Batay sa PIC na LF at Pag-iwas sa Robot: 16 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Panimula

Sa itinuturo na ito matututunan mong gumawa ng isang ilaw sa pagsunod at pag-iwas sa robot. Ang aking inspirasyon ay nagmula sa mga robot na ginagaya ang karaniwang pag-uugali ng tao, halimbawa hindi ka lamang lalalakad sa isang pader nang walang dahilan. Nakikipag-usap ang iyong utak sa iyong mga kalamnan / organo at kaagad ka pipigilan. Ang iyong utak ay gumagana nang katulad sa isang pangunahing micro-controller na tumatanggap ng mga input at pinoproseso ang mga ito sa mga output, sa kasong ito ang iyong utak ay umaasa sa iyong mga mata para sa impormasyon. Kasabay nito ay katanggap-tanggap na maglakad sa isang pader kapag ang isa ay bulag. Ang iyong utak ay walang natatanggap na mga input mula sa iyong mga mata at hindi makita ang pader. Ang robot na ito ay hindi lamang isang kumpletong pagbuo sa dulo ngunit isang cool na karanasan sa pag-aaral tungkol sa pangunahing mga elektronikong sangkap, DIY, at mga kasanayan sa disenyo upang lumikha ng isang bagay, at alam kong masisiyahan ka dito. Alam kong maraming mas madali at maginoo na mga pamamaraan kung saan hindi mo kailangang itayo ang iyong mga circuit at gumamit ng mga pangunahing module upang makamit ang parehong resulta ngunit kumuha ako ng isang iba't ibang diskarte, bukod kung ikaw ay isang DIY nut tulad ko at tinitingnan alamin ang isang bagong bagay na ito ay ang perpektong proyekto para sa iyo! Susundan ng robot na ito ang ilaw at kapag nahipo ng isang pakiramdam ang pader ay babaliktad ito at babalik, kaya ito ang mga pangunahing pag-andar para sa robot na ito. Inaasahan mong nasiyahan ka sa akin ng proyekto!

Hakbang 1: Listahan ng Mga Materyales

Ang electronics

Mga lumalaban

· 10K risistor, ¼ watt (x20)

· 2.2K risistor, ¼ watt (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K risistor, ¼ watt (x10)

· 220 ohm risistor, ¼ watt (x4)

· 22K risistor ¼ watt (x10)

Mga capacitor

· 10pf ceramic (x5)

· 2200uf electrolytic, 25V (x2)

· 10nf ceramic (x4)

Semiconductors

· BD 139 NPN power transistor (x4)

· BD 140 PNP power transistor (x4)

· BC 327 PNP transistor (x4)

· Mga regulator ng boltahe ng LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A microcontroller (x1)

· LED 5mm (ang iyong pinili ng kulay) (x3)

Hardware

· Mga sheet ng board ng playwud

· 5mm x 60mm spacer nut (x4)

· 5mm x 20mm bolt (x8)

· Mga naka-gear na motor 12V 500mA (x2)

· 60mm foam gulong (x2)

· Mga konektor ng babaeng heather (jumper) (x50)

· 12V, 7.2Ah Gate motor baterya (opsyonal, mas maliit na baterya ay maaaring magamit ngunit tiyakin na ito ay 12V).

· 2mm wire (10m)

· Mga pin ng konektor ng lalaki na heather (jumper) (x50)

· 3mm heat shrink tubing (2m)

Hakbang 2: Pagbuo ng Mga Circuits

Ang pagbuo ng mga circuit ay medyo tuwid, ito ay isang mahusay na karanasan sa pag-aaral para sa mga hindi pa nagagawa ito dati at mahusay na kasanayan para sa mga mayroon. Maaari mong palaging subukan ang isang iba't ibang pamamaraan ngunit mas gusto ko ang paggamit ng Veroboard dahil mas madali sa mga track na tatawid para sa paghihinang. Inirerekumenda ko bago itayo ang aktwal na circuit upang gumawa ng isang modelo sa board ng tinapay at upang idisenyo ang iyong layout ng Veroboard para sa iyong circuit sa papel, ito ay parang maraming trabaho ngayon ngunit magbabayad ito kapag itinatayo ang iyong mga circuit (lalo na para sa mga sanggunian na puntos).

