad at hindi namin kailangan ang robot upang tumpak na sundin ang isang tuwid na linya.

Mayroong maraming mga DC motors sa merkado at naghahanap kami para sa isa na akma sa aming badyet at robot. Upang masiyahan ang mga hadlang na ito ay nakatulong sa amin ang dalawang mahahalagang parameter na pumili ng motor: kailangan ng metalikang kuwintas upang ilipat ang robot at ang bilis ng robot (upang mahanap ang kinakailangan ng rpm).

1) Kalkulahin ang rpm

Ang robot na ito ay hindi kakailanganin na putulin ang hadlang sa tunog. Upang masundan ang ilaw o sundin ang sinumang nasa isang bahay na ang bilis na 1 m / s o 3.6 km / h ay tila makatuwiran. Upang isalin ito sa rpm ginagamit namin ang diameter ng mga gulong: 9cm. Ang rpm ay ibinibigay ng: rpm = (60 * bilis (m / s)) / (2 * pi * r) = (60 * 1) / (2 * pi * 0.045) = 212 rpm.

2) Kalkulahin ang maximum na kailangan ng metalikang kuwintas

Dahil ang robot na ito ay magbabago sa isang patag na kapaligiran ang maximum na kailangan ng metalikang kuwintas ay ang isa upang simulan ang paglipat ng robot. Kung isasaalang-alang natin na ang bigat ng robot na may halaman at bawat sangkap ay nasa 3 kilo at ginagamit ang mga puwersa ng alitan sa pagitan ng mga gulong at ng lupa madali naming mahahanap ang metalikang kuwintas. Isinasaalang-alang ang isang koepisyent ng alitan ng 1 sa pagitan ng lupa at ng mga gulong: Mga puwersa ng Friksiyon (Fr) = coeff ng pagkikiskisan. * N (kung saan ang bigat ng robot) binibigyan tayo nito ng Fr = 1 * 3 * 10 = 30 N. Ang metalikang kuwintas para sa bawat motor ay maaaring matagpuan tulad ng sumusunod: T = (Fr * r) / 2 kung saan ang r ay ang radius ng gulong kaya T = (30 * 0.045) / 2 = 0.675 Nm = 6.88 kg cm.

Ito ang mga katangian ng motor na aming pinili: sa 6V 175 rpm at 4 kg cm sa 12V 350 rpm at 8 kg cm. Alam na ito ay mapapatakbo sa pagitan ng 9.6 at 12V sa pamamagitan ng paggawa ng isang linear interpolation malinaw na lilitaw na matutugunan ang mga hadlang sa itaas.

Mga light sensor: Pinili namin ang mga light dependant resistors (LDR) dahil ang kanilang paglaban ay mabilis na nag-iiba sa ilaw at ang boltahe sa LDR ay madaling masusukat sa pamamagitan ng paglalapat ng isang pare-pareho na boltahe sa isang divider ng boltahe na naglalaman ng LDR.

Mga matalas na sensor: Ginagamit ang mga ito upang maiwasan ang mga hadlang. Ang mga matalas na distansya ng sensor ay hindi magastos at madaling gamitin, ginagawa itong isang tanyag na pagpipilian para sa pagtuklas ng bagay at sumasaklaw. Karaniwan silang may mas mataas na mga rate ng pag-update at mas maikli ang mga maximum na saklaw ng pagtuklas kaysa sa mga naghahanap ng saklaw na sonar. Maraming iba't ibang mga modelo ang magagamit sa merkado na may iba't ibang mga saklaw ng operating. Dahil ginagamit ang mga ito upang makita ang mga hadlang sa proyektong ito pinili namin ang isa na may saklaw na operating na 10-80 cm.

Water pump: Ang water pump ay isang simpleng ilaw at hindi masyadong malakas na pump na tugma sa saklaw ng boltahe ng mga motor upang magamit ang parehong pagbibigay-kahulugan para sa pareho. Ang isa pang solusyon upang mapakain ang halaman ng tubig ay ang pagkakaroon ng isang base ng tubig na nahiwalay mula sa robot ngunit mas simple na magkaroon ng isa sa robot.

