Хөөс боох зураач: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

ULB -ийн "Мехатроник 1 - MECA -Y403" мастер 1 курсын нэг хэсэг болохын тулд бид тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг роботыг зохион бүтээх, материалын сонголтоос эхлээд роботын загварыг нэгтгэн харуулсан вэбсайт үүсгэхийг хүссэн. загварчлал, ойлголт, код нь бүхэл бүтэн системийг ажиллуулах боломжийг олгодог. Бүх бүлэг санал нэгтэйгээр "Bubble Wrap Painter" роботыг бүтээхээр шийджээ.

"Бөмбөлөг боох будагчин" нь компьютерээс нийлүүлсэн хүчдэлийн хяналтаас хөөс боодлын зарим бөмбөлөгт будаг оруулах боломжтой төхөөрөмж юм. Эхэндээ робот нь цэгийн зураг гаргахын тулд шингэнийг 2D хавтгайд шахах чадвартай байх ёстой байв. Гэсэн хэдий ч эдийн засгийн болон практик шалтгаанаар тус групп 1D чиглэлд будаг тарихаас татгалзсан байна. Робот дараах байдлаар ажилладаг: анхандаа будгаар дүүргэсэн тариурын поршенийг дарахад өт хорхойн системийг ашигладаг. Тариурыг уян полипропилен хоолойд холбосон бөгөөд энэ нь будгийг хөдөлгөөнт модульд хавсаргасан металл үзүүрт оруулах боломжийг олгодог. Энэ модуль нь өтний системийн тусламжтайгаар дахин хэвтээ тэнхлэгийн дагуу гулсах боломжтой. Нөгөө талаас үзүүр нь хөдөлгөөнт модульд залгагдсан шугаман цахилгаан соронзонд залгагдсан байдаг. Цахилгаан соронзыг босоо тавцан дээр бэхэлсэн хөөс боолтыг хатгахад ашигладаг. Бөмбөлөг цоолсоны дараа будгийг тариулах гэх мэт.

Алхам 1: Эд анги, хэрэгслийн тодорхойлолт

ХУДАЛДАХ

5мм -ээс 6мм -ийн хэмжээтэй 2 туяа холбогч

10 мл -ийн 1 тариур (7, 5 см урт)

4 мм диаметртэй уян полипропилентэй 1 хоолой

Хамгаалалтын малгайтай 1 зүү

Гуашийг усаар шингэлнэ

2 урсгалтай саваа: диаметр 6мм ба 18, 5см урт

8 мм диаметртэй, 21 см урт 2 гөлгөр саваа

8 мм диаметртэй, 10 см урттай 2 гөлгөр саваа

Бөмбөлөг боолт

ЦАХИЛГААН

1 талхны самбар

1 ардуино

1 шатлалт мотор

1 шатлалт мотор RS PRO Hybrid, Байнгын соронзтой Stepper Motor 1.8 °, 0.22Nm, 2.8 V, 1.33 A, 4 утастай

2 микро унтраалга V-156-1C25

1 цахилгаан соронзон ZYE1-0530

Цахилгаан хангамж

2 гадил жимсний холбогч

45 холбогч утас

6 дамжуулагч кабель

Диод 1N4007

IRF5402 транзистор

3 резистор 4, 7 кох

2 DRV8825 драйвер

1 товчлууртай товчлуур

ШУУРХАЙ, самар, бэхэлгээ

42 эрэг M3 16 мм урт

10 мм урттай 4 шураг M3

16 мм урттай M4 4 эрэг

2 шураг M2, 5 16 мм урт

Харгалзах 52 самар

2 ган энгийн угаагч M3

Ашигласан хэрэгсэл

Лазер хэрчих машин

3D принтер (Ultimaker 2 эсвэл Prusa)

Халив

Алхам 2: CAD файлууд

3 мм зузаантай лазер хайчлах

-хавтанг дэмжих

-унтраалгыг өргөхөд дэмжлэг үзүүлэх

-зүүний хөдөлгөөнт дэмжлэг

-бөмбөлөг эзэмшигч

-4 өндрийг дэмжих

3D Хэвлэх

-моторыг дэмжих

-урсгалтай саваа дэмжих

-тамхины насос

-зүүг дэмжих

-тариурыг дэмжих

Алхам 3: угсрах

Эхлэхийн тулд бид доод хавтан, босоо хавтан, гурвалжин хавтан гэсэн 3 өөр элементээс бүрдсэн модон суурийг зохион бүтээсэн.

Янз бүрийн ялтсууд Т хэлбэрийн хээтэй давтагдсан болохыг та зураг дээрээс харж болно. Эдгээр хэв маягийг угсралтыг засах, суурийг бат бөх байлгахад ашигладаг. Хоёр унтраагуурыг поршен болон хөдөлгөөнт модуль дээр байрлуулна. Энэ нь поршений хамгийн их өргөтгөлийн талаархи лавлагаа, хөдөлгөөнт модулийн хамгийн зөв байрлалын талаархи лавлагаа өгөх боломжийг олгодог.