Pagbuo ng H-Bridges

Ang H-Bridge ay isang circuit na responsable para sa pagmamaneho ng iyong mga motor na tumatanggap ng signal mula sa micro-controller at alinman sa paghinto o pag-reverse ng mga motor (ito ay binagong H-Bridge kasama ang 4011 na gumaganap bilang protection circuitry at nagdaragdag ng higit pa mga tampok sa pagkontrol). Nasa ibaba ang mga larawan ng diagram ng circuit, ang layout ng board ng Vera at ang pangwakas na circuit (Tandaan na bumuo ng 2 H-Bridges, isa para sa bawat motor).

Hakbang 3: Pagbuo ng LDR Circuits

Ang mga circuit ng LDR ay kumikilos bilang mga mata sa robot kung saan nadarama ang pagkakaroon ng ilaw at nagpapadala ng isang signal ng boltahe sa PIC micro-controller, upang mapalakas ang signal ng boltahe para sa PIC na ginamit ko ang isang 741 na pagpapatakbo-amp. Tandaan na bumuo ng 2 mga circuit, isa para sa bawat mata ng robot.

Hakbang 4: Pagbuo ng Circuit ng Pagsuporta sa PIC

Ito ang circuit na utak ng robot.

Hakbang 5: Pagbuo ng Boltahe na Pag-aayos ng Mga Circuits

Ang pangunahing supply ng boltahe na papasok sa robot ay magiging 12V, nangangahulugan ito na dapat mayroong isang voltage regulator sa mga H-Bridge circuit dahil gumagana ang mga ito sa 9V at sa mga circuit ng PIC at LDR na parehong gumagana sa 5V. Ang boltahe ay dapat ding maging matatag upang hindi makapinsala sa mga bahagi, ang mga circuit na ito ay makokontrol ang boltahe, tandaan na bumuo ng 2 circuit. (Ang lahat ng mga imahe ay nasa ibaba). Matapos mong makumpleto ang mga circuit ay itinakda ang mga ito sa tamang boltahe sa pamamagitan ng pag-on sa VR at pagsukat gamit ang multi-meter. Tandaan ang LDR at PIC circuit ay kailangan ng + 5V. At kailangan ng H-Bridges ng + 9V.

Hakbang 6: Pagdaragdag ng Mga Pins sa Circuit

Ngayon na binuo mo ang iyong mga circuit ay oras na upang maghinang sa mga header pin. Ang isa pang pamamaraan ay upang maghinang wire diretso sa board, ngunit nalaman ko na ang mga wire break ay mas karaniwan noon. Upang matukoy kung saan maghinang ang mga pin na tumingin sa layout ng Veroboard ng bawat circuit, sa mga pindutan sa ilalim ng disenyo ng circuit makikita mo ang mga simbolo para sa mga header pin at pagkatapos ay tumingin lamang sa iyong disenyo ng circuit, bilangin ang iyong mga butas sa board upang sundin ang layout at pagkatapos ay solder lamang ang pin. (Ang simbolo na dapat mong hanapin ay ibibigay sa isang imahe). Tandaan na piliin ang tamang layout para sa tamang circuit.

Hakbang 7: Mga Breaking Track ng Veroboard

Ang iyong mga circuit ay halos tapos na; ang pinakamahalagang bagay na natitirang gawin ngayon ay upang masira ang mga track sa Veroboard. Sundin muli ang parehong prinsipyo gamit ang mga susi sa bawat circuit upang matukoy kung saan masisira ang mga track, siguraduhin na sinira mo ang mga track sa lahat ng paraan, gumamit ako ng isang bapor (libangan) na kutsilyo. (Ang isang imahe ng susi at isang halimbawa ng isang track break ay ibibigay).

