Wipy: Хэт их урам зоригтой самбар цэвэрлэгч: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Танилцуулга

Та цагаан самбар цэвэрлэхээс залхаж байсан уу? Хэрэв танд робот үүнийг хийж өгвөл таны амьдрал хэр сайжирна гэж та бодож байсан уу? Та үүнийг хэт их урам зоригтой самбар цэвэрлэгч Wipy -ийн тусламжтайгаар бодит болгох боломжтой боллоо. Wipy нь таны ичмээр муу зургуудыг зохих ёсоор цэвэрлэж, өхөөрдөм инээмсэглэлээр хийх болно. Та үүнийг идэвхжүүлэх шаардлагагүй болно! Энэ нь таны хүлээж байгаагүй үед л самбарыг цэвэрлэх болно … Өххх…*ханиалгах ханиалга*… бид мэдээж: танд хамгийн их хэрэгтэй үед!

Онцлог:

- Бидний ирээдүйн найз соронз ашиглан самбар дээр наалдаж, бариултай дугуй ашиглан орон зайд шилжих боломжтой болно.- Энэ нь шугамыг дагаж, мөр дагаж буй мэдрэгч, хөвөн ашиглан арчиж хаях боломжтой болно. нислэгийн цаг мэдрэгч ашиглан гар хүртэлх зайг хэмжих чадвар.-Бид жижиг OLED дэлгэц ашиглан Wipy-д хөөрхөн зан чанарыг өгөх болно.

Төслийг ITECH магистрын хөтөлбөрт тооцоолох дизайн ба дижитал үйлдвэрлэлийн семинарын хүрээнд явуулсан.

Ласат Сиривардена, Саймон Лут, Тим Старк

Алхам 1: Випигийн логик

Wipy нь шугамын мэдрэгч ба нислэгийн цагны мэдрэгчийн хоорондын харилцан үйлчлэл дээр суурилдаг. Ямар төрлийн шугамыг илрүүлж, таны гар хэр ойрхон байгаагаас хамааран Wipy диаграммд үзүүлсэн шиг олон янзын хариу үйлдэл үзүүлдэг.

Алхам 2: Бүрэлдэхүүн хэсэг ба онол

Энэхүү гайхалтай цэвэрлэх технологийг дахин бүтээхийн тулд танд дараах зүйлс хэрэгтэй болно.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Роботын явах эд ангиудыг бүтээхийн тулд танд лазер таслагч хэрэгтэй болно. Энэ тохиолдолд 3d принтер ашигласан.

Суурийн хавтангийн бүх элементүүдийг 500 х 250 х 4 мм хэмжээтэй плексиглас хуудаснаас хайчилж авсан.

Энэхүү төслийн олон үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг багтаасан Arduino иж бүрдэл авахыг танд санал болгож байна (Amazon)

Үндсэн ба кейс

1 x 3D хэвлэсэн хайрцаг

1 x Дээд суурь хавтан (Lasercut)

1 x Дунд суурь хавтан (Ласеркут)

1 х Доод талын хавтан (Ласеркут)

36 x M3 самар

5 x M3 боолт 15 мм

4 x M3 боолт 30 мм

2 x соронз (бид тэдгээрийг эндээс авсан)

Үндсэн электроник

1 x Arduino Uno R3 эсвэл ерөнхий эквивалент - (Amazon)

1 x Arduino өргөтгөл бамбай (гарааны хэрэгсэлд багтсан болно)

1 x Mini Breadboard (гарааны хэрэгсэлд багтсан болно)

19 x холбогч утас (гарааны иж бүрдэлд багтсан болно)

11 x [Нэмэлт нэмэлт] Гагнуургүй холбогч утас - (Амазон)

Хамгийн багадаа 2 USB оролттой 1 x Power bank - (Amazon). Эрчим хүчний эх үүсвэр нь найдваргүй байж болзошгүй тул хямд цахилгаан банкуудаас зайлсхий.

