Merhaba arkadaşlar, Robotik veya Elektronik dünyasına yeni misiniz? YA DA Arkadaşlarınızı ve öğretmenlerinizi etkilemek için basit ama güçlü bir proje mi arıyorsunuz? O zaman yer burası.
Bu projede, evimizi veya iş yerimizi temiz ve düzenli tutmamıza yardımcı olabilecek kendi robotumuzu yapmak için Gömülü Sistemlerin ve Elektroniğin gücünü kullanacağız. Bu robot, engellerden akıllıca kaçınabilen ve aynı zamanda zemini süpüren basit dört tekerlekli Elektrikli Süpürgedir. Fikir, aşağıdaki resimde gösterilen ünlü elektrikli süpürge Robot Roomba'dan esinlenmiştir.
Fikrimiz, zemini temizlerken engellerden otomatik olarak kaçınabilen sıfırdan basit bir robot yapmaktır. Bana güvenin, bu eğlenceli !!
Gerekli Malzeme ve Bileşenler:
Tamam, şimdi Otomatik Zemin Temizleme Robotumuzun Fikrini aklımızda tuttuk ve ne yaptığımızı biliyoruz. Öyleyse infazımıza nereden başlamamız gerektiğine bakalım. Fikrimizden bir robot oluşturmak için önce aşağıdakilere karar vermemiz gerekir:
- Mikrodenetleyici tipi
- Sensörler gerekli
- Gerekli motorlar
- Robot şasi malzemesi
- Pil kapasitesi
Şimdi, yukarıda bahsedilen noktaların her birine karar verelim. Bu şekilde, sadece bu ev temizlik robotunu değil, aynı zamanda hayal gücünüze çarpan diğer robotları da yapmanız yararlı olacaktır.
Mikrodenetleyici Tipi:
Mikrodenetleyiciyi seçmek çok önemli bir görevdir çünkü bu kontrolör robotunuzun beyni olarak hareket edecektir. DIY projelerinin çoğu Arduino ve Raspberry Pi etrafında yapılır, ancak aynı olmak zorunda değildir. Üzerinde çalışabileceğiniz belirli bir Mikroişlemci yoktur. Her şey ihtiyaca ve maliyete bağlıdır.
Tıpkı bir Tablet gibi, 8 bitlik Mikroişlemci üzerinde tasarlanamaz ve elektronik bir hesap makinesi tasarlamak için ARM korteks m4'ü kullanmaya değmez.
Mikrodenetleyici seçimi tamamen ürünün gereksinimlerine bağlıdır:
1. Öncelikle, gerekli G / Ç pini sayısı, flaş boyutu, iletişim protokollerinin sayısı / türü, herhangi bir özel özellik vb. Gibi teknik gereksinimler belirlenir.
2. Daha sonra teknik gereksinimlere göre kontrolör listesi seçilir. Bu liste, farklı üreticilerin kontrolörlerini içerir. Uygulamaya özel birçok kontrolör mevcuttur.
3. Ardından, maliyet, kullanılabilirlik ve üreticinin desteğine bağlı olarak bir kontrolör nihai hale getirilir.
Çok fazla ağır kaldırma yapmak istemiyor ve sadece mikrodenetleyicilerin temellerini öğrenmek ve daha sonra bunun derinliklerine inmek istiyorsanız, Arduino'yu seçebilirsiniz. Bu projede bir Arduino kullanacağız. Daha önce Arduino kullanarak birçok Robot türü oluşturduk:
- Arduino kullanan DTMF Kontrollü Robot
- Arduino kullanan Çizgi İzleyen Robot
- Arduino kullanan Bilgisayar Kontrollü Robot
- Arduino ile WiFi Kontrollü Robot
- Arduino ile İvme Ölçer Tabanlı El Hareketi Kontrollü Robot
- Arduino ile Bluetooth Kontrollü Oyuncak Araba
Gerekli Sensörler:
Piyasada her biri kendi kullanımına sahip birçok sensör bulunmaktadır. Her robot bir sensör aracılığıyla girdi alır , Robot için duyu organları olarak hareket ederler. Bizim durumumuzda robotumuz engelleri tespit edebilmeli ve onlardan kaçınabilmelidir.
