Magaling: ang Itakda Ito at Kalimutan Ito Studio Mas malinis: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ni: Evan Guan, Terence Lo at Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Panimula at Pagganyak

Ang sweepy the studio cleaner ay dinisenyo bilang tugon sa magulong kondisyon ng studio ng arkitektura na naiwan ng mga barbaric na mag-aaral. Pagod na ba kung gaano magulo ang studio sa panahon ng mga pagsusuri? Well sabihin hindi na. Sa Sweepy, ang kailangan mo lang gawin ay itakda ito at kalimutan ito. Ang studio ay magiging bagong palabas ng mas mabilis kaysa sa kinakailangan upang makumpleto mo ang isang modelo ng proyekto.

May malay sa sarili at malilipat sa pagwawalis ng lahat ng basura at basura sa hinahangad ng iyong puso salamat sa dalawang mga ultrasonikong sensor na nagsasabing lumiko ito sa isang pader. Kailangan mo ng Sweepy upang gumana nang mas mahirap? Walang problema, sumigaw ka lang dito. Ang sweepy ay patuloy na nakikinig sa kapaligiran nito salamat sa isang sound sensor. Ang pag-abot sa isang tiyak na threshold ng ingay ay magiging sanhi ng pagpasok ng Sweepy sa isang galit na mode, pagwawalis at paggalaw ng mas mabilis sa isang maikling panahon.

Ang isang studio na walang Sweepy ay isa na magulo.

‏‏‎ ‎

Mga Bahagi, Materyales at Tool

Karamihan sa mga bahagi sa listahang ito ay matatagpuan sa ELEGOO UNO R3 Project Starter Kit. Ang ibang mga bahagi ay maaaring mabili mula sa Creatron Inc. o iba pang mga elektronikong tindahan.

‏‏‎ ‎

Mga Bahagi

x1 ELEGOO UNO R3 Controller Board

x1 Module ng Pagpapalawak ng Prototype

x1 Ultrasonic Sensor (HC-SR04)

x1 Sound Sensor Module (KY-038)

x2 DC N20 Motors (ROBOT-011394)

x1 Micro Servo Motor 9G (SG90)

x1 LCD Module (1602A)

x1 9V Baterya

x2 60x8mm Rubber Wheels (UWHLL-601421)

x1 Libreng Castor Wheel (64mm taas)

x1 Pagwawalis ng Brush (12mm taas ng hawakan)

x2 NPN Transistors (PN2222)

x3 Resistors (220Ω)

x2 Diode (1N4007)

x1 Potensyomiter (10K)

x15 Mga Breadboard Jumper Wires

x26 Babae-sa-Lalaking Dupont Wires

‏‏‎ ‎

Mga Kagamitan

x1 3mm Plywood Sheet (Laki ng Laser Bed 18 "x 32")

x6 M3 Screws (YSCRE-300016)

x4 M3 Nuts (YSNUT-300000)

x6 M2.5 Screws (YSCRE-251404)

x6 M2.5 Nuts (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Mga kasangkapan

Itinakda ang distornilyador

Mainit na glue GUN

‏‏‎ ‎

Kagamitan

Computer

3d printer

Laser Cutter

‏‏‎ ‎

Software

Arduino IDE

Hakbang 1: Pag-unawa sa Lohika

Circuit

Ang ELEGOO UNO R3 Controller Board ay magsisilbing "utak" ng robot kung saan mai-upload at maproseso ang code. Ikabit ang Prototype Expansion Board at mini breadboard sa tuktok nito. Upang makipag-usap sa mga sensor at actuator, ang mga bahagi ay konektado sa pamamagitan ng breadboard at mga wire.

Kasama sa itaas ay isang diagram ng circuitry na kinakailangan upang gawing masaya ang Sweepy. Magbayad ng espesyal na pansin sa pag-input at output ng mga wire. Nakatutulong itong sundin kasama ang isang kawad sa pamamagitan ng pagtingin sa kulay nito. Ang isang maling koneksyon ay maaaring maging sanhi ng maling paggana ng Sweepy o sa mas masamang kaso, makapinsala sa iyong electronics sa pamamagitan ng maikling pag-ikot.

‏‏‎ ‎

Programming

Nakalakip sa ibaba ang kinakailangang code upang patakbuhin ang Sweepy. Buksan ang file sa Arduino IDE at i-upload ito sa ELEGOO UNO R3 Controller Board. Upang magawa ito, dapat mong ikonekta ang board ng controller sa iyong computer sa pamamagitan ng USB cable. Tiyaking napili ang tamang port sa pamamagitan ng pagpunta sa Mga Tool at Port sa dropdown na menu. Siguraduhing i-upload ang code bago buuin ang Sweepy upang maiwasan na mai-plug in ang USB cable habang nasa naka-print na pabahay ng 3D.

