Ρομπότ πυροσβέστη: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Αυτό είναι ένα ρομπότ πυροσβέστη που φτιάχτηκε για να ανιχνεύει τη φωτιά μέσω αισθητήρων φλόγας, που πηγαίνει προς το μέρος της και σβήνει τη φωτιά με νερό. Μπορεί επίσης να αποφύγει εμπόδια ενώ πηγαίνει προς τη φωτιά μέσω αισθητήρων υπερήχων. Επιπλέον, σας στέλνει ένα email όταν σβήσει τη φωτιά.

Bruface Mechatronics Project Group 5

Μέλη ομάδας:

Αρντίτ Ηλιάδη

Μαχντί Ρασουλιάν

Sarah F. Ambrosecchia

Τζιχάντ Αλσαμάρτζι

Βήμα 1: Λίστα αγορών

Arduino Mega 1X

Κινητήρας 9V DC 2X

Micro servo 9g 1X

Servo μοτέρ 442hs 1X

Αντλία νερού 1Χ

Υπερηχητικός ηχητικός αισθητήρας 2Χ

Αισθητήρας 1way φλόγας 4Χ

H-γέφυρα 2Χ

Μονάδα Wi-Fi 1X

Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση Διακόπτης 1X

Μίνι breadboard 1X

Καλώδια Arduino

Μπαταρία 9V 1Χ

Βύσμα μπαταρίας 9V 1X

Μπαταρία LIPO 7.2Volt 1Χ

Σετ από καουτσούκ 2x

Στήριξη κινητήρα 2Χ

Spacer (M3 θηλυκό-θηλυκό 50mm) 8X

Βίδες (Μ3)

Δεξαμενή νερού (300 ml) 1Χ

Σωλήνας νερού 1Χ

Βήμα 2: Μερικές τεχνικές συμβουλές σχετικά με την επιλογή εξαρτημάτων

Κινητήρες DC με κωδικοποιητή:

Το πλεονέκτημα του κινητήρα κωδικοποιητή DC έναντι ενός απλού κινητήρα DC είναι η ικανότητα αντιστάθμισης των στροφών όταν έχουν περισσότερους από έναν κινητήρες και η ίδια ταχύτητα για όλους τους είναι επιθυμητή. Γενικά, όταν έχετε περισσότερους από έναν κινητήρες με την ίδια είσοδο (Τάση και ρεύμα) και ο στόχος σας είναι να τους έχετε ακριβώς με την ίδια ταχύτητα, αυτό που μπορεί να συμβεί είναι ότι ορισμένοι κινητήρες μπορεί να γλιστρήσουν, πράγμα που θα προκαλέσει διαφορά ταχύτητας μεταξύ τους. π.χ για την περίπτωσή μας (δύο κινητήρες ως κινητήρια δύναμη) θα μπορούσαν να προκαλέσουν απόκλιση προς τη μία πλευρά όταν ο στόχος επρόκειτο να προχωρήσει. αυτό που κάνουν οι κωδικοποιητές είναι να μετράνε τον αριθμό των περιστροφών και για τους δύο κινητήρες και σε περίπτωση διαφοράς, τους αντισταθμίζουν. Ωστόσο, αφού δοκιμάσαμε το ρομπότ μας, δεν παρατηρήθηκε διαφορά στην ταχύτητα των δύο κινητήρων, δεν χρησιμοποιήσαμε τους κωδικοποιητές.

Σερβοκινητήρες:

Για τον μηχανισμό του πιστόλι νερού αυτό που χρειαζόμασταν ήταν να έχουμε κινητήρες που μπορούν να παρέχουν σχετικά ακριβή κίνηση σε ένα συγκεκριμένο εύρος. Όσον αφορά το θέμα, υπάρχουν δύο επιλογές: σερβοκινητήρας ή βηματικό μοτέρ

γενικά ένας βηματικός κινητήρας είναι φθηνότερος από έναν σερβοκινητήρα. Ωστόσο, ανάλογα με την εφαρμογή, υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Για το έργο μας έχουμε λάβει υπόψη τους ακόλουθους παράγοντες:

1) Ο λόγος ισχύος/μάζας του σερβοκινητήρα είναι υψηλότερος από τους βηματιστές, πράγμα που σημαίνει ότι για να έχει την ίδια ποσότητα ισχύος το βηματικό θα είναι βαρύτερο από το σερβοκινητήρα.

2) Ένας σερβοκινητήρας καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από ένα βηματικό, γεγονός που οφείλεται στο γεγονός ότι ο σερβοκινητήρας καταναλώνει ενέργεια καθώς περιστρέφεται στην εντολή, αλλά στη συνέχεια ο σερβοκινητήρας ξεκουράζεται. Οι βηματικοί κινητήρες συνεχίζουν να καταναλώνουν ενέργεια για να κλειδώσουν και να διατηρήσουν την εντολή.

3) Οι σερβοκινητήρες είναι πιο ικανοί να επιταχύνουν τα φορτία από τα βηματικά.