Hygrometer: Ang hygrometer ay isang sensor ng halumigmig upang mailagay sa lupa. Ito ay kinakailangan dahil kailangang malaman ng robot kung ang palayok ay tuyo upang magpadala ng tubig dito.

Hakbang 2: DESIGNONG MEKANIKAL

Talaga, ang disenyo ng robot ay binubuo ng isang hugis-parihaba na kahon, na may tatlong gulong sa ibabang bahagi at isang takip na bubukas sa itaas na bahagi. Ang halaman ay ilalagay sa itaas kasama ang reservoir ng tubig. Ang palayok ng halaman ay inilalagay sa pag-aayos ng palayok ng halaman na na-screw sa itaas na tabla ng robot. Ang reservoir ng tubig ay isang maliit na Tupperware na naka-gasgas sa itaas na tabla ng robot at ang pump ng tubig ay gasgas din sa ilalim ng reservoir ng tubig upang ang lahat ay madaling matanggal kapag pinunan ang tubig ng Tupperware. Ang isang maliit na butas ay ginawa sa takip ng reservoir dahil sa tubo ng tubig na pumapasok sa palayok ng halaman at ang pagdidihit ng pump na papunta sa kahon. Ang isang butas sa gayon ay ginawa sa itaas na tabla ng kahon at ang mga kable ng hygrometer ay dumadaan din sa butas na ito.

Una, nais namin ang robot na magkaroon ng isang kaakit-akit na disenyo kaya't nagpasya kaming itago ang elektronikong bahagi sa loob ng isang kahon, naiwan lamang sa labas ng halaman at tubig. Ito ay mahalaga dahil ang mga halaman ay bahagi ng dekorasyon ng bahay at hindi dapat makaapekto sa espasyo sa paningin. Ang mga bahagi sa kahon ay madaling ma-access sa pamamagitan ng isang takip sa itaas na bahagi, at ang mga takip sa gilid ay magkakaroon ng kinakailangang mga butas upang madali ito, halimbawa, upang buksan ang robot o ikonekta ang Arduino sa isang laptop kung nais namin i-program ulit ito.

Ang mga bahagi sa kahon ay: ang Arduino, ang motor controller, ang mga motor, ang LDR, ang mga may hawak na tambak, ang breadboard at ang mga bisagra. Ang Arduino ay naka-mount sa maliliit na haligi kaya't ang ilalim nito ay hindi nasira at ang motor controller ay naka-mount sa tuktok ng Arduino. Ang mga motor ay nakakulong sa mga pag-aayos ng motor at ang mga pag-aayos ng motor ay pagkatapos ay na-tornilyo sa ilalim na tabla ng kahon. Ang LDR ay solder sa isang maliit na piraso ng breadboard. Ang mga mini board ng kahoy ay nakadikit sa breadboard na ito upang mai-turn ito sa mga lateral na mukha ng robot. Mayroong isang LDR sa harap, isa sa kaliwang bahagi at isa sa kanang bahagi upang malaman ng robot ang direksyon na may pinakamataas na ilaw. Ang mga may hawak ng tambak ay gasgas sa ibabang mukha ng kahon upang madaling alisin ang mga ito at mabago ang mga tambak o muling magkarga. Pagkatapos ang breadboard ay naka-screw sa ilalim na plank na may maliit na mga tatsulok na hugis na haligi na may mga butas ng hugis ng sulok ng breadboard upang suportahan ito. Sa wakas ang mga bisagra ay naka-screw sa likod na mukha at sa tuktok na mukha.

Sa harap na mukha, tatlong mga sharp ang direktang mai-screwed upang makita at maiwasan ang mga hadlang hangga't maaari.

Bagaman ang pisikal na disenyo ay mahalaga na hindi namin makakalimutan ang tungkol sa panteknikal na bahagi, bumubuo kami ng isang robot at dapat ito ay praktikal at hangga't maaari ay dapat naming i-optimize ang puwang. Ito ang dahilan upang pumunta para sa isang hugis-parihaba na hugis, ito ang pinakamahusay na paraang nahanap upang ayusin ang lahat ng mga bahagi.

