Sweepy: Set It & Forget It Studio Cleaner: 10 алхам (зурагтай)

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

Оруулсан: Эван Гуан, Теренс Ло, Вилсон Ян нар

‏‏‎ ‎

Танилцуулга ба сэдэл

Sweepy студи цэвэрлэгч нь зэрлэг оюутнуудын үлдээсэн архитектурын студи дэх эмх замбараагүй нөхцөл байдлын дагуу хийгдсэн юм. Шалгалтын үеэр студи ямар замбараагүй байдгаас залхаж байна уу? За дахиж битгий хэлээрэй. Sweepy -ийн тусламжтайгаар та үүнийг тохируулж, мартах хэрэгтэй. Студи нь нэг төслийн загварыг дуусгахад шаардагдахаас хамаагүй хурдан цоо шинэ байх болно.

Свипи өөрөө өөрийгөө ухамсарладаг бөгөөд хана руу ойртохыг хэлдэг хоёр хэт авианы мэдрэгчийн ачаар бүх хог, хаягдлыг зүрх сэтгэлийнхээ хүсэлд шилжүүлэх болно. Шаргуу ажиллахын тулд Sweepy хэрэгтэй байна уу? Асуудалгүй, зүгээр л орил. Sweepy нь дууны мэдрэгчийн ачаар хүрээлэн буй орчноо байнга сонсдог. Дуу чимээний тодорхой босго хэмжээнд хүрэх нь Sweepy -ийг ууртай горимд оруулж, богино хугацаанд шүүрдэж, хурдан хөдөлгөнө.

Sweepy байхгүй студи бол эмх замбараагүй студи юм.

‏‏‎ ‎

Эд анги, материал, багаж хэрэгсэл

Энэхүү жагсаалтын ихэнх хэсгийг ELEGOO UNO R3 төслийн гарааны иж бүрдэл хэсгээс олж болно. Бусад эд ангиудыг Creatron Inc эсвэл бусад электрон дэлгүүрээс худалдаж авч болно.

‏‏‎ ‎

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

x1 ELEGOO UNO R3 хянагчийн самбар

x1 Прототипийг өргөтгөх модуль

x1 Хэт авианы мэдрэгч (HC-SR04)

x1 Дууны мэдрэгч модуль (KY-038)

x2 DC N20 мотор (ROBOT-011394)

x1 Micro Servo Motor 9G (SG90)

x1 LCD модуль (1602A)

x1 9V батерей

x2 60x8mm резинэн дугуй (UWHLL-601421)

x1 Чөлөөт Castor Wheel (64мм өндөр)

x1 Шүүрдэх сойз (бариулын өндөр 12 мм)

x2 NPN транзистор (PN2222)

x3 резистор (220Ω)

x2 диод (1N4007)

x1 Потенциометр (10K)

x15 Breadboard холбогч утас

x26 Эмэгтэй-Эрэгтэй Дюпонт утас

‏‏‎ ‎

Материал

x1 3мм фанер хуудас (18 "x 32" хэмжээтэй лазер ор)

x6 M3 эрэг (YSCRE-300016)

x4 M3 самар (YSNUT-300000)

x6 M2.5 эрэг (YSCRE-251404)

x6 M2.5 самар (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Багаж хэрэгсэл

Халивын багц

Халуун цавуу буу

‏‏‎ ‎

Тоног төхөөрөмж

Компьютер

3D хэвлэгч

Лазер таслагч

‏‏‎ ‎

Програм хангамж

Arduino IDE

Алхам 1: Логикийг ойлгох

Хэлхээ

ELEGOO UNO R3 хянагчийн самбар нь кодыг байршуулж, боловсруулдаг роботын "тархи" болно. Прототипийн өргөтгөлийн самбар ба мини талхны хавтанг дээд талд нь бэхлээрэй. Мэдрэгч ба идэвхжүүлэгчтэй холбоо тогтоохын тулд эд ангиудыг талхны самбар болон утсаар холбоно.

Sweepy -г аз жаргалтай болгоход шаардлагатай хэлхээний диаграммыг дээр оруулсан болно. Утасны оролт, гаралтанд онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Энэ нь утсыг дагаж өнгийг нь ажиглахад тусалдаг. Буруу холболт нь Sweepy -ийг буруу ажиллуулах эсвэл муу тохиолдолд таны цахилгаан хэрэгслийг богино холболтоор гэмтээж болзошгүй юм.