Цахилгаан банкийг Arduino & Motors -т холбох 1 дамар x CCA хос утас - (Amazon)

1 x шураг терминал блок - (Amazon)

Мэдрэгч ба мотор

1 x Бичил хөдөлгүүр, Дугуйны иж бүрдэл ба хаалтны иж бүрдэл - (Пиморони)

1 x [СОНГОЛТЫН СЭЛБЭГ] мотор хаалт 3D хэвлэх файл - (Thingiverse)

1 x 0.91 инчийн OLED дэлгэц - (Амазон

1 x L293D мотор драйвер IC - (Amazon)

1 х 5 сувагтай IR шугам хянах мэдрэгч - (Amazon)

1 x Нислэгийн мэдрэгчийн цаг (VL53L0X) - (Амазон)

Багаж хэрэгсэл

- Филлипс толгойтой халив

- Хавтгай толгойтой халив

- Гар урлалын хутга

- Сувгийн соронзон хальс

Онол

Шугам мөрдөх мэдрэгч

Шугам мэдрэгчид таван IR мэдрэгчийн массивыг ашигладаг. Эдгээр IR мэдрэгч нь өнгө сонгох боломжтой. Мэдрэгч нь ялгаруулагч ба хүлээн авагчтай. Ялгаруулагч нь хэт улаан туяаны долгионыг буудах чадвартай бөгөөд хэрэв гадаргуу нь маш их тусгалтай (цагаан гадаргуу шиг) байвал IR долгионыг IR хүлээн авагч руу буцааж тусгадаг. Хэрэв гадаргуу нь хар өнгө шиг цацраг туяа шингээдэг бол IR хүлээн авагч нь бага цацраг авах болно. Шугамыг дагахын тулд дор хаяж хоёр мэдрэгч хэрэгтэй.

DC моторыг хянахын тулд тэдгээрийг хянахын тулд танд драйвер хэрэгтэй болно. I2C L293D мотор драйвер IC L293D бол хоёр тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурд, чиглэлийг хянах хямд бөгөөд харьцангуй энгийн арга юм. L293D-ийн талаар илүү гүнзгий мэдээлэл авахын тулд Lastminuteengineers гайхалтай тоймтой болно:

Нислэгийн цаг мэдрэгч: Энэхүү мэдрэгч нь мэдрэгчийн нэрэнд аль хэдийн тохирсон зарчмыг ашиглан зайг хэмжих боломжтой: нислэгийн цаг. Энэ бол маш нарийн мэдрэгч бөгөөд жишээлбэл дрон эсвэл LiDAR системээс олж болно. Энэ нь лазерыг тодорхой чиглэлд буудаж, лазерыг эргэж ирэх хугацааг хэмжих чадвартай бөгөөд үүнээс зайг тооцоолж болно.

Алхам 3: Үндсэн хэргийг бэлтгэх

Випигийн бие хоёр хэсгээс бүрдэнэ; лазер хайчлах суурь, 3d хэвлэсэн хайрцаг.

1. Суурийн хувьд материалаас хамааран лазераар эсвэл гараар огтлох боломжтой. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хавсаргасан файлыг олоорой. Нийлэг хуудас (3-4 мм) эсвэл фанер (2.5 - 3 мм) гэх мэт хүчтэй боловч хөнгөн материалыг ашиглахыг санал болгож байна. Прототип хийх үе шатанд бид 10 мм -ийн хөөсөн цөмийг маш сайн ажиллуулсан бөгөөд одоогийн загвар нь түүнтэй ажиллах ёстой (нарийн тохируулга хийх шаардлагатай болно). Хөөсөн цөмийг лазер таслагчгүй хүмүүст гараар огтлоход хялбар байдаг.

2. Уг хэргийг 0.2 мм -ийн өндөртэй, дүүргэлтийн нягтрал 25%-тай PLA -тай хэвлэв. Мөн бид хананы зузаан нь 0.8 мм байхыг зөвлөж байна.

Алхам 4: Электроникийг угсрах: Мотор драйвер ба I2C

Электроникийг угсрахдаа бид эхлээд L293D мотор драйвераас эхлэх гэж байна.

