Ургамлын робот: 10 алхам

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

Хүн бүр гэртээ ургамал тарьж ургуулах дуртай байдаг ч заримдаа завгүй амьдралтай болохоор тэдэнд анхаарал халамж тавих цаг олддоггүй. Энэ асуудлаас бид нэг санаа олж авлаа: Яагаад үүнийг хариуцах робот бүтээж болохгүй гэж?

Энэхүү төсөл нь өөртөө анхаарал тавьдаг ургамлын роботоос бүрдэнэ. Уг үйлдвэр нь роботод нэгдсэн бөгөөд саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн зэрэгцээ өөрийгөө усалж, гэрэл олох боломжтой болно. Үүнийг робот болон үйлдвэрийн хэд хэдэн мэдрэгч ашиглан хийжээ. Энэхүү зааварчилгаа нь ургамлын робот бүтээх явцад танд чиглүүлэх зорилготой бөгөөд ингэснээр та ургамлынхаа талаар өдөр бүр санаа зовох хэрэггүй болно!

Энэхүү төсөл нь Bruface Mechatronics -ийн нэг хэсэг бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлсэн:

Мерседес Аревало Суарез

Даниел Бланкес

Бодуэн Корнелис

Каат Лиманс

Маркос Мартинес Жименез

Basile Thisse

(4 -р бүлэг)

Алхам 1: ХУДАЛДАА ЖАГСААЛТ

Энэхүү роботыг бүтээхэд шаардлагатай бүх бүтээгдэхүүнүүдийн жагсаалтыг энд оруулав. Хэсэг бүрийн доогуур зурсан линк байдаг:

3D хэвлэсэн моторууд X1 -ийг дэмждэг (3D хэлбэрээр хуулбарлах)

3D хэвлэсэн дугуй + дугуй-мотор холболт X2 (3D хэлбэрээр хуулбарлах)

AA Nimh батерей X8

Зүлгүүрийн цаас өнхрөх X1

Arduino Mega X1

Бөмбөгөр дугуй X1

Батерейны эзэмшигч X2

Х1 тестийн талхны самбар

X1 гагнах талхны самбар

DC мотор (кодлогчтой) X2

Нугас X2

Гигрометр X1

Хөнгөн хамааралтай резистор X3

Эрэгтэй-эрэгтэй, эрэгтэй-эмэгтэй харайлтын тамирчид

Мотор бамбай X1

X1 ургамал (энэ нь танд хамаарна)

Ургамлын сав X1

Ургамлын дэмжлэг X1 (3D хэвлэсэн)

Хуванцар хоолой X1

Янз бүрийн утгын эсэргүүцэл

Цаасны цаас X1

Шураг

Хурц мэдрэгч X3 (GP2Y0A21YK0F 10-80 см)

X1 шилжүүлэгч

Усны насос X1

Усан сангийн сав (жижиг Tupperware) X1

Утас

Эдгээр сонголтууд нь цаг хугацаа, төсвийн хязгаарлалтын үр дүн (3 сар ба 200 евро) гэдгийг анхаарна уу. Бусад сонголтыг өөрийн үзэмжээр хийх боломжтой.

СОНГОН СОНГОЛТЫН ТӨЛБӨР

Arduino Mega Arduino Uno дээр: Нэгдүгээрт, бид Arduino -ийг яагаад ашигласан шалтгааныг тайлбарлах ёстой. Arduino бол хэрэглэгчдэд интерактив электрон объект үүсгэх боломжийг олгодог нээлттэй эх сурвалж бүхий цахим загварчлалын платформ юм. Энэ нь шинжээчид болон шинэхэн хүмүүсийн дунд маш их алдартай байдаг бөгөөд энэ нь интернетээс энэ талаар маш их мэдээлэл олж авахад хувь нэмэр оруулдаг. Энэ нь таны төсөлтэй холбоотой асуудал гарахад тустай байж магадгүй. Бид илүү олон тээглүүртэй тул бид Uno -ийн оронд Arduino Mega -ийг сонгосон. Үнэн хэрэгтээ бидний ашигладаг Uno мэдрэгчүүдийн тоо хангалттай зүү санал болгодоггүй байв. Мега нь илүү хүчирхэг бөгөөд хэрэв бид WIFI модуль гэх мэт зарим сайжруулалтыг нэмбэл тустай байж магадгүй юм.