Panghuli, para sa paggalaw, ang aparato ay magkakaroon ng tatlong gulong: dalawang pamantayan na may motor sa likuran at isang ball caster sa harap. Ipinapakita ang mga ito sa isang tri-cycle drive, pagsasaayos, front steering at likurang pagmamaneho.

Hakbang 3: MANUFACTURING PARTS

Ang pisikal na hitsura ng robot ay maaaring mabago batay sa iyong interes. Ang mga teknikal na guhit ay ibinigay, kung ano ang maaaring gumana bilang isang mahusay na saligan kapag nagdidisenyo ng iyong sarili.

Mga bahagi na pinutol ng laser:

Ang lahat ng anim na bahagi na bumubuo sa kaso ng robot ay pinutol ng laser. Ang materyal na ginamit para dito ay mga recycled na kahoy. Ang kahon na ito ay maaari ding gawin sa labas ng Plexiglas na medyo mahal.

Mga naka-print na bahagi ng 3D:

Ang dalawang karaniwang gulong na inilalagay sa likuran ng robot ay naka-print sa 3D sa PLA. Ang dahilan dito ay ang tanging paraan upang makahanap ng mga gulong natutugunan ang lahat ng mga pangangailangan (magkasya sa mga motor na DC, laki, bigat…) ay ang pagdisenyo sa kanila mismo. Ang pag-aayos ng motor ay naka-print din sa 3D para sa mga kadahilanang badyet. Pagkatapos ang suporta sa palayok ng halaman, ang mga haligi na sumusuporta sa Arduino at ang mga sulok na sumusuporta sa breadboard ay naka-print din 3D dahil kailangan namin ng isang partikular na hugis na umaangkop sa aming robot.

Hakbang 4: Elektroniko

Mga matalas na sensor: Ang mga matalas na sensor ay may tatlong mga pin. Dalawa sa mga ito ay para sa alimentation (Vcc at Ground) at ang huli ay ang sinusukat na signal (Vo). Para sa pagdaragdag mayroon kaming positibong boltahe na maaaring nasa pagitan ng 4.5 at 5.5 V kaya gagamitin namin ang 5V mula sa Arduino. Ang Vo ay makakonekta sa isa sa mga analog na pin ng Arduino.

Mga light sensor: Ang mga light sensor ay nangangailangan ng kaunting circuit upang makapagtrabaho. Ang LDR ay inilalagay sa serye na may isang 900 kOhm risistor upang lumikha ng isang divider ng boltahe. Ang lupa ay konektado sa pin ng risistor na hindi konektado sa LDR at ang 5V ng Arduino ay konektado sa pin ng LDR na hindi konektado sa risistor. Ang pin ng risistor at ang LDR na konektado sa bawat isa ay naka-wire sa isang analog pin ng Arduino upang masukat ang boltahe na ito. Ang boltahe na ito ay mag-iiba sa pagitan ng 0 at 5V na may 5V na naaayon sa buong ilaw at malapit sa zero na naaayon sa madilim. Pagkatapos ang buong circuit ay solder sa isang maliit na piraso ng breadboard na maaaring magkasya sa mga lateral planks ng robot.

Mga Baterya: Ang mga baterya ay gawa sa 4 na tambak sa pagitan ng 1.2 at 1.5 V bawat isa sa pagitan ng 4.8 at 6V. Sa pamamagitan ng paglalagay ng dalawang may hawak ng tambak sa serye mayroon kaming pagitan ng 9.6 at 12 V.

Water pump: Ang water pump ay may koneksyon (power jack) ng parehong uri tulad ng pagdaragdag ng Arduino. Ang unang hakbang ay upang putulin ang koneksyon at tanggalin ang kawad upang magkaroon ng wire para sa lupa at ang wire para sa positibong boltahe. Tulad ng nais naming kontrolin ang bomba, ilalagay namin ito sa serye gamit ang isang kasalukuyang kontroladong transistor na ginamit bilang isang switch. Pagkatapos ang isang diode ay ilalagay sa parallel sa pump upang maiwasan ang mga paatras na alon. Ang ibabang binti ng transistor ay konektado sa karaniwang lupa ng Arduino / baterya, ang gitna sa isang digital na pin ng Arduino na may isang resistor na 1kOhm sa serye upang ibahin ang boltahe ng Arduino sa kasalukuyang at ang itaas na binti sa itim na cable ng ang bomba. Pagkatapos ang pulang kable ng bomba ay konektado sa positibong boltahe ng mga baterya.