Hindi inirerekumenda na baguhin ang mga variable sa code maliban kung mayroon kang karanasan o alam kung ano ang iyong ginagawa.

Hakbang 2: Pagkolekta ng Lahat ng Mga Bahagi, Materyales at Tool

Upang simulan ang proyekto, tipunin ang lahat ng mga bahagi, materyales at tool na nakabalangkas sa listahan sa itaas. Tulad ng naunang nabanggit, ang karamihan sa mga bahagi sa listahan ay matatagpuan sa ELEGOO UNO R3 Starter Kit pati na rin sa Creatron Inc. o iba pang mga elektronikong tindahan.

Masidhing inirerekumenda na simulan ang pag-print ng 3D nang maaga hangga't maaari dahil ang proseso ay maaaring tumagal ng maraming oras upang makumpleto. Ang mga inirekumendang setting ay: 0.16mm taas ng layer, 20% infill at 1.2mm wall kapal na may brims at sumusuporta. Ang 3D print file ay nakakabit sa ibaba.

Ang paggupit ng laser ay maaari ding tumagal ng maraming oras kaya tiyaking magsimula ng maaga. Naglalaman din ang laser cut file ng isang layer para sa pag-ukit ng isang gabay na tinitiyak na ang tamang sangkap ay naka-mount sa tamang lugar. Tiyaking i-double check kung ano ang pinuputol at kung ano ang nakaukit, binabago nang naaangkop ang mga setting ng lakas at bilis. Ang laser cutting file ay nakakabit din sa ibaba.

Habang ginamit namin ang playwud para sa aming robot, huwag mag-atubiling gumamit ng anumang materyal na gusto mo tulad ng acrylic, basta ang kapal ay halos 3mm.

Hakbang 3: Pag-secure ng Base Plate

Mag-apply ng pandikit sa paligid ng perimeter ng base plate at ilakip ito sa ilalim ng 3D print na pabahay. Ihanay ang dalawang bahagi nang maingat hangga't maaari habang tinitiyak din na ang gabay ng paggupit ng laser ay nakaharap paitaas.

Hakbang 4: Mga Component ng Plate ng Plate ng Base

Kapag ang base plate ay sapat na na-secure, maaari nating simulan ang pagkonekta sa unang pag-ikot ng mga elektronikong sangkap. Kasama rito ang mga DC motor na may gulong, servo motor, LCD screen at baterya pack. Ang isang gabay sa paggupit ng laser ay isinama sa base plate upang matiyak ang wastong pagkakalagay ng mga bahagi para sa iyong kaginhawaan. Upang gawing mas madali ang circuitry, ang mga bahagi ay dapat na ma-secure sa kanilang naaangkop na mga wire na naka-plug in na.

Ang mga gulong ay dapat na dumulas sa dalawang puwang sa magkabilang panig na nakaharap sa pasok ang motor na DC. I-secure ito kasama ang kasama na puting clamp gamit ang dalawang mga turnilyo at mani para sa bawat (M2.5).

Ang servo motor ay dapat ding ma-secure gamit ang parehong mga turnilyo at mani (M2.5) habang tinitiyak ang puting gear na lumalabas mula sa ilalim ay nasa harap na bahagi ng robot. Papalakasin nito ang paggalaw ng pag-aalis ng brush.

Ang LCD screen ay dapat na slide sa harap na bulsa ng pabahay na ang mga pin ay nakaharap pababa. I-secure ito sa ilang mga dab ng mainit na pandikit sa bawat sulok.

Panghuli, ang pack ng baterya ay dapat na dumulas sa likod na bulsa ng pabahay na may on-off switch na nakaharap sa palabas sa cutout ng butas. Nagbibigay-daan ito sa robot na i-on at i-off.

Hakbang 5: Pag-secure ng Plato ng Suporta

Susunod, oras na upang ma-secure ang "utak" ng Sweepy. Gamit ang apat na turnilyo at mani (M3), i-mount ang UNO R3 Controller Board at Prototype Expansion Module sa tuktok ng plate ng suporta. Gaganap ito bilang ikalawang palapag ng pabahay. Bago ito, ang Arduino IDE code ay dapat na na-upload sa board at handa nang pumunta.