Нимх батерей: Анхны санаа бол LiPo батерейг олон робот төслүүдийн нэгэн адил ашиглах явдал байв. LiPo нь цэнэглэх чадвар сайтай бөгөөд цэнэглэхэд хялбар байдаг. Гэхдээ удалгүй LiPo болон цэнэглэгч нь хэтэрхий үнэтэй болохыг бид ойлгосон. Энэ төсөлд тохиромжтой цорын ганц зай нь Nimh юм. Үнэндээ тэд хямд, цэнэглэдэг, хөнгөн. Моторыг асаахын тулд бидэнд 9.6V (цэнэггүй) -аас 12V (бүрэн цэнэглэгдсэн) тэжээлийн хүчдэлд хүрэхийн тулд 8 ширхэг хэрэгтэй болно.

Кодлогчтой DC мотор: Энэхүү идэвхжүүлэгчийн үндсэн зорилгыг харгалзан дугуйнд эргэлтийн энерги өгөх үүднээс бид эргэлтийн өнцөгөөр хязгаарлагдмал, байрлалыг тодорхойлох шаардлагатай илүү тодорхой ажлуудад зориулагдсан хоёр DC моторыг сонгосон. үнэн зөв. Кодлогчтой байх нь шаардлагатай бол илүү нарийвчлалтай байх боломжийг нэмж өгдөг. Мотор нь маш төстэй бөгөөд бидэнд робот яг шулуун шугамаар явах шаардлагагүй гэдгийг ойлгосон тул кодчилогчийг эцэст нь ашиглаагүй болохыг анхаарна уу.

Зах зээл дээр маш олон DC мотор байдаг бөгөөд бид төсөв, роботдоо тохирсон мотор хайж байсан. Эдгээр хязгаарлалтыг хангахын тулд моторыг сонгоход хоёр чухал параметр тусалсан: роботыг хөдөлгөхөд шаардлагатай эргэлт ба роботын хурд (шаардлагатай эргэлтийг олохын тулд).

1) Rpm -ийг тооцоолох

Энэ робот дууны саадыг эвдэх шаардлагагүй болно. Гэрлийг дагах эсвэл байшинд хэн нэгнийг дагахын тулд 1 м/с буюу 3.6 км/цагийн хурдтай байх нь боломжийн юм шиг санагддаг. Үүнийг эргэлтэнд оруулахын тулд дугуйны диаметрийг ашигладаг: 9см. Rpm -ийг дараах байдлаар өгдөг: rpm = (60*хурд (m/s))/(2*pi*r) = (60*1)/(2*pi*0.045) = 212 rpm.

2) Шаардлагатай хамгийн их эргүүлэх хүчийг тооцоол

Энэхүү робот нь хавтгай орчинд хөгжих тул роботыг хөдөлгөж эхлэхэд шаардагдах хамгийн их эргэлт нь юм. Хэрэв бид роботын үйлдвэр ба бүрэлдэхүүн хэсэг бүр 3 кг орчим жинтэй гэж үзвэл дугуй ба газрын хоорондох үрэлтийн хүчийг ашиглан эргүүлэх хүчийг амархан олох боломжтой. Газар ба дугуй хоорондын үрэлтийн коэффициентийг 1 гэж үзвэл: Үрэлтийн хүч (Fr) = үрэлтийн коэффициент. * N (N бол роботын жин юм) энэ нь бидэнд Fr = 1 * 3 * 10 = 30 N. өгдөг. Мотор бүрийн эргүүлэх моментийг дараах байдлаар олж болно: T = (Fr * r)/2, энд r нь дугуйны радиус Тиймээс T = (30*0.045)/2 = 0.675 Нм = 6.88 кг см.

Эдгээр нь бидний сонгосон моторын онцлог шинж чанарууд юм: 6V 175 эрг / мин, 12В 350 эрг / мин -д 4 кг см, 8 кг см. Шугаман интерполяци хийснээр 9.6 -аас 12 В хүртэл хүчдэлтэй болно гэдгийг мэдэж байгаа тул дээрх хязгаарлалтыг биелүүлэх нь тодорхой байна.

Гэрлийн мэдрэгч: Бид гэрлээс хамааралтай эсэргүүцэл (LDR) -ийг сонгосон, учир нь тэдгээрийн эсэргүүцэл нь гэрэлд маш хурдан өөрчлөгддөг бөгөөд LDR дээрх хүчдэлийг LDR агуулсан хүчдэл хуваагч дээр тогтмол хүчдэл ашиглан хялбархан хэмждэг.