Hakbang 8: Pag-coding ng PIC

Ngayon na nakumpleto mo ang iyong mga circuit ay maaari mong simulang gawin ang pangunahing bahagi ng robot, ang pag-coding ng PIC, ang pag-coding ng PIC ay tuwid na pasulong, ang code ay nakasulat sa MPLab X, ang source code at firmware file (.hex) ay ibinigay sa ang zip package. Upang mai-flash ang firmware sa PIC controller maaari mong gamitin ang anumang magagamit na programmer.

Hakbang 9: Pagpasok ng mga Microchips

Ngayon na nakumpleto mo na ang halos lahat ng iyong trabaho sa mga circuit ay oras na para sa pangwakas na bagay, na ipinasok ang mga microchip. Ito ay isang medyo madaling gawain ngunit mahirap pa rin, ang karamihan sa iyong mga microchip ay may kakaibang mga espongha kapag binili mo sila mula sa tindahan, maaari kang magtaka kung bakit ngunit ang mga chips ay static na sensitibo na nangangahulugang hindi mo mahawakan ang mga ito sa iyong mga kamay maliban kung ay may suot na static band. Kasama dito ang 4011's at ang PIC, kaya mag-ingat at huwag hawakan ang mga pin ng mga microchip na ito kung hindi man ay masisira mo sila. (Tiyaking inilalagay mo ang maliit na tilad sa tamang bahagi, isang halimbawa ang ibibigay).

Hakbang 10: Mga Circuits ng Pagsubok

Kumpleto na ang iyong mga circuit; oras na upang subukan ang mga ito! Upang subukan ang iyong mga circuit ay kailangan mo ng isang multimeter (ang isang multimeter ay isang aparato na sumusukat sa mga pagkakaiba sa boltahe, kasalukuyang at paglaban), sa kabutihang palad ang modernong multimeter ay may ilang mga pagpapaandar. Una sa lahat kailangan mong gawin ang isang pangunahing visual na inspeksyon ng circuit, suriin para sa anumang mga bitak, wire break at disconnection. Matapos kang magalak tungkol dito mahalaga na suriin ang lahat ng mga polarity sa circuit, halimbawa: ang iyong mga transistor ay dapat na tamang paraan at dapat na ipasok nang maayos ang iyong mga microchip. Pagkatapos nito ay oras na upang suriin ang ilalim ng circuit board, suriin ang anumang mga shorts sa pagitan ng mga track nang biswal at pagkatapos ay siguraduhing kumuha ng isang kutsilyong kutsilyo at hiwain lamang ito sa pagitan ng mga metal track ng board upang matiyak. Ang pangwakas na bagay na dapat abangan ay ang iyong mga pahinga, gumawa ng isang visual na inspeksyon ng bawat pahinga sa iyong circuit upang matiyak na ang track ay nasira hanggang sa ang daan. Upang suriin nang maayos kailangan mong ayusin ang iyong setting ng multimeteres sa pagpapatuloy (isang imahe ay ibibigay sa ibaba) at ilagay ang isang tingga sa isang gilid ng Brocken track at ang iba pang mga lead sa kabilang panig, kung ang iyong multimeter beep ang iyong pahinga ay may sira at kailangan mong gawin itong muli. Pinapayuhan kong subukan ang bawat circuit nang paisa-isa upang hindi malito. (Ayusin ang lahat ng iyong mga pagkakamali bago gawin ang susunod na hakbang). Tandaan na patakbuhin ang mga circuit na may wastong regulasyon ng boltahe:

· H-Bridges: 9V

· LDR + PIC: 5V

Hakbang 11: Pagtitipon ng Katawan ng Robot

Ngayon na tapos na ang iyong gawaing circuit ay oras na upang gumawa ng DIY, ngayon ay tipunin na namin ang tuktok na bahagi ng robot. Ang tuktok na bahagi ay karaniwang binubuo ng lahat ng mga circuitry at sensor. Una sa lahat kailangan mong mag-drill ng mga butas sa iyong board ng playwud para sa mga spacer nut at turnilyo, drill ang isang sentimo mula sa gilid sa bawat sulok (hindi talaga ito mahalaga kung saan mo pipiliing i-drill ang iyong mga butas hangga't ang iyong istraktura ay matatag at ito ay tumutugma sa mga butas na drill sa ilalim ng board). Ngayon ay may ilang higit pang pagbabarena na dapat gawin….kapag pipiliin mong i-mount ang iyong board sa mga spacer nut na kailangan mo upang mag-drill ng mga hoes para sa kanila (tingnan ang diameter ng iyong nut at pumili ng drill bit nang naaayon), kailangan mo ring mag-drill ng mga butas sa iyong circuit, mag-ingat kapag ginagawa iyon upang hindi makapinsala sa board at piliin kung saan mo nais ang mga butas na naaayon sa layout ng iyong circuit board (upang hindi makapinsala sa mga track). Ang isa pang madaling paraan ay idikit lamang ang mga board papunta sa playwud (kapag ginagawa ito subukang dumikit sa aking layout, naka-mount ang H-Bridges sa likod atbp.)

Hakbang 12: Pagtitipon ng Katawan ng Robot (bahagi 2)

Ngayon na natipon mo ang nangungunang bahagi, oras na upang tipunin ang ilalim na bahagi. Sa ilalim ay maiuugnay ang lahat ng mga regulator ng boltahe, ang mga motor na nagmamaneho at mga capacitor. Ang iyong unang hakbang ay ang paglalagay ng mga motor sa board ng playwud. Mas gusto ko ang dalawang pangunahing paraan upang mai-mount ang mga motor, alinman i-mount mo ang mga ito sa gitna ng panel ng playwud o sa isang gilid na iyong pinili. Kung pipiliin mong i-mount ang mga motor sa gilid kailangan mong tandaan na bumili ng isang front flywheel upang matulungan ang balanse ng robot at maniobrahin ito nang maayos. Alalahanin na gumawa ng ilang mga pangunahing sukat at pagsusuri bago maayos na mai-mount ang iyong mga motor, inirerekumenda kong i-mount ang motor na may mga kurbatang zip zip na mura at madaling makumpleto, unang mainit na pandikit ang iyong motor alinsunod sa iyong nais na mga sukat pagkatapos ay mag-drill ng dalawang butas sa dalawang panig ng motor sa playwud at gumamit lamang ng isang zip tie upang hawakan ito (tandaan na higpitan nang maayos ang iyong zip tie). Ang paglalagay ng mga regulator at mga capacitor ay magiging madali (mag-ayo sa puwang na mayroon ka sa playwud) at mai-mount ang mga ito sa paggamit ng spacer nut na pamamaraan o mainit na pandikit, (Inirerekumenda ko ang pagdikit ng mga capacitor). Sa wakas mag-drill ng mga butas para sa pag-mount sa tuktok na board (gamitin ang parehong mga sukat tulad ng ginawa mo sa itaas na bahagi), inirerekumenda ko ang pagbabarena ng mas maliit na mga butas at pindutin ang pag-angkop sa mga spacer nut sa.

Hakbang 13: Mga kable

Ngayon na nag-solder ka, naka-check at naka-mount ang iyong mga circuit sa oras nito upang magkasama ang buong bagay. Ang mga pangunahing kaalaman sa mga kable ay ang lahat ng mga circuit ay sa paglaon ay mai-wire sa PIC na magproseso at magpapadala ng impormasyon, tandaan na ang iyong mga kable ay napakahalaga at dapat mong tiyakin na ang lahat ay tama. Ok, ngayon para sa kung paano mag-wire, ngayon nakukuha mo kung bakit pinili kong sumama sa pamamaraan ng heather pin dahil ginagawang mas madali ito. Kung mayroon kang wire ng jumper na babae maaari mong mabilis na ikonekta ang mga board nang magkasama, kung hindi maaari mo lamang maghinang ng normal na kawad sa heather pin (ang mga jumper ay mas mahusay dahil kung nagkamali ka ng mga pin ay hindi mo na kailangang muling maghinang). Ang isang diagram ng mga kable ay ibibigay sa imahe.