I-slide ang plate ng suporta sa pabahay mula sa itaas hanggang sa mapahinga ito sa tatlong mga ledge na isinama sa 3D print na pabahay upang matiyak ang wastong taas. I-secure ang plate na ito gamit ang dalawang mga turnilyo (M3) sa pamamagitan ng mga butas sa magkabilang dulo.

I-thread ang mga wire mula sa mga bahagi sa base plate pataas at sa pamamagitan ng mga butas ng plate ng suporta. Ang LCD screen at servo motor wires ay dapat na mag-thread sa harap ng butas habang ang DC motor wires ay dapat na mag-thread sa mga butas sa gilid. Ang mga wire pack ng baterya ay maaaring dumaan sa alinmang butas tulad ng ninanais.

Hakbang 6: Pag-mount ng Pangwakas na Mga Komponen ng Elektronikong

Gamit ang mainit na pandikit, ilakip ang dalawang sensor ng ultrasonic sa harap ng pabahay gamit ang mga modyul na gatilyo at echo na lumalabas sa mga butas o "mga mata". Ang mga pin sa isang sensor ay dapat na nakaharap paitaas at ang iba pang nakaharap sa ibaba tulad ng ipinahiwatig ng butas sa plate ng suporta. Ito ay upang matiyak na ang mga module ng echo at trigger ay simetriko sa pabahay kapag nagpapadala at tumatanggap ng mga signal.

Panghuli, dab hot hot glue sa likod ng sound sensor at ilakip ito sa puwang sa panloob na bahagi ng pabahay. Ang tuktok ng mikropono ay dapat umupo sa flush gamit ang tuktok ng gilid ng pabahay upang mailagay ang takip ng Sweepy. Ang mikropono ay nakahanay sa butas sa takip tulad ng makikita mo sa paglaon.

Hakbang 7: Mga Wires, Wires at Higit pang mga Wires

Ang susunod na hakbang ay masasabing pinakamahirap ngunit pinakamahalagang bahagi ng pagtiyak na ang Sweepy ay maayos at masaya: ang circuitry. Gamit ang diagram ng Fritzing sa tuktok ng Mga Instructionable na ito bilang isang gabay, ikonekta ang lahat ng mga wire mula sa mga bahagi sa Prototype Expansion Module.

Tiyaking naka-off ang switch sa pack ng baterya bago isaksak ang board ng kuryente sa board. Sapagkat ang code ay dapat na na-upload sa board, ang Sweepy ay hindi maaaring maglaman ng kaguluhan sa paglilinis at magsimulang magtrabaho sa pangalawang makakatanggap ito ng kuryente, kahit na nagtatrabaho ka pa rin sa mga wire.

Magbayad ng espesyal na pansin sa mga input at output ng bawat kawad. Nakakatulong itong gamitin ang kulay ng kawad upang sundin ito sa daanan nito.

Hakbang 8: Pagdaragdag ng Mga Bahaging Lumilipat

Oras na para sa likuran ng gulong ni sweepy at pagwawalis.

Ang likuran ng gulong ay dapat na isang gulong castor na maaaring malayang umiikot sa paligid. Dapat itong humigit-kumulang na 6.4 cm ang taas mula sa itaas hanggang sa ibaba ngunit ang pagpapahintulot ay maaaring maging mapagbigay depende sa kung gaano karaming pababang puwersa na nais mong bigyan ng brush. Ikabit ito sa ilalim ng plate ng suporta sa pamamagitan ng butas sa base plate.

Ang sweeping brush ay mapagbigay din sa pagpaparaya ngunit ang hawakan ay dapat umupo ng humigit-kumulang na 1.2 cm mula sa lupa. Ang hawakan ay dapat ding humigit-kumulang na 10 cm ang haba upang maiwasan ito mula sa pagpindot sa pabahay habang ito ay nagwawalis pabalik at ikaapat. I-secure ito sa puting pagkakabit ng lever kasama ang servo motor na may pandikit.

Hakbang 9: Pag-aalis sa Lahat ng Ito

Upang makumpleto ang iyong sariling sweepy, kailangan mong gawin ang takip nito. Kola ang cap rim sa ilalim ng capping plate na may butas dito. Tiyaking nakahanay ang butas ng mikropono ng sound sensor. Panghuli, idikit ang takip sa tuktok ng Sweepy, na pinantay ang mga gilid sa harap sa harap ng pabahay.

Palitan ang lakas mula sa likuran at panoorin ang Sweepy na ituloy ang mga pangarap nitong gawing mas malinis na lugar ang studio para sa lahat.