Хурц мэдрэгч: Эдгээр нь саад бэрхшээлээс зайлсхийхэд ашиглагддаг. Хурц зайн мэдрэгч нь хямд бөгөөд ашиглахад хялбар тул объект илрүүлэх, хэмжихэд түгээмэл сонголт болдог. Тэд ихэвчлэн sonar хүрээ илрүүлэгчээс илүү өндөр шинэчлэлтийн хурдтай бөгөөд хамгийн их илрүүлэх хүрээ богино байдаг. Зах зээл дээр өөр өөр үйл ажиллагааны хүрээ бүхий олон төрлийн загварууд байдаг. Тэд энэ төслийн саад тотгорыг илрүүлэхэд ашигладаг тул бид 10-80 см-ийн ажиллах хүрээтэй хэсгийг сонгосон.

Усны насос: Усны насос нь энгийн гэрэл бөгөөд хэт хүчирхэг биш бөгөөд моторын хүчдэлийн хязгаарт нийцдэг бөгөөд хоёуланд нь ижил хооллолтыг ашиглах боломжтой. Ургамлыг усаар тэжээх өөр нэг шийдэл бол роботоос усны суурийг салгах явдал байсан боловч робот дээр суурилуулах нь илүү хялбар байдаг.

Гигрометр: Гигрометр бол газарт тавих чийгшлийн мэдрэгч юм. Энэ нь робот усыг илгээхийн тулд сав хэзээ хатаж байгааг мэдэх шаардлагатай тул үүнийг хийх шаардлагатай байна.

Алхам 2: МЕХАНИК ДИЗАЙН

Үндсэндээ роботын загвар нь тэгш өнцөгт хайрцагнаас бүрдэх бөгөөд доод талдаа гурван дугуйтай, дээд талд нь нээгддэг тагтай байх болно. Уг үйлдвэрийг усан сан бүхий дээд талд байрлуулна. Ургамлын савыг роботын дээд банзан дээр шургуулсан ургамлын саванд бэхлэнэ. Усан сан нь роботын дээд банзан дээр бага зэрэг маажсан бөгөөд усны насос нь усан сангийн ёроолд зурагдсан тул Tupperware -ийг усаар дүүргэх үед бүх зүйлийг амархан арилгаж болно. Усны хоолой нь ургамлын саванд орж, насосыг хайрцагт хийж байгаа тул усан сангийн таган дээр жижиг нүх гаргадаг. Хайрцагны дээд банзан дээр нүх гаргадаг бөгөөд гигрометрийн кабелиуд энэ нүхээр дамждаг.

Нэгдүгээрт, бид роботыг сэтгэл татам дизайнтай болгохыг хүсч байсан тул электрон хэсгийг хайрцаг дотор нуухаар шийдэж, үйлдвэр, усны гадна үлдээв. Ургамал нь байшингийн гоёл чимэглэлийн нэг хэсэг бөгөөд орон зайг нүдээр нөлөөлөх ёсгүй тул энэ нь чухал юм. Хайрцаг дахь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дээд талын тагнаас хялбархан олж авах боломжтой бөгөөд хажуугийн таг нь шаардлагатай нүхтэй байх бөгөөд жишээлбэл роботыг асаах эсвэл Arduino -ийг зөөврийн компьютерт холбоход хялбар болно. үүнийг дахин програмчлах.

Хайрцагт байгаа бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь: Arduino, мотор хянагч, мотор, LDR, овоолго эзэмшигч, талх, нугас. Arduino нь жижиг багана дээр суурилагдсан тул ёроол нь эвдэрч, мотор хянагчийг Arduino -ийн орой дээр суурилуулсан болно. Моторыг моторын бэхэлгээнд шургуулж, дараа нь моторын бэхэлгээг хайрцгийн доод банзан дээр шургуулна. LDR нь талхны жижигхэн хэсэг дээр гагнаж байна. Мини модон банзыг роботын хажуу тал руу шургуулахын тулд энэ талхны хавтан дээр наасан байна. Урд талд нэг LDR байдаг, нэг нь зүүн талд, нөгөө нь баруун талд байдаг тул робот хамгийн их гэрэлтэй гэрлийн чиглэлийг мэдэх боломжтой. Овоолго эзэмшигчдийг хайрцгийн доод талд зурж, овоолгыг амархан арилгаж, овоолгыг сольж эсвэл цэнэглэнэ. Дараа нь талхны хавтанг бэхлэхийн тулд талхны булангийн хэлбэртэй нүхтэй жижиг гурвалжин хэлбэртэй баганаар доод банзан дээр шургуулна. Эцэст нь нугасыг арын болон дээд нүүрэнд шургуулна.