Gelecekteki projelerimizde kullanacağımız birçok başka havalı sensör var, ancak şimdi IR sensörü ve ABD'ye (Ultrasonik sensör) odaklanalım çünkü bu iki adam robo arabamız için vizyon sağlayacak. IR sensörünün çalışmasına buradan göz atın. IR sensör Modülü ve Ultrasonik Sensör resimlerini gösteren aşağıda:
Ultrasonik Sensör, biri ABD sinyalini iletmek ve diğeri ABD ışınlarını almak için kullanılan iki dairesel gözden oluşur. Işınların iletilip geri alınma süresi mikrodenetleyici tarafından hesaplanır. Şimdi, sesin zamanı ve hızı bilindiğinden, aşağıdaki formüllerle mesafeyi hesaplayabiliriz.
- Mesafe = Zaman x Ses Hızı 2'ye bölünür
Işın aynı mesafeyi katederek ileri ve geri gittiği için değer ikiye bölünür. Ultrasonik sensör kullanımının ayrıntılı açıklaması burada verilmiştir.
Gerekli motorlar:
Robotik alanında oldukça fazla sayıda motor kullanılmaktadır. En çok kullanılanlar Step ve Servo motorlardır. Bu proje herhangi bir karmaşık aktüatör veya döner kodlayıcı içermediğinden, normal bir PMDC Motor kullanacağız. Ancak bataryamız biraz hantal ve ağırdır, bu nedenle robotumuzu dördü de aynı PMDC motorları olarak çalıştırmak için dört motor kullanıyoruz. Ancak PMDC motorlara alıştıktan sonra step ve servo motorlara geçmeniz önerilir.
Robot şasi malzemesi:
Bir öğrenci ya da hobi olarak robot yaparken en zor kısım robotumuzun şasisini hazırlamaktır. Sorun, aletlerin ve malzemelerin mevcudiyetiyle ilgilidir. Bu proje için en ideal malzeme Akrilik olacaktır, ancak bununla çalışmak için matkaplar ve diğer aletler gerekir. Bu nedenle, herkesin üzerinde kolaylıkla çalışabileceği ahşap seçilmiştir.
Bu sorun, 3 boyutlu yazıcıların piyasaya sürülmesinden sonra sahadan tamamen ortadan kalktı. Bir gün parçaları 3 boyutlu yazdırmayı ve sizleri aynı şekilde güncellemeyi planlıyorum. Şimdilik robotumuzu yapmak için tahta levhalar kullanalım.
Pil kapasitesi:
Pil kapasitesini seçmek, işimizin son kısmı olmalı çünkü tamamen şasinize ve motorlarınıza bağlı. Burada pilimiz yaklaşık 3-5A ve dört PMDC motor çeken bir elektrikli süpürge kullanmalıdır. Bu nedenle ağır bir bataryaya ihtiyacımız olacak. 12V 20Ah SLAB (Mühürlü kurşun asit batarya) seçtim ve oldukça hantal olması, robotumuzun bu hantal adamı çekmek için dört PMDC motoru almasını sağlıyor.
Artık tüm Gerekli Bileşenlerimizi seçtiğimize göre bunları listeleyelim
- Şasi için ahşap levhalar
- IR ve US sensörleri
- DC akımla çalışan elektrikli süpürge
- Arduino Uno
- 12V 20Ah batarya
- Motor sürücü IC (L293D)
- Çalışma araçları
- Bağlantı telleri
- Öğrenmek ve çalışmak için coşkulu enerji.
Bileşenlerimizin çoğu yukarıdaki açıklamada ele alınmaktadır, aşağıda solda kalan kısımları açıklayacağım.
DC elektrikli süpürge:
Robotumuz 12V 20Ah DC sistemde çalıştığı için. Elektrikli süpürgemiz ayrıca 12V DC elektrikli süpürge olmalıdır. Nereden alacağınız konusunda kafanız karıştıysa, araba temizleme elektrikli süpürgeleri için eBay veya Amazon'u ziyaret edebilirsiniz .
Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi kullanacağız.
Motor sürücüsü (L293D):
Bir motor sürücüsü, Arduino ve Motor arasındaki bir ara modüldür. Bunun nedeni, Arduino mikrodenetleyicisinin motorun çalışması için gereken akımı sağlayamayacağı ve sadece 40mA sağlayabildiği için daha fazla akım çekilmesi denetleyiciye kalıcı olarak zarar verecektir. Böylece motoru kontrol eden motor sürücüsünü tetikliyoruz.