Mga motor at kalasag: Ang kalasag ay kailangang solder, ipinadala ito nang hindi solder. Kapag tapos na ito inilagay ito sa Arduino sa pamamagitan ng pag-clipping ng lahat ng mga header ng kalasag sa mga pin ng Arduino. Ang kalasag ay pinapagana ng mga baterya at papalakasin nito ang Arduino kung ang isang lumulukso ay nakabukas (mga orange na pin sa pigura). Mag-ingat na huwag ilagay ang jumper kapag ang Arduino ay pinalakas ng isa pang ibig sabihin kaysa sa kalasag dahil ang Arduino ay magpapagana sa kalasag at masusunog nito ang koneksyon.

Breadboard: Ang lahat ng mga bahagi ay solder na sa breadboard. Ang lupa ng isang may-ari ng tumpok, ang Arduino, ang motor controller at ng lahat ng mga sensor ay solder sa isang parehong hilera (sa aming mga hilera sa breadboard ay may parehong potensyal). Pagkatapos ang itim na kable ng pangalawang may-ari ng pile ay solder sa parehong hilera bilang pula ng unang may-ari ng pile na ang lupa ay na-solder na. Ang isang cable ay pagkatapos ay solder sa parehong hilera tulad ng pulang cable ng pangalawang may-ari ng pile na naaayon sa dalawa sa serye. Ang cable na ito ay makakonekta sa isang dulo ng switch at ang kabilang dulo ay konektado sa isang wire na na-solder sa breadboard sa isang libreng hilera. Ang pulang cable ng bomba at ang pagdaragdag ng motor controller ay solder sa hilera na ito (ang switch ay hindi kinakatawan sa pigura). Pagkatapos ang 5V ng Arduino ay solder sa isa pang hilera at boltahe ng alimentation ng bawat sensor ay magiging solderer sa parehong hilera. Subukan na maghinang ng isang jumper sa breadboard at isang jumper sa sangkap kapag posible upang madali mong mai-disconnect ang mga ito at ang pagpupulong ng mga de-koryenteng sangkap ay magiging mas madali.

Hakbang 5: PROGRAMMING

Programme flowchart:

Ang programa ay pinananatiling simple gamit ang ideya ng mga variable ng estado. Tulad ng nakikita mo sa flowchart, ang mga estado na ito ay nagdudulot din ng isang ideya na unahin. Susuriin ng robot ang mga kundisyon sa pagkakasunud-sunod na ito:

1) Sa estado 2: Ang halaman ba ay mayroong sapat na tubig na may function na moistur_level? Kung ang antas ng kahalumigmigan na sinusukat ng hygrometer ay mas mababa sa 500, ang bomba ay mapatakbo hanggang sa ang antas ng kahalumigmigan ay higit sa 500. Kapag ang halaman ay may sapat na tubig ang robot ay pumupunta sa estado 3.

2) Sa estado 3: Hanapin ang direksyon na may pinakamaraming ilaw. Sa ganitong estado ang halaman ay may sapat na tubig at kailangang sundin ang direksyon na may pinakamaraming ilaw habang iniiwasan ang mga hadlang. Ang function light_direction ay nagbibigay ng direksyon ng tatlong light sensor na tumatanggap ng pinakamaraming ilaw. Pagpapatakbo ng robot ang mga motor upang sundin ang direksyong iyon gamit ang function na follow_light. Kung ang antas ng ilaw ay nasa itaas ng isang tiyak na threshold (sapat_light) ang robot ay huminto upang sundin ang ilaw dahil mayroon itong sapat sa posisyon na ito (stop_motors). Upang maiwasan ang mga hadlang sa ilalim ng 15 cm habang sumusunod sa ilaw, isang hadlang sa pag-andar ay ipinatupad upang ibalik ang direksyon ng balakid. Upang maayos na maiwasan ang mga hadlang ay naipatupad ang pagpapaandar na iwas_obstacle. Ang pagpapaandar na ito ay nagpapatakbo ng motor na alam kung nasaan ang balakid.

