LF temeljen na PIC -u i robot za izbjegavanje: 16 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Uvod

U ovom uputstvu naučit ćete lagano pratiti i izbjegavati robota. Moja inspiracija dolazi od robota koji oponašaju uobičajeno ljudsko ponašanje, na primjer nećete samo ući u zid bez razloga. Vaš mozak komunicira s vašim mišićima/ organima i odmah će vas zaustaviti. Vaš mozak radi vrlo slično osnovnom mikrokontroleru koji prima ulaze i obrađuje ih u izlaze, u ovom slučaju mozak se oslanja na vaše oči za informacije. Istodobno je prihvatljivo ući u zid kad ste slijepi. Vaš mozak ne prima podatke od vaših očiju i ne može vidjeti zid. Ovaj robot neće biti samo potpuna izgradnja na kraju, već i sjajno iskustvo učenja o osnovnim elektroničkim komponentama, DIY -u i dizajnerskim vještinama za stvaranje nečega, i znam da ćete uživati. Znam da postoji puno lakših i konvencionalnijih metoda u kojima ne morate sami graditi sklopove i koristiti osnovne module da biste postigli isti rezultat, ali ja sam uzeo drugačiji pristup, osim ako ste DIY orah poput mene i tražite naučite nešto novo ovo je savršen projekt za vas! Ovaj će robot slijediti svjetlo, a kad osjetnik dodirne zid, okrenuti će se unatrag i okrenuti, pa su to osnovne funkcije ovog robota. Nadam se da ćete uživati u mom projektu!

Korak 1: Popis materijala

Elektronika

Otpornici

· 10K otpornik, ¼ vat (x20)

· 2.2K otpornik, ¼ vat (x10)

· 4,7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K otpornik, ¼ vat (x10)

· Otpor 220 ohma, ¼ vat (x4)

· 22K otpornik, t vat (x10)

Kondenzatori

· 10pf keramika (x5)

· 2200uf elektrolitički, 25V (x2)

· 10nf keramika (x4)

Poluvodiči

· BD 139 NPN tranzistor snage (x4)

· BD 140 PNP tranzistor snage (x4)

· BC 327 PNP tranzistor (x4)

· Regulatori napona LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A mikrokontroler (x1)

· LED 5 mm (boja po vašem izboru) (x3)

Hardver

· Listovi šperploče

· Odstojna matica 5 mm x 60 mm (x4)

· Vijak 5 mm x 20 mm (x8)

· Zupčasti motori 12V 500mA (x2)

· Kotači od pjene 60 mm (x2)

· Konektori za ženski vrijesak (kratkospojnik) (x50)

· 12V, 7.2Ah akumulatorska baterija motora (opcionalno, može se koristiti manja baterija, ali pazite da bude 12V).

· 2 mm žica (10 m)

· Igle konektora za muški vrijesak (kratkospojnik) (x50)

· 3 mm termoskupljajuće cijevi (2 m)

Korak 2: Izgradnja krugova

Izgradnja sklopova prilično je jednostavna, ovo je sjajno iskustvo učenja za one koji to nikada prije nisu učinili i dobra praksa za one koji jesu. Uvijek možete isprobati drugu metodu, ali ja više volim koristiti Veroboard jer je lakše s tračnicama koje idu preko za lemljenje. Preporučujem prije izgradnje stvarnog kruga da napravite model na ploči za kruh i osmislite svoj Veroboard izgled za svoje kolo na papiru, ovo sada zvuči kao puno posla, ali isplatit će se pri izgradnji vaših krugova (posebno za referentne točke).

Izgradnja H-mostova

H-most je krug koji je odgovoran za pogon vaših motora koji prima signal od mikrokontrolera i zaustavlja ili mijenja motore (ovo je modificirani H-most s 4011 koji djeluje kao zaštitni krug i dodaje više značajke upravljanja). Ispod su slike dijagrama kruga, izgleda ploče Vera i završnog kruga (Ne zaboravite izgraditi 2 H-mosta, po jedan za svaki motor).

Korak 3: Izgradnja LDR sklopova

LDR krugovi djeluju kao oči robotu koji osjeća prisutnost svjetla i šalje signal napona mikrokontroleru PIC, kako bi pojačao naponski signal za PIC. Koristio sam operativno pojačalo 741. Ne zaboravite izgraditi 2 kruga, po jedan za svako oko robota.

Korak 4: Izgradnja PIC potpornog kruga

Ovo je sklop koji je mozak robota.