Урд талын нүүрэн дээр гурван хурц үзүүрийг шууд шургуулж, саадыг аль болох сайн илрүүлж, зайлсхийх болно.

Физик дизайн чухал боловч техникийн хэсгийг мартаж болохгүй, гэхдээ бид робот бүтээж байгаа бөгөөд энэ нь практик байх ёстой бөгөөд аль болох зайгаа оновчтой болгох ёстой. Энэ бол тэгш өнцөгт хэлбэртэй болох шалтгаан бөгөөд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зохион байгуулах хамгийн сайн арга юм.

Төгсгөлд нь хөдөлгөөн хийхэд төхөөрөмж нь гурван дугуйтай байх болно: хоёр стандарт мотортой, ардаа, нэг бөмбөгийг урд талд. Тэдгээрийг гурван мөчлөгт хөтөч, тохиргоо, урд жолоодлого, арын жолоодлогод харуулав.

Алхам 3: ХЭСЭГ ҮЙЛДВЭРЛЭХ

Таны сонирхолд тулгуурлан роботын гадаад төрхийг өөрчилж болно. Техникийн зураг зурсан болно, энэ нь өөрөө зураг төсөл зохиоход сайн үндэс суурь болж чадна.

Лазер хайчлах хэсгүүд:

Роботын хайрцгийг бүрдүүлдэг зургаан хэсгийг лазераар хайчилжээ. Үүнд ашигладаг материалыг дахин боловсруулсан мод болгон ашигладаг. Энэ хайрцгийг арай илүү үнэтэй плексигласаар хийж болно.

3D хэвлэмэл хэсгүүд:

Роботын ар талд байрлуулсан хоёр стандарт дугуйг PLA дээр 3D хэвлэсэн байна. Үүний шалтгаан нь бүх хэрэгцээнд нийцсэн дугуйг хайж олох цорын ганц арга зам (DC хөдөлгүүрт тохирох хэмжээ, жин …) өөрсдөө зохион бүтээсэн явдал юм. Төсвийн шалтгаанаар моторын бэхэлгээг 3D хэлбэрээр хэвлэжээ. Дараа нь ургамлын савны дэмжлэг, Arduino баганууд болон талхны хавтанг дэмждэг булангуудыг 3D хэлбэрээр хэвлэв.

Алхам 4: ЦАХИЛГААН

Хурц мэдрэгч: Хурц мэдрэгч нь гурван голтой. Тэдгээрийн хоёр нь хооллох зориулалттай (Vcc ба Ground) бөгөөд сүүлийнх нь хэмжсэн дохио (Vo) юм. Хоол тэжээлийн хувьд бид 4.5 -аас 5.5 В -ийн хооронд эерэг хүчдэлтэй байдаг тул Arduino -ийн 5V -ийг ашиглах болно. Vo нь Arduino -ийн аналог тээглүүрүүдийн нэгтэй холбогдоно.

Гэрлийн мэдрэгч: Гэрлийн мэдрэгч ажиллахын тулд бага зэрэг хэлхээ хэрэгтэй. LDR нь хүчдэл хуваагч үүсгэхийн тулд 900 кОм эсэргүүцэлтэй цувралаар байрлуулсан болно. Газар нь LDR -тэй холбоогүй резисторын зүү дээр, Arduino -ийн 5V нь эсэргүүцэлтэй холбогдоогүй LDR -ийн зүүтэй холбогдсон байна. Энэхүү хүчдэлийг хэмжихийн тулд резистор ба LDR -ийн зүүг Arduino -ийн аналог зүүгээр холбодог. Энэ хүчдэл нь 0 -ээс 5В -ийн хооронд хэлбэлзэж, 5V нь бүрэн гэрэлд харгалзах ба харанхуйд харгалзах тэгтэй ойролцоо байна. Дараа нь бүх хэлхээг роботын хажуугийн банзанд багтах жижиг талхны хавтан дээр гагнах болно.

Батерей: Батерейг тус бүр нь 1.2-1.5 В -ийн хооронд 4 овоолгоос бүрдэх бөгөөд 4.8 -аас 6В хүртэл байна. Хоёр овоолго эзэмшигчийг цувралаар байрлуулснаар бид 9.6-12 В -ийн хооронд байна.