Hakbang 6: ASSEMBLY

Ang pagpupulong ng robot na ito ay talagang madali. Karamihan sa mga bahagi ay na-screwed sa kahon upang matiyak na panatilihin nila ang kanilang lugar. Pagkatapos ang may hawak ng tambak, ang reservoir ng tubig at ang bomba ay gasgas.

Hakbang 7: Mga EKSPERIMENS

Karaniwan, kapag ang pagbuo ng isang bagay ng robot ay hindi maayos. Maraming pagsubok, na may mga sumusunod na pagbabago, ang kinakailangan upang makuha ang perpektong resulta. Narito ang isang eksibit ng proseso ng robot ng halaman!

Ang unang hakbang ay upang mai-mount ang robot na may mga motor, Arduino, motor controller at light sensors na may prototyping breadboard. Ang robot ay papunta lamang sa direksyon kung saan sinukat niya ang pinaka ilaw. Ang isang threshold ay nagpasya upang ihinto ang robot kung siya ay may sapat na ilaw. Habang ang robot ay nadulas sa sahig nagdagdag kami ng nakasasakit na papel sa mga gulong upang gayahin ang isang gulong.

Pagkatapos ang mga matalas na sensor ay idinagdag sa istraktura upang subukang maiwasan ang mga hadlang. Sa una dalawang sensor ang inilagay sa harap na mukha ngunit ang pangatlo ay idinagdag sa gitna sapagkat ang mga matalas na sensor ay may isang napaka-limitadong anggulo ng pagtuklas. Sa wakas, mayroon kaming dalawang mga sensor sa dulo ng robot na nakakakita ng mga hadlang pakaliwa o pakanan at isa sa gitna upang matukoy kung mayroong isang balakid sa harap. Ang mga hadlang ay napansin kapag ang boltahe sa matalim napupunta sa itaas ng isang tiyak na halaga na naaayon sa isang distansya ng 15cm sa robot. Kapag ang balakid ay nasa isang gilid ang robot ay iwasan ito at kapag ang isang balakid ay nasa gitna tumitigil ang robot. Mangyaring tandaan na ang mga hadlang sa ibaba ng mga sharps ay hindi matutukoy kaya ang mga hadlang ay kailangang magkaroon ng isang tiyak na taas upang maiwasan.

Pagkatapos nito, nasubukan ang bomba at hygrometer. Ang bomba ay nagpapadala ng tubig hangga't ang boltahe ng hygrometer ay mas mababa sa isang tiyak na halaga na naaayon sa isang tuyong palayok. Ang halagang ito ay sinusukat at natukoy nang eksperimento sa pamamagitan ng pagsubok sa mga halaman na tuyo at mahalumigmig na palayok.

Sa wakas ang lahat ay nasubok na magkasama. Sinusuri muna ng halaman kung mayroon itong sapat na tubig at pagkatapos ay nagsisimulang sundin ang ilaw habang iniiwasan ang mga hadlang.

Hakbang 8: PANGHULING PAGSUSULIT

Narito ang mga video kung paano gumagana ang robot sa wakas. Sana ay masiyahan ka dito!

Hakbang 9: ANO ANG NATUTUHAN NAMIN SA PROYEKTO NA ITO?

Bagaman mahusay ang pangkalahatang puna ng proyektong ito dahil marami kaming natutunan, medyo nai-stress kami kapag itinatayo ito dahil sa mga deadline.

Mga problemang nakatagpo

Sa aming kaso mayroon kaming maraming mga isyu sa panahon ng proseso. Ang ilan sa kanila ay madaling malutas, halimbawa kapag naantala ang paghahatid ng mga sangkap hinahanap lamang namin ang mga tindahan sa lungsod na mabibili namin ito. Ang iba ay nangangailangan ng kaunting pag-iisip.