1. Мини талхны хавтанг Arduino өргөтгөлийн бамбай дээр наалдуул.
2. L293D -ийг мини талхны хавтангийн хамгийн төгсгөлд байрлуулна (жижигхэн хуванцар холболтын хэсэг богино талд наалддаг). L293D дээрх бүтэн тойрог нь самбарын төгсгөлд байх ёстойг анхаарна уу.
3. Эхлээд гагнуургүй холбогч бүх утсыг холбоно уу
4. Үлдсэн утсыг Arduino, дараа нь хөдөлгүүрт холбоно уу. Хэрэв та мотороо буруу эргүүлж байгааг олж мэдвэл та моторынхоо утаснуудын дарааллыг төөрөгдүүлэх нь хамаагүй.
5. Моторын дээжийн кодыг Arduino -д ачаалж туршиж үзээрэй - энэ хуудасны доод талд байгаа болно: (дээжийн код Моторс)

Алхам 5: Суурийг угсрах

Суурийг угсрахын тулд бид дараах дарааллыг санал болгож байна.

1. Нэгдүгээрт, хөдөлгүүрийг хаалт ашиглан дээд сууринд холбоно. Хаалтанд М2 самар ба боолтыг ашигладаг. Боолтыг маш жижигхэн бөгөөд гөлгөр байдлаар шургуулахад маш болгоомжтой байгаарай.
2. Arduino -ийг дээд хавтан руу холбож, Arduino -ийг хаалтнаас нь салгасан эсэхийг шалгаарай. Үүнийг холбохын тулд M2 боолтыг ашиглана уу. Хэрэв M2 боолт таны мэдэлд байхгүй бол та мөн M3 ашиглаж болно, гэхдээ арай илүү бүдүүлэг хүч шаардагдана.
3. Дараа нь: боолтыг соронзонд холбож, доод хавтанг боолт дээр шургуулж, боолтыг заасан газруудад дунд хавтан дээр холбоно. Одоо дунд ба доод хавтанг холбоно уу.
4. Заасан боолтыг ашиглан шугамын мэдрэгчийг дунд хавтан дээр холбоно уу. Шугамын мэдрэгчийг бэхлэх үед нүхэнд нэвтрэх боломжгүй болсон тул зэргэлдээ боолтыг дунд хавтан дээр байрлуулахаа мартуузай.
5. Дээд талын сууринд холбосон дунд боолтонд бүх боолтыг нэмнэ.
6. Эцэст нь дээд суурийн хавтанг суурийн бусад хэсэгт байрлуулж чангална.

Алхам 6: Соронзон галзуурал

Одоо босоо самбар дээр өөрийн Wipy -ийг туршиж үзэх хэцүү хэсэг гарч ирэв. Энэ хэсэг нь бага зэрэг туршилт, алдаан дээр суурилсан тул дараахь тэнцвэртэй тэнцвэртэй байдаг.

- Соронз хэт хүчтэй тул дугуй хөдөлж чадахгүй байна.- Соронз хангалттай хүчтэй биш тул Випи самбараас унав.

Бидний ашигладаг соронз хүчтэй, арай хэтэрхий хүчтэй байж магадгүй. Самбар ба соронзны хоорондох зайг ашигласнаар татах чадварыг бууруулж болно. Мөн тусгаарлагч нь боолтны дээд хэсэг нь самбар дээр хүрэхгүй байхыг баталгаажуулдаг. Тусгаарлагчийг цавуу ашиглан соронзонд хавсаргаж болно, эсвэл загварчлах үе шатанд: олон тооны дууны тууз.

Зөвлөмж Бидэнд соронзыг хэрхэн зөв ажиллуулах талаар хэдэн зөвлөгөө байна.

- Дугуйны хоорондох соронз нь дугуйг илүү сайн атгахын тулд дугуйг самбарт татах зориулалттай. Энэ соронз нь дугуйны түвшингээс арай өндөр байгаа эсэхийг шалгаарай.- Робот арын соронз руу бага зэрэг өнцгөөр харсан эсэхийг шалгаарай. Жижиг соронзны тусламжтайгаар роботыг тойрог замаар жолоодохоос сэргийлж болно.

Дугуйнууд одоо нэг чиглэлд эргэлдэх ёстой. Одоо үүнийг самбар дээр туршиж үзээрэй, хэрвээ энэ нь үр дүнтэй болвол баяр хөөрийн нулимс дуслаарай. Одоо бяцхан ялалт байгуулах цаг болжээ.