Hakbang 10: Mga Resulta at Pagninilay

Sa kabila ng malawak na pagpaplano ng disenyo, nangyayari ang mga pagkakamali ngunit okay lang: lahat ng ito ay bahagi ng proseso ng pag-aaral. At para sa amin, ang mga bagay ay hindi naiiba.

Ang isa sa aming pinakamalaking hamon ay ang pagdidisenyo ng pabahay ni Sweepy upang maipaloob ang lahat ng kinakailangang mga sangkap. Ito ay nangangahulugang masusing pagsukat ng mga sukat ng lahat ng mga bahagi, pagpaplano para sa mga landas ng kawad, pagtiyak sa integridad ng istruktura, atbp Natapos namin ang 3D na pagpi-print at pagputol ng laser ng dalawang pag-ulit ng tirahan ni Sweepy, ang pangalawa ay ang huling bersyon batay sa natutunan mula sa una pag-ulit

Ang isang pangunahing hadlang na kinakaharap namin ay ang limitadong mga kakayahan ng ultrasonic sensor: hindi nito sakop ang isang malaking sapat na lugar at paminsan-minsan ay pinindot ng Sweepy ang isang pader kapag papalapit sa isang anggulo. Nalutas ito sa pamamagitan ng pagsasama ng isang pangalawang sensor ng ultrasonic upang mabisang dagdagan ang lugar ng epekto.

Una rin naming pinili para sa isang motor na servo upang makontrol ang pag-on ngunit hindi ito kasing epektibo at istruktura ng tunog tulad ng inaasahan namin. Bilang isang resulta, pinalitan namin ang likurang gulong ng isang libreng gulong ng kastor at itinulak ang responsibilidad na lumiko sa dalawang gulong ng driver sa pamamagitan ng pag-iiba sa pagkakabukas (ang isang gulong ay mas mabagal na gumalaw kaysa sa isa pa upang gayahin ang pag-ikot). Habang nangangahulugan ito ng paggawa ng mga pangunahing pagbabago sa code, mabisang pinadali nito ang aming pangkalahatang disenyo, na kumukuha ng mas mababa sa isang servo motor mula sa equation.

‏‏‎ ‎

Mga Iteration sa Hinaharap

Palaging may puwang para sa pagpapabuti. Sa hinaharap, ang isang pagbabago sa disenyo para sa aming proyekto ay ang pagsasaalang-alang ng malinis na pagpapanatili at pag-access ng mga panloob na ito. Naranasan namin ang maramihang mga isyu kabilang ang mga pagkabigo sa motor at pinalabas na mga baterya na hinihiling sa amin na ihiwalay ang Sweepy upang mailipat lamang ang mga sangkap na napaka hindi sinasadya. Sa hinaharap, magdidisenyo kami ng isang pabahay na may operable openings na magpapahintulot sa pag-access sa mga bahagi nito tulad ng baterya.

Isinasaalang-alang din namin ang paggamit ng isang sensor ng presyon sa harap upang tuklasin kapag ang Sweepy ay umuntog sa isang ibabaw ng makita namin ang ultrasonic sensor na hindi maaasahan sa mga oras, lalo na kapag papalapit sa isang matarik na anggulo. Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang mechanical sensor, ang Sweepy ay magiging mas pare-pareho sa pagpapasya kung kailan at kailan hindi bubukas.

Habang ang Sweepy ay gumagana nang maayos sa loob ng maliliit na silid, maaaring hindi ito mabisa sa mas malalaking puwang. Ito ay sapagkat ang Sweepy ay naka-program lamang upang lumiko tuwing nakakita ito ng isang ibabaw sa harap nito ngunit kung hindi man ay magpapatuloy sa isang tuwid na linya hanggang sa masira ang mundo. Sa hinaharap, maaaring nagkakahalaga ng pre-program ng isang itinakdang landas sa paglilinis para sa Sweepy upang manatili ito sa loob ng isang hangganan sa halip na gumala ng tuluyan.

‏‏‎ ‎

Mga Sanggunian at Kredito

Ang proyektong ito ay nilikha bilang bahagi ng kurso sa Physical Computing (ARC385) sa Daniels Faculty of Architecture, Landscape and Design undergrad program sa UofT.

‏‏‎ ‎

Mga Miyembro ng Koponan

• Evan Guan
• Terence Lo
• Si Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Hango sa

• Roomba Robot Vacuum Cleaner
• Wipy: Ang Labis na Pagganyak na Whiteboard Cleaner
• Ang magulo na kondisyon ng studio space