‏‏‎ ‎

Програмчлал

Sweepy -ийг ажиллуулахад шаардагдах кодыг доор хавсаргав. Файлыг Arduino IDE дээр нээгээд ELEGOO UNO R3 хянагчийн самбарт байршуулна уу. Үүнийг хийхийн тулд та хянагчийн самбарыг USB кабелиар дамжуулан компьютер дээрээ холбох ёстой. Унтраах цэсний Tools ба Port руу орж зөв портыг сонгосон эсэхийг шалгаарай. 3D хэвлэсэн орон сууцанд USB кабель залгахаас зайлсхийхийн тулд Sweepy -ийг барихаасаа өмнө кодыг оруулахаа мартуузай.

Туршлагагүй эсвэл юу хийж байгаагаа мэдэхгүй бол кодын хувьсагчдыг өөрчлөхийг зөвлөдөггүй.

Алхам 2: Бүх эд анги, материал, багаж хэрэгслийг цуглуулах

Төслийг эхлүүлэхийн тулд дээрх жагсаалтад заасан бүх эд анги, материал, багаж хэрэгслийг цуглуул. Өмнө дурьдсанчлан, жагсаалтын ихэнх хэсгийг ELEGOO UNO R3 гарааны иж бүрдэл, Creatron Inc. эсвэл бусад электрон дэлгүүрүүдээс олж болно.

Процесс дуусахад хэдэн цаг шаардагдах тул 3D хэвлэх ажлыг аль болох эрт эхлүүлэхийг зөвлөж байна. Зөвлөмж болгож буй тохиргоо нь: 0.16 мм давхаргын өндөр, 20% дүүргэлт ба 1.2 мм хананы зузаантай, ирмэг ба тулгууртай. 3D хэвлэх файлыг доор хавсаргасан болно.

Лазер хайчлах нь маш их цаг хугацаа шаардах тул эрт эхлэх хэрэгтэй. Лазер хайчлах файл нь гарын авлагыг сийлэх давхаргыг агуулдаг бөгөөд энэ нь зөв бүрэлдэхүүн хэсгийг зөв газарт угсрах боломжийг олгодог. Цахилгаан болон хурдны тохиргоог зохих ёсоор өөрчилж, юу хайчилж, юу сийлж байгааг дахин шалгаж үзээрэй. Лазер хайчлах файлыг мөн доор хавсаргасан болно.

Бид роботдоо фанер ашиглаж байхдаа зузаан нь 3 мм орчим байвал акрил гэх мэт дуртай материалаа чөлөөтэй ашиглаарай.

Алхам 3: Суурийн хавтанг бэхлэх

Суурийн хавтангийн периметрийн эргэн тойронд цавуу түрхэж, 3D хэвлэсэн орон сууцны ёроолд бэхлэнэ. Хоёр хэсгийг аль болох болгоомжтой тэгшлээрэй.

Алхам 4: Суурийн хавтангийн эд ангиудыг суурилуулах

Суурийн хавтанг хангалттай бэхжүүлсний дараа бид эхний ээлжийн электрон эд ангиудыг холбож эхэлж болно. Үүнд дугуй, servo мотор, LCD дэлгэц, батерей бүхий тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүр орно. Таны тав тухтай байдлыг хангах үүднээс бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зөв байрлуулахын тулд лазер хайчлах сийлбэр хийх гарын авлагыг үндсэн хавтан дээр оруулсан болно. Цахилгаан хэлхээг хөнгөвчлөхийн тулд эд ангиудыг зохих утсандаа залгасан байх ёстой.

Дугуйнууд нь хоёр талын хоёр үүрэнд шургуулж, тогтмол гүйдлийн мотор дотогшоо харсан байх ёстой. Үүнийг тус бүрдээ хоёр эрэг, самар ашиглан цагаан хавчаараар бэхлээрэй (M2.5).

Серво моторыг мөн адил эрэг, самар ашиглан бэхэлсэн байх ёстой бөгөөд цагаан араа нь доод талаас нь гаргаж авах нь роботын урд талд байх ёстой. Энэ нь сойз шүүрдэх хөдөлгөөнийг идэвхжүүлнэ.

LCD дэлгэц нь тээглүүрээ доош харуулан урд талын халаас руу шургуулна. Үүнийг булан бүрт халуун цавуу түрхэж бэхлээрэй.

Эцэст нь хэлэхэд, батерейны хайрцгийг арын халаас руу шургуулж, унтраах товчлуурыг гадагш харуулан нүхний зүсэлт рүү оруулах ёстой. Энэ нь роботыг асаах, унтраах боломжийг олгодог.

Алхам 5: Дэмжлэгийн хавтанг бэхлэх

Дараа нь Sweepy -ийн "тархи" -ыг хамгаалах цаг болжээ. Дөрвөн эрэг, самар (M3) ашиглан UNO R3 хянагчийн самбар ба прототипийг өргөтгөх модулийг тулгуур хавтангийн дээд талд байрлуулна. Энэ нь орон сууцны хоёрдугаар давхрын үүргийг гүйцэтгэх болно. Үүнээс өмнө Arduino IDE кодыг самбар дээр байршуулж, ашиглахад бэлэн байх ёстой.