Алхам 7: Илүү олон мэдрэгч, илүү хөгжилтэй

Хөдөлгүүр, соронз нь бусадтайгаа сайн тоглодог болсон тул Wipy -д зарим (ашиггүй) онцлог шинж чанаруудыг нэмэх цаг болжээ.

1. Шугамын мэдрэгч Оруулсан кабелийг ашиглан шугамын мэдрэгчийг талхны самбар дээр заасан байдлаар холбоно. Диаграм дээрх ногоон кабель нь SCL, цагаан нь SDA -д зориулагдсан болно.

2. Дэлгэц нэмэх Wipy -ийн өхөөрдөм царайг зааврын дагуу нэмье.

3. Tof мэдрэгч Эцэст нь зайн мэдрэгчийг зааврын дагуу нэмнэ. Энэхүү мэдрэгч нь гарт хэр ойрхон байгааг илрүүлж, үүний дагуу зогсох болно. Энэ нь мөн Wipy -д самбар дээр зурж эхлэх тэр мөчид самбараа арчих (ядаргаатай) онцлогийг өгдөг.

4. Код байршуулах

Одоо бүх мэдрэгчийг холбосон тул бид код бичиж эхлэх боломжтой. Хавсаргасан кодын файлыг ачаалж, Wipy -ийн амьдрал руу орохыг үзнэ үү. Үүнийг ойлгоход туслах үүднээс тайлбарууд байдаг. Sketch> Номын санг оруулах> Номын санг удирдах хэсгээс зохих номын санг татаж авахаа мартуузай. Нислэгийн цаг (VL53L0X.h) мэдрэгчийн номын санг олж болно (Эндээс)

5. Эрчим хүч

Wipy цагаан самбар дээр баяр хөөртэй алхаж байх үед мотор болон Arduino -г асаахын тулд бид гадаад батерейг ашиглахыг зөвлөж байна. Жишээлбэл, та үүнийг самбарын дээд буланд байрлуулж, кабелийг Wipy руу холбож болно. Wipy -д хоёр цахилгаан хангамж хэрэгтэй болно: 1 нь Arduino -д, 1 нь зураг дээр үзүүлсэн моторуудад. Бид 2х 5В 2А гаралттай powerbank ашиглахаар шийдсэн. Ардуинод шууд холбоно уу (Вин, USB эсвэл цахилгаан порт дээр). Вин -д холбогдсон эсэх нь Arduino болон бүх мэдрэгчүүдэд хангалттай хүч байгаа эсэхийг шалгаарай.

6. Бүгдийг хамтад нь оруулах

Энэ бүгдийг нэгтгэхийн тулд бид OLED болон Нислэгийн цаг мэдрэгчийг хайрцагт наагаад дараа нь хоёр талт соронзон хальс ашиглан хайрцгийг сууринд холбохыг санал болгож байна.

Алхам 8: Илүү их сэтгэл хөдлөлийг хүсч байна уу?

Та өөрийн Wipy сэтгэл хөдлөлийг бий болгохыг хүсч байна.

1. Bitmap зургийг хадгалах боломжтой ямар ч график програм хангамж (Adobe Photoshop, GIMP, гэх мэт) ашиглан гайхалтай сэтгэл хөдлөлөө бий болго. Дэлгэцтэй ижил нарийвчлалтай эсэхийг шалгаарай. Бидний хувьд энэ нь 128 x 32 пиксел юм.
2. Дараа нь бид эдгээр bitmap -ийг код болгон хөрвүүлэх хэрэгтэй. Үүний тулд бид image2cpp онлайн хэрэгслийг ашиглаж болно. Хөрвүүлэхийг хүсч буй зургуудаа байршуулна уу
3. Байршуулсны дараа нарийвчлал, чиглэл зэрэг тохиргоог зөв хийсэн эсэхийг шалгаарай. Бүх зүйл зөв болсны дараа "Кодын гаралтын формат" -ыг "Arduino код" болгон өөрчилж, ямар ч сэтгэл хөдлөлийг солихыг хүсч буй таниулагчийг ашиглаж байгаа эсэхийг шалгаарай.
4. Үүнийг хийсний дараа "Код үүсгэх" дээр дарж кодыг Arduino Sketch дээр солино уу.

Arduino 2019 тэмцээнд дэд байр эзэлсэн