Hakbang 14: Pag-attach at Pagkonekta ng Mga Pakiramdam

Gumagamit ang iyong robot ng dalawang feeler upang madama ang pader sa harap nito. Ang paglakip sa mga nadarama ay medyo simple, karaniwang dalawang micro switch na kumikilos bilang kaliwa at kanang pakiramdam. Mainit na pandikit sa kanila sa harap ng iyong pangalawang board. Ang circuit diagram ng mga koneksyon ay ibibigay sa ibaba. (Tandaan na alamin ang mga micro switch pin hal. COM).

Hakbang 15: Robot sa Pagsubok

Okay, ito ang lumalabas na sandali na hinihintay mo, upang tuluyang masunog ang iyong robot sa unang pagkakataon !! Huwag masyadong mag-exite ngayon na hindi ito gumagana sa unang pagkakataon, kung ito ay ISA KA LUCKY BUILDER !! Ngayon ay huwag mabigo kung hindi ito gumana, huwag mag-alala tiyak na malapit na ito. Sa ibaba gumawa ako ng isang listahan para sa lahat ng mga posibleng problema na maaari mong harapin at kung paano ito malulutas.

· Ang buong bagay ay walang ginawa. Suriin ang mga circuit ng suplay ng kuryente at mga koneksyon sa mga power pin ng board, suriin din ang mga isyu sa polarity.

· Motors sa pag-on sa kabaligtaran ng mga direksyon. Ipagpalit ang isang polarity ng Motors dapat itong ipadala sa iba pang paraan, maaari ding isang isyu sa programa.

· May nagsisimula ng paninigarilyo o sa tingin mo ay may isang bagay na totoong mainit. SHORT CIRCUIT!! Patayin kaagad upang maiwasan ang pinsala. Suriin ang lahat ng posibleng mga circuit kabilang ang mga koneksyon sa wire.

· Ang mga motor ay talagang mabagal. Taasan ang kasalukuyang sa robot. O posibleng kakulangan sa H-Bridge.

· Ang robot ay hindi nakakaintindi ng ilaw nang maayos. Ayusin ang VR sa mga circuit ng LDR, maaaring maging isang isyu sa pag-program.

· Ang robot ay kumikilos nang hindi karaniwang at gumagawa ng mga kakatwang bagay. Programming! I-double check ang code ng programa.

· Robot na hindi nararamdaman ang pader. Suriin ang mga koneksyon sa mga micro-switch.

Kaya ito ang mga problemang nangyari sa aking robot, kung mayroon kang isang hindi pangkaraniwang problema huwag mag-atubiling baguhin o baguhin ang aking mga disenyo para sa mas mahusay, tandaan lahat tayo ay natututo at walang kaganapang perpekto.

Hakbang 16: Pagsubok at Error

Kung pagkatapos ng maraming oras na pagsubok, ang pag-check at pagsubok sa iyong robot ay hindi pa rin gagana, huwag mo itong itapon sa pader o gupitin ito at mawalan ng pag-asa. Subukan ang paglalakad sa labas ng pagkuha lamang ng sariwang hangin o pagtulog lamang dito, marami akong mga sandaling ganoon, at alam mo kung bakit? Ang electronics ay isang mahirap na libangan, isang sangkap na nabigo - lahat ay nabigo. Huwag kalimutan na paghiwalayin ito sa mga seksyon habang sinusubukan at laging panatilihing isang bukas na isip na may disenyo at layout. Maging malaya at malikhain at huwag sumuko !!! Kung nagustuhan mo ang aking proyekto mangyaring iboto ako sa paligsahan na gawin itong ilipat, inaasahan mong magalak ito!