Biz kullanıyor olacaktır L293D motor sürücü entegresi, 1A kadar tedarik dolayısıyla bu sürücü Arduino bilgi alacak ve istediğiniz gibi motorlu çalışması mümkün olacak hangi.
Bu kadar!! Önemli bilgilerin çoğunu verdim, ancak robotu oluşturmaya başlamadan önce L293D ve Arduino'nun veri sayfasını gözden geçirmeniz önerilir. Herhangi bir şüpheniz veya sorununuz varsa yorum bölümünden bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Robotu Oluşturma ve Test Etme:
Elektrikli Süpürge, Robotun yerleştirilmesinde en önemli kısımdır. Bu gereken eğik açıda yerleştirilmiş resimde gösterildiği gibi uygun bir vakum etkisi sağlamak, böylece. Elektrikli süpürge, Arduino tarafından kontrol edilmemektedir. Robotu açtığınızda vakum da açılır.
Robotumuzu inşa etmenin yorucu bir süreci ahşap işlerdir. Algılayıcıları ve elektrikli süpürgeyi yerleştirmek için tahtalarımızı oymalı ve birkaç delik açmalıyız.
Sensörleri bağlamadan önce Motor ve Motor sürücüsünü ayarladıktan sonra aşağıdaki kodla Robotunuzu Test Etmeniz önerilir.
geçersiz kurulum () {Serial.begin (9600); pinMode (9, ÇIKIŞ); pinMode (10, ÇIKIŞ); pinMode (11, ÇIKIŞ); pinMode (12, ÇIKIŞ); } boşluk döngüsü () {gecikme (1000); Serial.print ("ileri"); digitalWrite (9, YÜKSEK); digitalWrite (10, DÜŞÜK); digitalWrite (11, YÜKSEK); digitalWrite (12, DÜŞÜK); gecikme (500); Serial.print ("geriye doğru"); digitalWrite (9, DÜŞÜK); digitalWrite (10, YÜKSEK); digitalWrite (11, DÜŞÜK); digitalWrite (12, YÜKSEK); }
Her şey yolunda giderse, sensörleri Devre Şemasında gösterildiği gibi Arduino ile bağlayabilir ve sonunda verilen Tam Kodu kullanabilirsiniz. Gördüğünüz gibi robotun önüne bir Ultrasonik sensör ve her iki tarafına da iki IR sensörü monte ettim. Soğutucu, IC'nin hızlı ısınması durumunda L293D'ye takılır.
Ayrıca bunun gibi birkaç ekstra parça da ekleyebilirsiniz
Ön kısmın her iki ucuna da tozları yanlardan emiş alanına itecek bir Süpürme Düzenidir.
Ayrıca, bu Vakumlu Temizleme Robotunun daha Küçük Sürümünü bunun gibi yapma seçeneğiniz de vardır.
Bu daha küçük Robot karton üzerinde yapılmıştır ve ATMega16 geliştirme kartında çalışır. Elektrikli süpürge kısmı bir BLDC fan kullanılarak yapılmış ve bir kutu içine alınmıştır. Bütçenizi düşük tutmak istiyorsanız bunu benimseyebilirsiniz. Bu fikir de işe yarıyor ama verimli değil.
Devre şeması:
Bu Elektrikli Süpürge Robotunun Kodu aşağıdaki Kod Bölümünde bulunabilir. Bağlantı tamamlandıktan ve program Arduino'ya aktarıldıktan sonra, robotunuz harekete geçmeye hazırdır. Kodun çalışması, yorumlar kullanılarak açıklanmıştır. Bu robotu çalışırken görmek istiyorsanız, aşağıdaki Videoya göz atın.
Ayrıca, bir sonraki sürümünde parçaları tamamen 3D olarak yazdırmayı planlıyorum. Ayrıca, tüm halı alanını kaplaması ve kullanımı kolay ve kompakt boyutta olması için birkaç harika özellik ve karmaşık algoritma ekleyeceğim. Gelecekteki güncellemeler için bizi izlemeye devam edin.