Sa kasamaang palad, hindi lahat ng problema ay nalutas. Ang aming unang ideya ay upang pagsamahin ang mga katangian ng mga alagang hayop at halaman, pagkuha ng pinakamahusay sa bawat isa. Para sa mga halaman na magagawa natin ito, sa robot na ito magkakaroon tayo ng halaman na pinalamutian ang aming mga bahay at hindi namin ito pangangalagaan. Ngunit para sa mga alagang hayop, hindi namin naisip ang isang paraan ng paggaya sa kumpanyang ginagawa nila. Nag-isip kami ng iba't ibang mga paraan upang masundan ito sa mga tao, at nagsimula kaming magpatupad ng isa ngunit wala kaming oras upang matapos ito.

Karagdagang mga pagpapabuti

Bagaman nais naming makuha ang lahat ng gusto namin, ang pag-aaral sa proyektong ito ay kamangha-mangha. Siguro sa maraming oras makakakuha tayo ng isang mas mahusay na robot. Dito iminumungkahi namin ang ilang mga ideya upang mapabuti ang aming robot na marahil ang ilan sa iyong nais na subukan:

- Pagdaragdag ng mga leds ng iba't ibang kulay (pula, berde, …) na nagsasabi sa gumagamit kung kailan dapat sisingilin ang robot. Ang pagsukat ng baterya ay maaaring gawin sa isang divider ng boltahe na may pagkakaroon ng isang max boltahe na 5V kapag ang baterya ay ganap na sisingilin upang masukat ang boltahe na ito sa isang Arduino. Pagkatapos ay nakabukas ang kaukulang led.

- Pagdaragdag ng isang sensor ng tubig na nagsasabi sa gumagamit kung kailan dapat muling punan ang reservoir ng tubig (sensor ng taas ng tubig).

- Lumilikha ng isang interface upang ang robot ay maaaring magpadala ng mga mensahe sa gumagamit.

At malinaw naman, hindi namin makakalimutan ang layunin na makuha ito upang sundin ang mga tao. Ang mga alagang hayop ay isa sa mga bagay na pinakamamahal ng mga tao, at magiging kaibig-ibig kung ang isang tao ay maaaring makamit na ang robot ay ginagaya ang pag-uugaling ito. Upang mapadali ito, narito ibibigay namin ang lahat na mayroon kami.

Hakbang 10: Paano Makukuha ang Robot upang Sundin ang Mga Tao?

Nalaman namin ang pinakamahusay na paraan upang magawa ito gamit ang tatlong mga ultrasonic sensor, isang emitter at dalawang tatanggap.

Transmitter

Para sa transmiter, nais naming magkaroon ng 50% cycle ng tungkulin. Upang magawa ito, kailangan mong gumamit ng isang 555 timer, ginamit namin ang NE555N. Sa larawan, makikita mo kung paano dapat bumuo ng circuit. Ngunit kakailanganin mong magdagdag ng isang labis na kapasitor sa output 3, 1µF halimbawa. Ang mga resistors at capacitor ay kinakalkula sa mga sumusunod na formula: (larawan 1 & 2)

Dahil ang isang 50% na ikot ng tungkulin ay kanais-nais, ang t1 at t2 ay magiging pantay sa bawat isa. Kaya sa isang transmiter na 40 kHz, ang t1 at t2 ay katumbas ng 1.25 * 10-5 s. Kapag kumuha ka ng C1 = C2 = 1 nF, maaaring makalkula ang R1 at R2. Kinuha namin ang R1 = 15 kΩ at R2 = 6.8 kΩ, tiyakin na R1> 2R2!

Kapag sinubukan namin ito sa circuit sa oscilloscope, nakakuha kami ng sumusunod na signal. Ang sukat ay 5 µs / div kaya ang dalas sa katotohanan ay nasa paligid ng 43 kHz. (Larawan 3)

Tagatanggap

Ang input signal ng tatanggap ay magiging masyadong mababa para sa Arduino upang maproseso ang tumpak, kaya't ang input signal ay kailangang palakasin. Gagawin ito sa pamamagitan ng paggawa ng isang inverting amplifier.