Усны насос: Усны насос нь Arduino -ийн хоол тэжээлтэй ижил төрлийн холболт (цахилгаан залгуур) -тай. Эхний алхам бол газардуулга, эерэг хүчдэлийн утастай байхын тулд холболтыг таслах, утсыг салгах явдал юм. Бид насосыг хянахыг хүсч байгаа тул үүнийг шилжүүлэгч болгон ашигладаг одоогийн хяналттай транзистороор цувралаар байрлуулах болно. Дараа нь урвуу урсгалаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд насосны зэрэгцээ диод тавих болно. Транзисторын доод хөл нь Arduino/батерейны нийтлэг холболттой холбогдсон бөгөөд дунд хэсэг нь Arduino -ийн хүчдэлийг гүйдэл, дээд хөлийг хар кабель болгон хувиргах зорилгоор 1kOhm эсэргүүцэлтэй цуваа бүхий Arduino дижитал зүүтэй холбодог. насос. Дараа нь насосны улаан кабелийг батерейны эерэг хүчдэлд холбоно.

Мотор ба бамбай: Бамбайг гагнах шаардлагатай, гагнуургүй тээвэрлэдэг. Үүнийг хийсний дараа бамбайны бүх толгойг Arduino -ийн зүүгээр хайчилж Arduino дээр байрлуулна. Бамбай нь батерейгаар тэжээгддэг бөгөөд хэрэв холбогч асаалттай бол Arduino -г асаах болно (зураг дээрх улбар шар өнгийн тээглүүр). Arduino нь бамбайгаас өөр аргаар тэжээгддэг үед холбогчийг тавихаас болгоомжил, учир нь Arduino нь бамбайг асааж, холболтыг шатааж болзошгүй юм.

Breadboard: Одоо бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг самбар дээр гагнах болно. Нэг овоолго эзэмшигч, Arduino, мотор хянагч болон бүх мэдрэгчийн газрыг нэг эгнээнд гагнах болно (манай талхны самбар дээрх боломжууд ижил байна). Дараа нь хоёр дахь овоолго эзэмшигчийн хар кабелийг газар нь аль хэдийн гагнагдсан эхний овоолгын эзэмшигчийн улаантай ижил эгнээнд гагнах болно. Дараа нь кабелийг хоёуланд нь харгалзах хоёр дахь овоолго эзэмшигчийн улаан кабельтай ижил эгнээнд гагнах болно. Энэ кабелийг унтраалгын нэг үзүүрт, нөгөө үзүүрийг чөлөөт эгнээнд талхны самбар дээр гагнаж холбосон утсаар холбоно. Шахуургын улаан кабель ба мотор хянагчийн хоол тэжээлийг энэ эгнээнд гагнах болно (унтраагуурыг зураг дээр харуулаагүй болно). Дараа нь Arduino -ийн 5V -ийг өөр эгнээнд гагнах бөгөөд мэдрэгч бүрийн тэжээлийн хүчдэлийг нэг эгнээнд гагнах болно. Боломжтой бол талхны тавцан дээр холбогчийг холбож, холбогчийг гагнахыг хичээгээрэй, ингэснээр та тэдгээрийг амархан салгаж, цахилгаан эд ангиудыг угсрах нь илүү хялбар болно.

Алхам 5: ХӨТӨЛБӨРЛӨХ

Хөтөлбөрийн схем:

Хөтөлбөрийг төлөв байдлын хувьсагч гэсэн ойлголтыг ашиглан нэлээд энгийн болгосон. Урсгал диаграмаас харахад эдгээр мужууд тэргүүлэх чиглэлийг бий болгодог. Робот нөхцөлийг дараах дарааллаар шалгана.

1) 2 -р төлөвт: Ургамал moist_level функцтэй хангалттай устай юу? Хэрэв гигрометрээр хэмжих чийгийн түвшин 500 -аас доош байвал насосыг чийгийн түвшин 500 -аас дээш болтол ажиллуулна. Үйлдвэр хангалттай хэмжээний устай бол робот 3 -р төлөвт орно.

2) 3 -р төлөвт: Хамгийн их гэрэлтэй чиглэлийг ол. Энэ мужид ургамал хангалттай устай бөгөөд саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд хамгийн их гэрэлтэй чиглэлийг дагаж мөрдөх шаардлагатай болдог. Light_direction функц нь хамгийн их гэрэл хүлээн авч буй гурван гэрлийн мэдрэгчийн чиглэлийг өгдөг. Дараа нь робот моторыг дагаж, энэ чиглэлийг дагахын тулд follow_light функцийг ашиглана. Хэрэв гэрлийн түвшин тодорхой босгоос (хангалттай гэрэл) дээгүүр байвал энэ байрлалд хангалттай байгаа тул робот гэрлийг дагахаа болино. Гэрлийг дагаж 15 см -ээс доош саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд саадны чиглэлийг буцааж өгөх функциональ саадыг хэрэгжүүлсэн болно. Саад бэрхшээлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд зайлсхийх_ саад бэрхшээл функцийг хэрэгжүүлсэн болно. Энэ функц нь саад бэрхшээл хаана байгааг мэдэх моторыг ажиллуулдаг.