Нэмж дурдахад, step-моторуудыг дөрвөн принтерээр 3D принтерээр хийсэн тулгуур дээр бэхлэв. Энэхүү тулгуур дээр хоёр перпендикуляр нүх нь босоо хавтан дээр бэхлэх боломжийг олгодог. Хөдөлгүүрийн хоёр эргэлтийн тэнхлэг, түүнчлэн дөрвөн гөлгөр баартай холбогдсон урсгалтай саваа нь хөдөлгүүрийн антипод дээр байрлах нэмэлт тулгууруудаар бэхлэгддэг. Нэмж дурдахад холбогчийг урсгалтай саваа гишгүүрийн эргэлтийн тэнхлэгт бэхлэхэд ашигладаг.

Тариурыг мөн хэвтээ хавтан дээр шургуулсан хаалтаар бэхлэнэ. Түүний поршенийг эргүүлэхдээ урсгалтай саваагаар урсан өнгөрч буй трапец хэлбэрийн хэсгийн тусламжтайгаар дарж болно. Энэ хэсэг нь дотроо самар суурилуулсан нүхтэй. Энэхүү самар нь трапецын хэсгийг хөдөлгөх боломжийг олгодог.

Хоолойг тариурын төгсгөлд залгаад л тариуртай холбодог. Хоолойн нөгөө үзүүр нь жижиг цагаан PLA ширхэгийн бөгж дээр гацсан байна. Тариурын нэг хэсэг байсан төмөр үзүүрийг мөн хоолойны үзүүрт наасан байна. Цагаан хэсгийн диаметрийг илүү сайн дүүргэхийн тулд бид тариурын тагийг зүү дээр нэмсэн. Малгайны төгсгөлд зүүний үзүүрийг нэвтрүүлэх нүх байдаг. Энэхүү жижиг цагаан хэсгийг хөдөлгөөнт модулийн гүйдэг хавтан дээр хоёр боолтоор шургуулдаг.

Хөдөлгөөнт модуль нь суурийг бүрдүүлдэг хавтантай ижил аргаар бэхэлсэн модон эд ангиудын багцаас бүрдэнэ. Модуль нь хоёр гөлгөр баар, урсгалтай саваа хүлээн авах гурван нүхтэй хайрцаг үүсгэдэг. Энэ хайрцгийн дотор модулийг зөөх боломжийг олгодог хоёр самар байна. Модулийн дээд хавтан нь хоёр гөлгөр баарны дагуу гулсдаг. Модулийн дотоод төв хэсэгт тогтмол хавтан нь шугаман цахилгаан соронзыг хадгалдаг. Энэ нь гулсах хавтанг нааш цааш нь шугаман хөдөлгөөн хийх боломжийг олгодог.

Боолтоор угаасан угаагчийг ашиглан хоёр цоолсон хэлийг босоо хавтан дээр шууд бэхлэх боломжийг олгодог хоёр модон хаалт байдаг. Эдгээр хоёр таб нь төв хэсэгт нь хөөс ороосон тууз зүүсэн байна. Энд байгаа хөөс цаас нь компьютерийн кодчилсон 7 битийн харгалзах долоон бөмбөлгийг агуулдаг.

Босоо хавтангийн нөгөө талд ПХБ ба arduino байна. ПХБ -ийг хэвтээ хавтан дээр наасан системийн тусламжтайгаар наасан бөгөөд ардуиног доод хавтан руу шургуулдаг. Үүнээс гадна модон гурвалжин хэсэгт шургуулсан ПХБ -тэй холбогдсон эсэргүүцэгч хуваагч байдаг. (ЗУРАГ: системийн арын хэсэг)

*Системийн нэг хэсэг болох эрэг бүрийг тохирох боолтоор бэхэлсэн болно.

Алхам 4: Электроник ба мэдрэгч

Бөмбөлөгний будагчин бөмбөлөгүүдийн яг байрлалд хүрч эхлэх үед бид дээд шатны хөдөлгүүрийн байрлалыг мэдэх хэрэгтэй. Энэ бол эхний шилжүүлэгчийн зорилго юм. Төхөөрөмж шугам татах бүрт мотор нь шилжүүлэгчийн төлөв өөрчлөгдөх хүртэл эргэлддэг.