Дэмжих хавтанг дээд өндрөөс нь 3D хэвлэх орон сууцанд нэгтгэсэн гурван ирмэг дээр байрлуулах хүртэл дээд талаас нь шургуул. Энэ хавтанг хоёр үзүүрээр (M3) хоёр боолтоор бэхлээрэй.

Суурь хавтан дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс утаснуудыг дээш, дэмжигч хавтангийн нүхээр дамжуулна. LCD дэлгэц ба servo моторын утас нь урд талын нүхээр дамжих ёстой, DC хөдөлгүүрийн утас нь хажуугийн нүхээр дамжих ёстой. Батерейны утаснууд нь хүссэнээрээ аль ч нүхээр дамжих боломжтой.

Алхам 6: Эцсийн электрон эд ангиудыг суурилуулах

Халуун цавуу ашиглан хоёр хэт авианы мэдрэгчийг орон сууцны урд талд байрлуулж, цооног эсвэл "нүд" -ээс гарсан цуурай модулийг байрлуулна. Нэг мэдрэгчийн тээглүүр нь дээшээ, нөгөө нь доошоо харсан байх ёстой. Энэ нь дохио илгээх, хүлээн авах үед цуурай ба гох модулиуд нь орон сууцанд тэгш хэмтэй байх ёстой.

Эцэст нь дууны мэдрэгчийн ар талд халуун цавуу түрхээд орон сууцны дотор талын үүрэнд бэхлээрэй. Микрофоны дээд хэсэг нь орон сууцны ирмэгийн дээд хэсэгт жигд байх ёстой бөгөөд ингэснээр Sweepy -ийн тагийг өмсөж болно. Микрофон нь тагны нүхтэй зэрэгцэн орших бөгөөд дараа нь та үүнийг харах болно.

Алхам 7: Утас, утас ба бусад утас

Дараагийн алхам бол Sweepy -ийг сайн, аз жаргалтай байлгахын тулд хамгийн хэцүү боловч хамгийн чухал хэсэг болох хэлхээний хэлхээ юм. Энэхүү зааварчилгааны дээд хэсэгт байрлах Fritzing диаграмыг удирдамж болгон ашиглан бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүх утсыг Prototype Expansion Module дээр холбоно уу.

Цахилгааны кабелийг самбар дээр залгахаасаа өмнө батерейны унтраалга унтраасан эсэхийг шалгаарай. Кодыг самбар дээр аль хэдийн байршуулсан байх ёстой тул Sweepy цэвэрлэгээ хийх сэтгэл хөдлөлөө барьж чаддаггүй бөгөөд та утсан дээр ажиллаж байхдаа ч гэсэн цахилгаан хүлээн авсныхаа дараа ажиллаж эхэлдэг.

Утас бүрийн оролт, гаралтанд онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Утасны өнгийг ашиглан түүний замыг дагаж мөрдөхөд тусалдаг.

Алхам 8: Хөдөлж буй хэсгүүдийг нэмж оруулна уу

Одоо Sweepy -ийн хойд дугуй, шүүр сойз хийх цаг боллоо.

Арын дугуй нь эргэн тойрондоо чөлөөтэй эргэлддэг кастор дугуй байх ёстой. Энэ нь дээрээс доошоо ойролцоогоор 6.4 см өндөртэй байх ёстой боловч сойз хичнээн доош чиглүүлэхийг хүсч байгаагаас хамааран хүлцэл нь өгөөмөр байж чадна. Үүнийг тулгуур хавтангийн нүхээр тулгуур хавтангийн доор бэхлэнэ.

Шүүрдэх сойз нь тэсвэр тэвчээртэй боловч бариул нь газраас ойролцоогоор 1.2 см зайд байх ёстой. Бариул нь ойролцоогоор 10 см урттай байх ёстой. Үүнийг цавуугаар хийсэн servo моторт багтсан цагаан хөшүүргийн бэхэлгээнд бэхлээрэй.

Алхам 9: Бүгдийг тагла

Өөрийнхөө Sweepy -ийг дуусгахын тулд та түүний тагийг хийх хэрэгтэй. Бүрхүүлтэй хавтангийн доор тагны нүхийг нүхтэй наа. Нүх нь дууны мэдрэгчийн микрофонтой нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай. Эцэст нь тагийг Sweepy -ийн орой дээр нааж, урд талын ирмэгийг корпусын урд хэсэгт нийцүүлээрэй.

Цахилгааныг ар талаас асааж, Sweepy -ийн мөрөөдлөө биелүүлэхийн тулд студиийг хүн бүрт илүү цэвэрхэн газар болгохыг үзээрэй.