Алхам 6: УУЛЗАХ

Энэхүү роботыг угсрах нь үнэхээр хялбар юм. Ихэнх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрандаа байлгахын тулд хайрцагт шургуулдаг. Дараа нь овоолго эзэмшигч, усан сан, насосыг маажна.

Алхам 7: ТУРШИЛТ

Ихэвчлэн робот бүтээхэд бүх зүйл жигд явагддаггүй. Төгс үр дүнд хүрэхийн тулд дараахь өөрчлөлтүүдийг хийх шаардлагатай олон тооны туршилтууд шаардлагатай болно. Энд ургамлын роботын үйл явцын үзэсгэлэнг толилуулж байна!

Эхний алхам бол роботыг мотор, Arduino, мотор хянагч, гэрлийн мэдрэгч бүхий эх хавтангийн загвараар холбох явдал байв. Робот хамгийн их гэрлийг хэмжсэн чиглэлд л явж байна. Хэрэв робот хангалттай гэрэлтэй бол түүнийг зогсоохын тулд босго тогтоохоор шийджээ. Робот шалан дээр гулсаж байхад бид дугуйг дуурайхын тулд дугуйнд нь зүлгүүрийн цаас нэмж оруулав.

Дараа нь саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд хурц мэдрэгчийг бүтцэд нэмж оруулав. Эхэндээ хоёр мэдрэгчийг урд нүүрэн дээр байрлуулсан боловч хурц мэдрэгчийг илрүүлэх өнцөг маш хязгаарлагдмал тул гуравдахь хэсгийг дунд нь нэмсэн. Эцэст нь хэлэхэд, бид роботын үзүүрт хоёр мэдрэгчтэй бөгөөд баруун эсвэл зүүн талын саад тотгорыг илрүүлж, урд талд нь саад байгаа эсэхийг илрүүлдэг. Хурц хүчдэл нь роботоос 15см -ийн зайтай тэнцэх тодорхой утгаас дээш гарах үед саад бэрхшээлийг илрүүлдэг. Саад талыг хажуу тийш байхад робот түүнээс зайлсхийж, голд нь саад байвал робот зогсдог. Хурц доорхи саад тотгорыг илрүүлэх боломжгүй тул саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд тодорхой өндөртэй байх шаардлагатайг анхаарна уу.

Үүний дараа насос болон гигрометрийг туршиж үзсэн. Гигрометрийн хүчдэл нь хуурай тогоонд тохирох тодорхой утгаас доогуур байвал насос ус илгээдэг. Энэ утгыг хуурай, чийглэг савтай ургамлаар турших замаар хэмжиж, туршилтаар тодорхойлсон.

Эцэст нь бүх зүйлийг хамтад нь туршиж үзсэн. Ургамал эхлээд хангалттай ус байгаа эсэхийг шалгаж, дараа нь саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд гэрлийг дагаж эхэлдэг.

Алхам 8: Эцсийн шалгалт

Робот эцэст нь хэрхэн ажилладаг тухай видео бичлэгүүдийг энд оруулав. Танд таалагдана гэж найдаж байна!

Алхам 9: ЭНЭ ТӨСӨЛИЙН БИД ЮУ СУРСАН бэ?

Хэдийгээр бид маш их зүйлийг сурч мэдсэн учраас энэ төслийн талаархи ерөнхий санал хүсэлт маш сайн байгаа боловч эцсийн хугацаанаас шалтгаалан бид үүнийг барьж байхдаа нэлээд стресст орсон.

Тулгарсан бэрхшээлүүд

Манай тохиолдолд ажлын явцад бидэнд хэд хэдэн асуудал тулгарсан. Тэдгээрийн заримыг шийдвэрлэхэд хялбар байсан, жишээлбэл, эд ангиудыг хүргэх ажил удааширсан үед бид худалдаж авах боломжтой байсан бол хотод дэлгүүр хайж байсан. Бусад нь арай илүү бодохыг шаарддаг.