Тариурыг түлхэж буй алхам нь поршений төгсгөлд хүрсэн эсэхийг мэдэхийн тулд бидэнд өөр унтраалга хэрэгтэй болно. Хоёр дахь унтраалга нь тариур хоосон байх үед системийг зогсооход хэрэглэгддэг. Гурав дахь нэмэлт унтраалга нь тариурыг бөглөсний дараа будгийг үргэлжлүүлж болно. Эдгээр унтраалга нь бага хүчдэлийг ашигладаг бөгөөд үүнийг arduino шууд нийлүүлж болно. Хоёр шатлалт мотор ба соронзонд илүү их хүч шаардагддаг бөгөөд 12V ба 1А хүчдэлийн цахилгаан үүсгүүрээр тэжээгддэг. DRV8825 шатлалт моторын хоёр драйвер нь arduino -аас ирж буй дохиог хөдөлгүүрийн гүйдэл болгон хувиргадаг. Эдгээр драйверуудыг тохируулах шаардлагатай. Тохируулгыг нэг алхамыг тогтмол хурдаар эргүүлж, зүү болон тулгуурыг жигд хөдөлгөхөд эргүүлэх хүч хангалттай болтол жолоочийн боолтыг тохируулснаар хийгддэг. Сүүлийн элемент бол цахилгаан соронз юм. Arduino -аас гүйдэл дамжуулахгүй байх үед нэг татах эсэргүүцэл нь мосфетийг дахин тохируулахад ашиглагддаг. Электроникийн бусад эд ангиудыг хамгаалахын тулд цахилгаан соронзонд нисдэг диод нэмдэг. Mosfet нь соронзыг өндөр ба нам төлөв хооронд сольж байна.

Алхам 5: Python код

Python ашиглан компьютер болон arduino -ийн хооронд холбоо тогтоохын тулд бид энэ форумд оруулсан кодууд дээр үндэслэсэн болно:

Stepper моторыг хянахад энэ сайт маш их тустай байсан: https://www.makerguides.com/drv8825-stepper-motor-driver-arduino-tutorial/ Мөн arduino-ийн үндсийг ойлгохын тулд 'arduino төслүүдийн ном' байсан. маш их тустай. Кодын хоёр хэсэг байдаг: эхнийх нь ascii хоёртын код дахь үсгийг хөрвүүлж, бага багаар arduino руу илгээдэг питон код, хоёрдугаарт харгалзах бөмбөлөгүүдээр эргэлддэг arduino код юм. Дараах схем нь arduino кодын зарчмыг тайлбарласан болно.

Алхам 6: Видео

Ажиллаж буй төсөл!

Алхам 7: Сайжруулалт

Төслийг хэд хэдэн аргаар сайжруулах боломжтой. Нэгдүгээрт, шугам дээрх бөмбөлгүүдийн тоог хялбархан нэмэгдүүлэх боломжтой. Үүнийг урт хоёртын код авах замаар хийж болно, жишээ нь орцонд нэг үсэг бичихийн оронд хоёр үсэг бичнэ. Дараа нь ASCII код нь хоёр дахин урт байх болно.

Хамгийн чухал сайжруулалт бол бөмбөлгийг зөвхөн x тэнхлэг дээр төдийгүй y тэнхлэгийн дагуу дүүргэх явдал юм. Тиймээс хөөс дүүргэлтийг 1D -ийн оронд 2D хэлбэрээр хийх болно. Үүнийг хийх хамгийн хялбар арга бол моторыг өргөх, буулгахын оронд бөмбөлгийн цаасны өндрийг өөрчлөх явдал юм. Энэ нь бөмбөлөг цаас эзэмшигчийн ирмэгийг хавтан дээр биш харин 3D хэвлэсэн дэмжлэг дээр өлгөх гэсэн үг юм. Энэхүү дэмжлэгийг өөрөө мотортой холбосон урсгалтай саваагаар холбох болно.

Алхам 8: Тулгарсан асуудлууд

Бидний шийдвэрлэх ёстой гол асуудал бол цахилгаан соронз юм. Үнэн хэрэгтээ гуравдахь том хөдөлгүүртэй байхаас зайлсхийхийн тулд цахилгаан соронз нь хамгийн сайн тохиролцоо юм шиг санагдсан. Зарим туршилтын дараа хөшүүн чанар нь хэтэрхий бага байсан нь тогтоогджээ. Тиймээс хоёр дахь хавар нэмэх шаардлагатай болсон. Түүнээс гадна энэ нь зөвхөн маш бага ачааг зөөж чаддаг. Янз бүрийн элементүүдийн зохион байгуулалтыг өөрчлөх шаардлагатай байв.

Тариур шахуурга нь бас асуудалтай байсан. Нэгдүгээрт, төгсгөлгүй саваагаар холбож, поршен дээр нэгэн зэрэг түлхэж болох хэсгийг загварчлах шаардлагатай байв. Хоёрдугаарт, эд анги тасрахгүйн тулд стрессийн хуваарилалт чухал байсан. Түүгээр ч барахгүй 2 шатлалт мотор нь ижил биш: ижил шинж чанаргүй тул хүчдэл хуваагч нэмж өгөхөд хүргэсэн юм. Хэт зузаан будаг нь зүүгээр дамждаггүй бөгөөд хоолойд хэт их даралтын алдагдал үүсгэдэг тул бид усан будаг (бидний хувьд шингэрүүлсэн гуаш) ашиглах шаардлагатай болсон.