Алхам 10: Үр дүн ба эргэцүүлэл

Дизайн төлөвлөлтийг үл харгалзан алдаа гардаг, гэхдээ зүгээр л: энэ бүхэн сургалтын үйл явцын нэг хэсэг юм. Мөн бидний хувьд бүх зүйл өөр байсангүй.

Бидний хамгийн том бэрхшээлүүдийн нэг бол Sweepy -ийн орон сууцыг шаардлагатай бүх эд ангиудыг багтаахаар төлөвлөх явдал байв. Энэ нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэмжээсийг нарийн хэмжих, утсан замыг төлөвлөх, бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах гэх мэт зүйлийг хэлж байсан юм. Бид 3D хэвлэх, Sweepy -ийн орон сууцны хоёр давталтыг лазераар таслах ажлыг дуусгасан бөгөөд хоёр дахь нь бидний олж мэдсэн зүйл дээр үндэслэсэн эцсийн хувилбар юм. давталт.

Бидэнд тулгарч буй нэг том бэрхшээл бол хэт авианы мэдрэгчийн хязгаарлагдмал чадвар юм: энэ нь хангалттай том талбайг хамардаггүй байсан бөгөөд Sweepy өнцгөөр ойртохдоо хааяа хана мөргөх болно. Эффектийн талбарыг үр дүнтэй нэмэгдүүлэхийн тулд хоёр дахь хэт авианы мэдрэгчийг оруулснаар үүнийг шийдсэн.

Бид мөн эргэлтийг удирдахын тулд servo моторыг анх сонгосон боловч энэ нь бидний бодож байсан шиг үр дүнтэй, бүтцийн хувьд сайн биш байсан. Үүний үр дүнд бид хойд дугуйг үнэгүй касторын дугуйгаар сольж, драйверын хоёр дугуй руу эргэх үүргийг дифференциал эргүүлэх замаар түлхэв (нэг дугуй нь нөгөө дугуйнаас илүү удаан хөдөлж, эргэлтийг дуурайх болно). Энэ нь кодонд томоохон өөрчлөлт оруулах шаардлагатай байсан ч энэ нь бидний ерөнхий загварыг үр дүнтэй хялбарчилж, нэгээс бага servo моторыг тэгшитгэлээс гаргаж чадсан юм.

‏‏‎ ‎

Ирээдүйн давталт

Сайжруулах боломж үргэлж байдаг. Ирээдүйд манай төслийн дизайны нэг өөрчлөлт бол Sweepy -ийн дотоод засвар үйлчилгээ, хүртээмжийг харгалзан үзэх явдал юм. Бид моторын эвдрэл, цэнэггүй болсон батерей зэрэг олон асуудалтай тулгарсан бөгөөд энэ нь маш ойлгомжгүй эд ангиудыг унтраахад л Sweepy -ийг салгах шаардлагатай болсон. Ирээдүйд бид зай гэх мэт эд ангиудад нэвтрэх боломжтой нүхтэй орон сууцны дизайн хийх болно.

Хэт авианы мэдрэгчийг зарим үед найдваргүй, ялангуяа эгц өнцгөөр ойртох үед нь Sweepy гадаргуу дээр мөргөлдөхийг илрүүлэхийн тулд урд талын даралтын мэдрэгчийг ашиглах талаар судалж байна. Механик мэдрэгчтэй болсноор Sweepy хэзээ, хэзээ эргэхгүйгээ шийдэхдээ илүү тууштай байх болно.

Sweepy нь жижиг өрөөнд сайн ажилладаг боловч том талбайд үр дүн багатай байж магадгүй юм. Учир нь Sweepy нь урд талын гадаргууг илрүүлэх бүртээ эргүүлэхээр програмчлагдсан байдаг, эс тэгвээс дэлхий сүйрэх хүртэл шулуун шугамаар үргэлжлэх болно. Ирээдүйд Sweepy-ийн цэвэрлэх замыг урьдчилан програмчлах нь зүйтэй бөгөөд ингэснээр үүрд тэнүүчлэхийн оронд хил хязгаар дотор үлдэх болно.

‏‏‎ ‎

Лавлагаа ба кредит

Энэхүү төслийг UofT -ийн Даниэльсийн Архитектур, ландшафт, дизайны факультетийн Физик тооцооллын курсын (ARC385) нэг хэсэг болгон бүтээсэн болно.

‏‏‎ ‎

Багийн гишүүд

• Эван Гуан
• Теренс Ло
• Уилсон Ян

‏‏‎ ‎

Өдөөгдсөн

• Roomba робот тоос сорогч
• Wipy: Хэт их сэдэлтэй цагаан самбар цэвэрлэгч
• Студи орон зайны замбараагүй байдал