Харамсалтай нь бүх асуудал шийдэгдээгүй. Бидний анхны санаа бол гэрийн тэжээвэр амьтан, ургамлын шинж чанарыг нэгтгэн, тус бүрээс хамгийн сайн сайхныг олж авах явдал байв. Бидний хийж чадах ургамлын хувьд энэхүү роботыг ашигласнаар бид байшингаа тохижуулдаг ургамалтай болох бөгөөд үүнийг арчлах шаардлагагүй болно. Гэхдээ гэрийн тэжээвэр амьтдын хувьд бид тэдний хийдэг компанийг дуурайх аргыг олж чадаагүй юм. Хүмүүсийг дагахын тулд бид янз бүрийн арга замыг бодож, нэгийг нь хэрэгжүүлж эхэлсэн боловч үүнийг дуусгахад цаг хугацаа дутсан.

Цаашдын сайжруулалтууд

Хэдийгээр бид хүссэн бүх зүйлээ авахыг хүсч байсан ч энэхүү төслөөс суралцах нь үнэхээр гайхалтай байсан. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам бид үүнээс ч илүү сайн роботыг олж авч магадгүй юм. Энд бид роботыг сайжруулах зарим санааг санал болгож байна, магадгүй та нарын зарим нь туршиж үзэхийг хүсч байна.

- Хэрэглэгчдэд роботыг хэзээ цэнэглэх ёстойг хэлж өгдөг өөр өөр өнгийн (улаан, ногоон,…) гэрлийг нэмж оруулах. Батерейг бүрэн цэнэглэх үед энэ хүчдэлийг Arduino ашиглан хэмжихийн тулд батерейг 5V хамгийн их хүчдэлтэй хүчдэл хуваагч ашиглан хэмжих боломжтой. Дараа нь харгалзах LED асаалттай байна.

- Усны савыг хэзээ цэнэглэх ёстойг хэрэглэгчдэд мэдээлдэг усны мэдрэгчийг нэмж оруулах (усны өндөр мэдрэгч).

- Робот хэрэглэгчдэд мессеж илгээх интерфэйсийг бий болгох.

Мэдээжийн хэрэг, бид хүмүүсийг дагаж мөрдөхийн тулд зорилгоо мартаж чадахгүй байна. Гэрийн тэжээвэр амьтад бол хүмүүсийн хамгийн дуртай зүйлсийн нэг бөгөөд хэрэв хэн нэгэн робот энэ зан үйлийг дуурайж чадсан бол амжилтанд хүрэх нь үнэхээр сайхан байх болно. Үүнийг хөнгөвчлөхийн тулд бид энд байгаа бүхнээ өгөх болно.

Алхам 10: Хүмүүсийг дагах роботыг яаж авах вэ?

Үүнийг хийх хамгийн сайн арга бол гурван хэт авианы мэдрэгч, нэг ялгаруулагч, хоёр хүлээн авагчийг ашиглах явдал юм.

Дамжуулагч

Дамжуулагчийн хувьд бид 50% -ийн ажлын мөчлөгтэй байхыг хүсч байна. Үүнийг хийхийн тулд та 555 таймер ашиглах ёстой, бид NE555N ашиглаж байсан. Зураг дээр хэлхээг хэрхэн яаж барих ёстойг харж болно. Гэхдээ та жишээ нь 3, 1μF гаралт дээр нэмэлт конденсатор нэмэх шаардлагатай болно. Резистор ба конденсаторыг дараах томъёогоор тооцоолно: (зураг 1 ба 2)

50% -ийн татварын мөчлөг нь зүйтэй тул t1 ба t2 нь хоорондоо тэнцүү байх болно. Тиймээс 40 кГц дамжуулагчтай бол t1 ба t2 нь 1.25*10-5 сек-тэй тэнцүү байх болно. C1 = C2 = 1 nF -ийг авахад R1 ба R2 -ийг тооцоолж болно. Бид R1 = 15 кОм ба R2 = 6.8 кОм авсан тул R1> 2R2 эсэхийг шалгаарай!

Үүнийг осциллограф дээр хэлхээгээр туршихад бид дараах дохиог авсан. Хэмжээ нь 5 µs/div бөгөөд бодит давтамж нь 43 кГц орчим байх болно. (Зураг 3)

Хүлээн авагч

Хүлээн авагчийн оролтын дохио нь Arduino -г нарийвчлалтай боловсруулахад хэтэрхий бага байх тул оролтын дохиог нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Үүнийг урвуу өсгөгч хийх замаар хийх болно.