Αυτοί οι λόγοι θα οδηγήσουν σε λιγότερη κατανάλωση ενέργειας, η οποία ήταν σημαντική στην περίπτωσή μας, καθώς χρησιμοποιήσαμε μια μπαταρία ως τροφοδοτικό για όλους τους κινητήρες

Σε περίπτωση που ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις διαφορές μεταξύ σερβο και stepper, ελέγξτε τον ακόλουθο σύνδεσμο:

www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.ht…

H-γέφυρα:

Αυτό που κάνει είναι να σας κάνει ικανούς να ελέγχετε τόσο την κατεύθυνση όσο και την ταχύτητα των κινητήρων σας. Στην περίπτωσή μας, τα χρησιμοποιήσαμε για να ελέγξουμε την κατεύθυνση περιστροφής και για τους δύο κινητήρες DC (Συνδέεται με τροχούς κίνησης).

Επιπλέον, μια άλλη γέφυρα h χρησιμοποιείται ως απλός διακόπτης on/off για την αντλία. (Αυτό μπορεί επίσης να γίνει μέσω ενός τρανζίστορ)

Υπερηχητικοί αισθητήρες:

Αυτά χρησιμοποιούνται για να είναι σε θέση να αποφεύγουν τα εμπόδια. Έχουμε χρησιμοποιήσει 2 αισθητήρες, ωστόσο μπορείτε να αυξήσετε το εύρος της παρατηρήσιμης περιοχής αυξάνοντας τον αριθμό των αισθητήρων. (Αποτελεσματικό εύρος κάθε αισθητήρα υπερήχων: 15 μοίρες)

Αισθητήρες φλόγας:

Συνολικά χρησιμοποιούνται 4 αισθητήρες φλόγας. 3 αισθητήρες κάτω από το πλαίσιο συνδέονται τόσο με αναλογικές όσο και με ψηφιακές ακίδες του Arduino. Οι ψηφιακές συνδέσεις χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό της πυρκαγιάς για περαιτέρω ενέργειες, ενώ οι αναλογικές συνδέσεις χρησιμοποιούνται μόνο για την παροχή ενδείξεων της απόστασης έως τη φωτιά για τον χρήστη. Ο άλλος αισθητήρας στο επάνω μέρος χρησιμοποιείται ψηφιακά και η λειτουργία του είναι να στέλνει την εντολή να σταματήσει το όχημα σε κατάλληλη απόσταση από τη φωτιά, οπότε τη στιγμή που ο αισθητήρας στην κορυφή που έχει συγκεκριμένη γωνία εντοπίσει τη φωτιά, θα στείλτε την εντολή να σταματήσει το όχημα και να ξεκινήσει την αντλία το νερό και να τρέξει το πιστόλι νερού για να σβήσει τη φωτιά.

Arduino Mega:

Ο λόγος για την επιλογή ενός arduino mega έναντι ενός arduino UNO είναι ο εξής:

1) Η ύπαρξη μονάδας Wi-Fi αυξάνει δραματικά τον αριθμό των γραμμών στον κώδικα και χρειάζεται έναν πιο ισχυρό επεξεργαστή για να αποφύγει πιθανές πιθανότητες συντριβής κατά την εκτέλεση του κώδικα.

2) να έχετε μεγαλύτερο αριθμό καρφιτσών σε περίπτωση που ενδιαφέρεστε να επεκτείνετε το σχέδιο και να προσθέσετε μερικές ακόμη δυνατότητες.

Καουτσούκ κομμάτια:

Τα ελαστικά κομμάτια χρησιμοποιούνται για την αποφυγή οποιουδήποτε προβλήματος ή ολίσθησης σε περίπτωση ολισθηρού δαπέδου ή μικρών αντικειμένων κατά τον τρόπο μετακίνησης.

Βήμα 3: Κατασκευή εξαρτημάτων

Στη συνέχεια, παρέχονται τεχνικά σχέδια των εξαρτημάτων που παράγονται είτε από τρισδιάστατο εκτυπωτή είτε από κόφτη λέιζερ. Η εμφάνιση του πυροσβέστη σας μπορεί να αλλάξει με βάση το ενδιαφέρον σας, ώστε να μπορείτε να αλλάξετε το σχήμα του αμαξώματος και το σχέδιο με όποιον τρόπο σας ταιριάζει.

Κύρια σώματα κομμένα με λέιζερ σώματος:

Πλαίσιο (πλεξιγκλάς 6mm) 1X

Μέρος οροφής (πλεξιγκλάς 6mm) 1Χ

Πίσω μέρος (MDF 3mm) 1X

Πλευρικό μέρος (MDF 3mm) 2X

Τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη:

Υπερηχητική θήκη 2Χ

Κάτοχος αισθητήρα φλόγας 1Χ

Στήριγμα ρουλεμάν τροχών 4Χ

Ρύθμιση πιστόλι νερού 1Χ

Βήμα 4: Κοπή λέιζερ (όλες οι διαστάσεις σε Cm)

Βήμα 5: Τεχνικά σχέδια για τρισδιάστατη εκτύπωση: (όλες οι διαστάσεις σε cm)

Βήμα 6: Πειράματα

Αυτό είναι ένα σύντομο βίντεο που δείχνει ορισμένα πειράματα για τον έλεγχο της λειτουργικότητας διαφορετικών στοιχείων.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση Servo Motors και Water Gun

Βήμα 8: Τελική συνέλευση

Βήμα 9: Εξαρτήματα καλωδίωσης στο Arduino

Βήμα 10: Συνδεδεμένες καρφίτσες στο Arduino

Βήμα 11: Διάγραμμα ροής προγράμματος

Βήμα 12: Προγραμματισμός

Το V2 είναι το κύριο πρόγραμμα και άλλοι κωδικοί είναι υποπρογράμματα.