Fire Chasing Robot: 6 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Sa proyektong ito, lilikha kami ng isang firefighting robot na hinahabol ang isang apoy at pinapatay ito sa pamamagitan ng paghihip ng hangin dito mula sa isang fan.

Matapos mong magawa ang proyektong ito, malalaman mo kung paano gamitin ang mga sensor ng apoy sa PICO, kung paano basahin ang kanilang halaga ng output at kung paano ito kikilos, at kung paano gamitin ang mga sensor ng Darlington na may mga DC motor at kung paano ito makontrol. Siyempre kasama ang isang napaka-cool na robot ng firefighting.

Mga gamit

• PICO
• Flame Sensor
• Maliit na DC motor
• Maliit na Propeller
• L298N H-tulay na driver ng motor
• PCA9685 12-bit na 16-channel na driver ng PWM
• 2WD robot chassis kit
• Mini na pisara
• Jumper wires
• Mga tornilyo at mani

Hakbang 1: Pagkonekta sa Flame Sensor sa PICO

Magsimula tayo sa pinakamahalagang bahagi ng ating robot na nakikipaglaban sa sunog, na kung saan ay ang kakayahang makita ang sunog kapag nangyari ito. Iyon ang dahilan kung bakit magsisimula kami sa mga sangkap na responsable para sa pagtuklas ng apoy, ngunit bago natin gawin, tipunin natin ang aming 2WD robot chassis kit, habang binubuo namin ang aming robot batay dito.

Gumagamit kami ng 3 mga sensor ng apoy sa proyektong ito at magkakaroon kami ng robot na malayang gumagalaw gamit ang kanilang mga pagbabasa, ilalagay namin ang mga sensor na ito sa gitna, kaliwa, at kanang bahagi ng chassis ng robot. At mailalagay ang mga ito sa isang paraan upang magkaroon ng kakayahang tumpak na ituro ang pinagmulan ng apoy at ilabas ito.

Bago namin simulang gamitin ang mga sensor ng apoy, pag-usapan natin kung paano gumagana ang mga ito: ang mga module ng apoy ng sensor ay pangunahin na gawa sa mga infrared LED LED na makakakita ng infrared light na inilalabas mula sa apoy, at ipadala ang data bilang alinman sa digital o analog input, sa aming kaso gagamit kami ng isang flame sensor na nagpapadala ng digital output.

Ang mga module ng flame sensor ay nag-pin:

• VCC: positibo 5 volts, na konektado sa VCC pin ng PICO.
• GND: negatibong pin, na konektado sa GND na pin ng PICO.
• D0: ang digital output pin, na konektado sa nais na digital sa PICO.

Ikonekta natin ito ngayon sa aming PICO upang subukan ang aming mga kable at lohika ng code, upang matiyak na ang lahat ay gumagana nang maayos. Ang pagkonekta ng mga sensor ng apoy ay napakadali, ikonekta lamang ang VCC, at GND ng mga sensor sa VCC, at GND ng PICO ayon sa pagkakabanggit, pagkatapos ay ikonekta ang mga output pin tulad ng sumusunod:

• D0 (kanang sensor ng apoy) → A0 (PICO)
• D0 (gitnang sensor ng apoy) → A1 (PICO)
• D0 (left flame sensor) → A2 (PICO)

Hakbang 2: Coding PICO Gamit ang Flame Sensors

Ngayon na mayroon kaming mga sensor ng apoy na konektado sa PICO, simulan natin ang pag-coding upang malaman natin kung aling flame sensor ang may apoy sa harap, at alin ang hindi.

Code ng lohika:

• Itakda ang PICO's A0, A2, at A3 na mga pin bilang INPUT pin
• Basahin ang bawat halaga ng output ng sensor
• I-print ang bawat halaga ng output ng sensor sa serial monitor, upang masuri namin kung ang lahat ay gumagana nang maayos o hindi.

Mangyaring tandaan na ang aming mga sensor, magkaroon ng isang mababang pagbabasa ng "0" kapag nakakaramdam sila ng apoy, at isang mataas na pagbabasa na "1" kapag hindi nila naramdaman ang apoy.

Upang subukan ang iyong code, buksan ang iyong serial monitor at tingnan kung paano ito nagbabago kapag may sunog ka sa harap nito, kumpara sa kung kailan ito magbabago. Ang mga naka-attach na imahe ay may mga pagbabasa para sa wala talagang apoy, at ang mga pagbasa ng isang solong apoy sa harap ng gitnang sensor.

Hakbang 3: Pagkonekta sa Fan

Upang gawing epektibo ang isang fire fighting robot dapat itong magkaroon ng kakayahang labanan ang apoy, at para doon lilikha kami ng isang fan na hangarin namin sa sunog at patayin ito. At lilikha namin ang fan na ito sa pamamagitan ng paggamit ng isang maliit na DC motor na may naka-install na propeller dito.

Kaya, magsimula tayo sa pamamagitan ng pagkonekta sa aming mga DC motor. Ang DC motors ay may mataas na kasalukuyang gumuhit, sa gayon hindi namin direktang ikonekta ang mga ito sa aming PICO, dahil maaari lamang itong mag-alok ng 40 mA bawat GPIO pin, habang ang motor ay nangangailangan ng 100 mA. Ito ang dahilan kung bakit kailangan naming gumamit ng isang transistor upang ikonekta ito, at gagamitin namin ang TIP122 Transistor, dahil magagamit namin ito upang itaas ang kasalukuyang ibinigay ng aming PICO sa halagang kailangan ng motor.

Idaragdag namin ang aming DC motor at isang panlabas na "PLACE HOLDER" na baterya, upang maibigay ang motor sa kinakailangang lakas nang hindi sinasaktan ang aming PICO.