Опампын хувьд бид Arduino -аас 0 В ба 5 В хүчээр ажилладаг LM318N -ийг ашигласан. Үүнийг хийхийн тулд хэлбэлзэж буй дохионы эргэн тойронд хүчдэлийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болсон. Энэ тохиолдолд үүнийг 2.5 В хүртэл нэмэгдүүлэх нь логик байх болно. Тэжээлийн хүчдэл тэгш хэмтэй биш тул резисторын өмнө конденсатор тавих шаардлагатай болно. Ийм байдлаар бид өндөр нэвтрүүлэх шүүлтүүр хийсэн. Бидний ашиглаж байсан утгуудын хувьд давтамж 23 кГц -ээс өндөр байх шаардлагатай байв. Бид A = 56 -ийн өсгөлтийг ашиглах үед дохио нь ханалт руу орох бөгөөд энэ нь тийм ч сайн биш тул бид A = 18 -ийг ашигласан. Энэ нь хангалттай хэвээр байх болно. (Зураг 4)

Одоо бид синусын долгионтой болсон тул бидэнд тогтмол утга хэрэгтэй тул Arduino үүнийг хэмжих боломжтой болно. Үүнийг хийх арга бол детекторын оргил хэлхээг хийх явдал юм. Ийнхүү дамжуулагч нь хүлээн авагчаас тусдаа эсвэл өмнөх өнцгөөсөө өөр өнцөгт байгаа эсэхийг хүлээн авсан дохионы эрч хүчтэй пропорциональ тогтмол дохиогоор харж болно. Бидэнд нарийвчлалтай оргил мэдрэгч хэрэгтэй тул 1N4148 диодыг хүчдэлийн дагагч руу оруулна. Ингэснээр бид диод алдагдалгүй, хамгийн тохиромжтой диодыг бий болгосон. Опампын хувьд бид хэлхээний эхний хэсэгт ижил хүчдэлтэй, 0 В ба 5 В хүчдэлтэй байсан.

Зэрэгцээ конденсатор нь өндөр утгатай байх ёстой, тиймээс энэ нь маш удаан цэнэглэгдэх бөгөөд бодит үнэ цэнэтэй ижил оргил утгыг бид харсаар байна. Резисторыг зэрэгцээ байрлуулах бөгөөд хэт доогуур байх ёсгүй, эс тэгвээс гадагшлуулах хэмжээ их байх болно. Энэ тохиолдолд 1.5µF ба 56 кОм хангалттай. (Зураг 5)

Зураг дээр нийт хэлхээг харж болно. Arduino руу орох гэж байгаа гарц хаана байна. Мөн 40 кГц -ийн АС дохио нь хүлээн авагч байх бөгөөд үүний нөгөө үзүүрийг газартай холбох болно. (Зураг 6)

Өмнө нь хэлсэнчлэн бид робот дахь мэдрэгчийг нэгтгэж чадаагүй. Гэхдээ бид хэлхээ ажиллаж байгааг харуулахын тулд тестүүдийн видеог өгдөг. Эхний видеонд олшруулалтыг (эхний OpAmp -ийн дараа) харж болно. Осциллограф дээр аль хэдийн 2.5В -ийн офсет байгаа тул дохио дунд байна, мэдрэгч чиглэлээ өөрчлөхөд далайц өөр байна. Хоёр мэдрэгч бие биентэйгээ тулгарах үед синусын далайц нь мэдрэгч нь хоёулангийнх нь өнцөг эсвэл зайтай байхаас өндөр байх болно. Хоёрдахь видео дээр (хэлхээний гаралт) залруулсан дохиог харж болно. Дахин хэлэхэд мэдрэгчүүд хоорондоо нүүр тулах үед нийт хүчдэл өндөр биш байх болно. Конденсаторыг гадагшлуулж, вольт/диваас болж дохио нь бүрэн шулуун биш байна. Мэдрэгчийн хоорондох өнцөг эсвэл зай нь оновчтой биш байх үед бид тогтмол буурч буй дохиог хэмжих боломжтой болсон.

Энэхүү санаа нь роботыг хүлээн авагч, хэрэглэгчийг дамжуулагчтай болгох явдал байв. Робот өөрөө эргэж, аль чиглэлд хамгийн их эрч хүч байгааг олж мэдэх боломжтой бөгөөд энэ чиглэлд явж чадна. Хоёр хүлээн авагчтай байх, хамгийн өндөр хүчдэлийг хүлээн авдаг хүлээн авагчийг дагах нь илүү дээр байх болно, үүнээс илүү сайн арга бол гурван хүлээн авагчийг байрлуулж LDR шиг байрлуулж хэрэглэгчийн дохио ямар чиглэлд цацагдаж байгааг мэдэх болно. зүүн эсвэл баруун).