Para sa opamp, gumamit kami ng isang LM318N, na pinalakas namin ng 0 V at 5 V mula sa Arduino. Upang magawa ito, kailangan naming itaas ang boltahe sa paligid ng signal na uma-oscillate. Sa kasong ito ay magiging lohikal na itaas ito sa 2.5 V. Dahil ang supply boltahe ay hindi simetriko, kailangan din naming maglagay ng isang capacitor bago ang risistor. Sa ganitong paraan, gumawa din kami ng isang high-pass filter. Gamit ang mga halagang ginamit namin, ang dalas na kinakailangan upang maging mas mataas sa 23 kHz. Nang gumamit kami ng isang amplification ng A = 56, ang signal ay pupunta sa saturation na hindi maganda, kaya gumamit kami ng A = 18 sa halip. Magiging sapat pa rin ito. (Larawan 4)

Ngayon na mayroon kaming isang pinalakas na alon ng sinus, kailangan namin ng isang pare-pareho na halaga upang masukat ito ng Arduino. Ang isang paraan upang magawa ito ay ang paggawa ng isang rurok ng detector na rurok. Sa ganitong paraan, makikita natin kung ang transmiter ay higit na hiwalay mula sa tatanggap o sa ibang anggulo kaysa dati sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang pare-pareho na signal na proporsyonal sa tindi ng signal na natanggap. Dahil kailangan namin ng isang tuktok na detektor ng rurok, inilalagay namin ang diode, 1N4148, sa tagasunod ng boltahe. Sa paggawa nito, wala kaming pagkawala ng diode at lumikha kami ng isang perpektong diode. Para sa opamp, ginamit namin ang parehong isa sa unang bahagi ng circuit at may parehong supply ng kuryente, 0 V at 5V.

Ang parallel capacitor ay kailangang maging isang mataas na halaga, kaya't ito ay magpapalabas ng napakabagal at nakikita pa rin namin ang uri ng parehong halaga ng rurok bilang tunay na halaga. Ang risistor ay ilalagay din sa kahanay at hindi magiging masyadong mababa, dahil kung hindi man ay mas malaki ang paglabas. Sa kasong ito, sapat na 1.5µF at 56 kΩ. (Larawan 5)

Sa larawan, makikita ang kabuuang circuit. Nasaan ang output, na pupunta sa Arduino. At ang 40 kHz AC signal ay ang tatanggap, kung saan ang kabilang dulo nito ay konektado sa lupa. (Larawan 6)

Tulad ng sinabi namin dati, hindi namin maisasama ang mga sensor sa robot. Ngunit nagbibigay kami ng mga video ng mga pagsubok upang maipakita na gumagana ang circuit. Sa unang video, makikita ang amplification (pagkatapos ng unang OpAmp). Mayroon nang isang offset ng 2.5V sa oscilloscope kaya ang signal ay nasa gitna, nag-iiba ang amplitude kapag nagbago ang direksyon ng mga sensor. Kapag ang dalawang sensor ay nakaharap sa bawat isa, ang amplitude ng sinus ay magiging mas mataas kaysa sa kung ang mga sensor ay may mas malaking anggulo o distansya sa pagitan ng pareho. Sa pangalawang video (ang output ng circuit), makikita ang naitama na signal. Muli, ang kabuuang boltahe ay magiging mas mataas kapag ang mga sensor ay nakaharap sa bawat isa kaysa sa kung hindi. Ang signal ay hindi ganap na tuwid dahil sa paglabas ng capacitor at dahil sa volts / div. Nasusukat namin ang isang pare-pareho na pagbawas ng signal kapag ang anggulo o ang distansya sa pagitan ng mga sensor ay hindi na pinakamabuting kalagayan.

Ang ideya noon ay upang gawing robot ang tagatanggap at ang gumagamit ang nagpapadala. Ang robot ay maaaring gumawa ng isang turn sa kanyang sarili upang makita sa aling direksyon ang intensity ay ang pinakamataas at maaaring pumunta sa direksyong iyon. Ang isang mas mahusay na paraan ay maaaring magkaroon ng dalawang mga tatanggap at upang sundin ang tatanggap na nakakakita ng pinakamataas na boltahe at isang mas mahusay na paraan ay maglagay ng tatlong mga tatanggap at mailagay ang mga ito tulad ng LDR na malaman sa mga direksyon na inilalabas ang signal ng gumagamit (tuwid, Kaliwa o kanan).