Ang DC motor ay dapat na konektado tulad ng sumusunod:

• Base pin (TIP122) → D0 (PICO)
• Collector pin (TIP122) → DC motor lead "Ang DC motor ay walang polarities, kaya't hindi alintana kung aling lead"
• Emitter pin (TIP122) → GND
• Ang walang laman na tingga ng DC motor → Positibo (pulang kawad) ng panlabas na baterya

Huwag kalimutan na ikonekta ang GND ng baterya sa GND ng PICO, na parang hindi ito konektado, hindi gagana ang circuit

Ang lohika ng code ng tagahanga: ang code ay napaka-simple, babaguhin lamang namin ang code na mayroon na kaming upang buksan ang tagahanga kapag ang pagbabasa ng gitnang sensor ay mataas, at i-off ang fan kapag mababa ang pagbabasa ng gitnang sensor.

Hakbang 4: Pagkonekta sa Mga Robot ng Kotse ng Robot

Ngayon na ang aming robot ay maaaring makakita ng sunog, at maaaring ilabas ang mga ito gamit ang isang fan kapag ang apoy ay direkta sa harap nito. Panahon na upang bigyan ang robot ng kakayahang ilipat at iposisyon ito mismo nang direkta sa harap ng apoy, upang mapapatay niya ito. Gumagamit na kami ng aming 2WD robot chassis kit, na may kasamang 2 nakatuon na DC na gagamitin namin.

Upang makontrol ang bilis ng pagtakbo ng DC motor at direksyon na kailangan mong gamitin ang L298N H-bridge motor driver, na isang module ng driver ng motor na may kakayahang kontrolin ang bilis at direksyon ng tumatakbo ng motor, na may kakayahang pakainin ang mga motor mula sa isang panlabas na mapagkukunan ng kuryente.

Ang driver ng motor na L298N ay nangangailangan ng 4 na digital input upang makontrol ang direksyon ng pag-ikot ng mga motor, at 2 input ng PWM upang makontrol ang bilis ng pag-ikot ng mga motor. Ngunit sa kasamaang palad, ang PICO ay mayroon lamang isang solong PWM output pin na hindi makontrol ang parehong direksyon at bilis ng pag-ikot ng motor. Dito namin ginagamit ang module ng pagpapalawak ng mga PCA9685 PWM upang madagdagan ang PWM PWM upang magkasya sa aming mga pangangailangan.

Ang mga kable ngayon ay medyo naging mahirap, dahil kumokonekta kami ng 2 bagong mga motor kasama ang 2 mga module upang makontrol ang mga ito. Ngunit, hindi iyon magiging problema kung susundin mo ang mga naibigay na iskema at hakbang:

Magsimula tayo sa module ng PCA9685 PWM:

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

Ngayon, ikonekta natin ang module ng driver ng motor na L298N:

Magsimula tayo sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa aming mapagkukunan ng kuryente:

• +12 (L298N module) → Positibong pulang kawad (baterya)
• GND (L298N module) → GND

Upang makontrol ang direksyon ng pag-ikot ng mga motor:

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

Upang makontrol ang bilis ng pag-ikot ng motor:

• enableA (L298N module) → PWM 4 pin (PCA9685)
• enableB (L298N module) → PWM 5 pin (PCA9685)

Ang L298N motor driver ay maaaring maglabas ng isang kinokontrol na +5 volts, na gagamitin namin upang mapalakas ang aming PICO:

+5 (L298N module) → Vin (PICO)

Huwag ikonekta ang pin na ito kung ang PICO ay pinalakas sa pamamagitan ng USB

Ngayon na nakakonekta na namin ang lahat, iprogram namin ang robot upang ilipat ang sarili nito upang direktang harapin ang apoy at i-on ang fan.

Hakbang 5: Pagtatapos ng Code

Ngayon na nakakonekta natin nang maayos ang lahat, oras na upang mai-code ito upang gumana rin ito. At ito ang mga bagay na nais naming magawa ng aming code:

Kung nararamdaman nito ang sunud-sunod nang sunud-sunod (nararamdaman ng gitnang sensor ang apoy), pagkatapos ay gumagalaw ang robot patungo rito hanggang sa maabot nito ang itinakdang distansya at buksan ang bentilador

Kung nararamdaman nito ang apoy sa kanang bahagi ng robot (ang kanang sensor ay nakakaramdam ng apoy), pagkatapos ang robot ay umiikot hanggang sa ang apoy ay nasa harap mismo ng robot (ang gitnang sensor), pagkatapos ay gumagalaw patungo rito hanggang sa maabot ang itinakdang distansya at binuksan ang fan

Kung nakakaramdam ito ng apoy sa kaliwang bahagi ng robot, gagawin ito pareho sa itaas. Ngunit, liliko ito sa kaliwa sa halip na kanan.

At kung wala itong maramihang sunog, lahat ng mga sensor ay maglalabas ng TAAS na halaga, na humihinto sa robot.

Hakbang 6: Tapos Na

Sa proyektong ito, natutunan namin kung paano basahin ang output ng sensor at gumawa ng pagkilos depende dito, kung paano gamitin ang Darlington transistor na may mga DC motor, at kung paano makontrol ang mga DC motor. At ginamit namin ang lahat ng aming kaalaman upang lumikha ng isang firefighting robot bilang isang application. Alin ang medyo cool x)

Mangyaring huwag mag-atubiling magtanong ng anumang mga katanungan na maaaring mayroon ka sa mga komento o sa aming website mellbell.cc. At tulad ng lagi, patuloy na gumawa:)