Korak 5: Krugovi za regulaciju napona zgrade

Glavni napon koji dolazi u robota bit će 12V, to znači da na krugovima H-mosta mora postojati regulator napona jer oni rade na 9V te na PIC i LDR krugovima koji oba rade na 5V. Napon također mora biti stabilan kako ne bi oštetio komponente, ti će krugovi regulirati napon, ne zaboravite izgraditi 2 kruga. (Sve slike su ispod). Nakon što dovršite krugove, postavite ih na pravi napon okretanjem VR-a i mjerenjem pomoću višemetara. Zapamtite da LDR i PIC krugovima treba +5V. A H-mostovima treba +9V.

Korak 6: Dodavanje pinova u krug

Sada kada ste izgradili svoje krugove vrijeme je za lemljenje na igle zaglavlja. Druga metoda je lemljenje žice ravno na ploču, ali smatram da su tada prekidi žice češći. Kako biste odredili gdje lemiti pinove na Veroboard rasporedu svakog kruga, u tipkama ispod dizajna kruga pronaći ćete simbole zaglavlja, a zatim samo pogledajte dizajn svog kruga, izbrojite rupe na ploči da biste slijedili raspored, a zatim samo zalemite iglu. (Simbol koji morate potražiti bit će prikazan na slici). Ne zaboravite odabrati pravilan raspored za ispravno kolo.

Korak 7: Razbijanje tragova Veroboarda

Vaši krugovi su gotovo gotovi; najvažnije što sada preostaje jest prekinuti tragove na Veroboardu. Ponovno slijedite isti princip koristeći tipke na svakom krugu kako biste odredili gdje ćete prekinuti tragove, pazite da ih probijete do kraja, upotrijebio sam nož za zanate (hobi). (Dostavit će se slika ključa i primjer prekida pjesme).

Korak 8: Kodiranje PIC -a

Sada kada ste dovršili svoje krugove, možete započeti s obavljanjem glavnog dijela robota, kodiranjem PIC -a, kodiranjem PIC -a naprijed, kôd je napisan u MPLab X, izvorni kod i datoteka firmvera (.hex) nalaze se u zip paket. Za prebacivanje firmvera na PIC kontroler možete koristiti bilo koji dostupan programator.

Korak 9: Umetanje mikročipova

Sada kada ste većinu svog rada dovršili s krugovima, vrijeme je za posljednju stvar, umetanje mikročipova. Ovo je prilično jednostavan zadatak, ali i dalje je lukav, većina vaših mikročipova dolazi u čudnim spužvama kada ih kupite u trgovini, možda ćete se zapitati zašto, ali čips je osjetljiv na statički elektricitet što znači da ih ne možete dodirnuti rukama osim ako nose statičnu traku. To uključuje 4011 -e i PIC, stoga budite oprezni i ne dodirujte iglice ovih mikročipova jer ih možete oštetiti. (Provjerite jeste li umetnuli čip na ispravnu stranu, bit će naveden primjer).

Korak 10: Ispitivanje krugova

Vaši krugovi su sada potpuni; vrijeme je da ih isprobate! Za testiranje vaših krugova trebat će vam multimetar (multimetar je uređaj koji mjeri razlike u naponu, struji i otporu), na sreću moderni multimetar ima još nekoliko funkcija. Prije svega morate napraviti osnovni vizualni pregled kruga, provjeriti ima li pukotina, puknuća žica i odspojeva. Nakon što ste zadovoljni time, važno je provjeriti sve polaritete u krugu, na primjer: vaši bi tranzistori trebali biti ispravni i mikročipovi trebaju biti pravilno umetnuti. Nakon toga vrijeme je za provjeru donje strane ploče, vizualno provjerite ima li kratkih hlača između tračnica, a zatim samo provjerite da li ste uzeli nož za zanate i samo ga narežite između metalnih tragova ploče kako biste bili sigurni. Zadnja stvar na koju morate paziti su vaši prekidi, vizualno pregledajte svaki prekid u krugu kako biste bili sigurni da je staza do kraja probijena. Da biste ispravno provjerili, morate prilagoditi postavke multimetara kontinuitetu (slika će biti prikazana ispod) i staviti jedan odvod na jednu stranu slomljene staze, a drugi na drugu stranu, ako vaš multimetar pišti, vaš prekid je neispravan i morate to ponoviti. Savjetujem testiranje svakog kruga ponaosob kako se ne biste zbunili. (Popravite sve greške prije nego učinite sljedeći korak). Ne zaboravite pokrenuti krugove s odgovarajućom regulacijom napona:

· H-mostovi: 9V

· LDR + PIC: 5V

Korak 11: Sklapanje tijela robota

Sada kada su vaši kružni radovi završeni, vrijeme je da učinite nešto sam, sada ćemo sastaviti gornji dio robota. Gornji dio se u osnovi sastoji od svih sklopova i senzora. Prije svega trebate izbušiti rupe u šperploči za matice i vijke odstojnika, izbušiti jedan centimetar sa strane na svakom kutu (nije baš važno gdje odlučite bušiti rupe sve dok je vaša struktura stabilna i odgovara do rupa izbušenih na donjoj ploči). Sada morate napraviti još bušenja …..ako odlučite montirati ploču na odstojne matice, morate im izbušiti motike (pogledajte promjer matice i prema tome odaberite svrdlo), također morate izbušiti rupe u sklop, pri tome pazite da ne oštetite ploču i odaberite mjesto na kojem želite da rupe budu u skladu s rasporedom vaše pločice (kako ne biste oštetili tragove). Druga lakša metoda je samo lijepiti ploče na šperploču (pritom se pokušajte držati mog izgleda, H-mostova montiranih straga itd.)

Korak 12: Sklapanje tijela robota (dio 2)

Sada kada ste sastavili gornji dio, vrijeme je za sastavljanje donjeg dijela. Na dnu će se nalaziti svi regulatori napona, pogonski motori i kondenzatori. Vaš prvi korak bit će postavljanje motora na ploču od šperploče. Više volim dva osnovna načina montiranja motora, bilo da ih montirate na sredinu ploče od šperploče ili na jednu stranu po vašem izboru. Ako odlučite montirati motore sa strane, morate se sjetiti da kupite prednji zamašnjak kako biste robotu pomogli u ravnoteži i pravilnom manevriranju. Ne zaboravite obaviti neka osnovna mjerenja i provjere prije nego što pravilno montirate svoje motore, preporučujem da motor montirate pomoću kabelskih patentnih zatvarača, što je jeftino i jednostavno za dovršenje, prvo vruće zalijepite motor prema vašim mjerama, a zatim izbušite dvije rupe na dvije strane motor u šperploči i samo ga pričvrstite patentnim zatvaračem (ne zaboravite pravilno stegnuti kravatu s patentnim zatvaračem). Postavljanje regulatora i kondenzatora bit će jednostavno (improvizirajte s prostorom koji imate na šperploči) i montirajte ih pomoću metode odstojnika ili vrućeg ljepila (preporučujem lijepljenje kondenzatora). Na kraju izbušite rupe za montažu gornje ploče (upotrijebite iste mjere kao i na gornjem dijelu), preporučujem bušenje manjih rupa i utiskivanje odstojnih matica.

Korak 13: Ožičenje

Sada kada ste lemili, provjerili i montirali svoje krugove, vrijeme je da sve spojite zajedno. Osnove ožičenja su da će svi krugovi na kraju biti spojeni na PIC koji će obraditi i poslati informacije, zapamtite da je vaše ožičenje vrlo važno i morate se pobrinuti da je sve ispravno. U redu, sada o tome kako spojiti žicu, sada vam je jasno zašto sam se odlučio za metodu vrijeska jer to olakšava. Ako imate žensku kratkospojnu žicu, ploče možete brzo spojiti, ako ne, možete samo lemiti normalnu žicu na iglu vrijeska (kratkospojnici su bolji jer ako ste pogriješili iglice ne morate ponovno lemiti). Dijagram ožičenja bit će prikazan na slici.

Korak 14: Pričvršćivanje i spajanje grijača

Vaš će robot pomoću dva osjetnika osjetiti zid ispred sebe. Pričvršćivanje osjetnika na dodir je prilično jednostavno, u osnovi dva mikro prekidača djeluju lijevo i desno. Vruće ih zalijepite na prednju stranu druge ploče. Shema spojeva spojeva bit će navedena u nastavku. (Ne zaboravite pronaći mikro iglice prekidača, npr. COM).

Korak 15: Robot za testiranje

U redu, ovo je izlazni trenutak koji ste čekali da napokon prvi put aktivirate svog robota !! Nemojte previše izlaziti sada, ovo nikad ne uspijeva prvi put, ako uspije, VI STE JEDAN SREĆNI GRADITELJ !! Nemojte se razočarati ako ne uspije, ne brinite da će to definitivno biti uskoro. U nastavku sam napravio popis svih mogućih problema s kojima se možete suočiti i kako ih riješiti.

· Cijela stvar ne čini ništa. Provjerite strujne krugove i spojeve na utičnice za napajanje ploče, također provjerite ima li problema s polaritetom.

· Motori koji se okreću u suprotnim smjerovima. Zamijenite polaritet jednog motora koji bi trebao poslati okrećući se na drugu stranu, također bi mogao biti problem u programiranju.

· Nešto se počne dimiti ili imate osjećaj da je nešto jako vruće. KRATKI SPOJ!! Odmah isključite kako biste izbjegli oštećenja. Provjerite sve moguće krugove, uključujući žice.

· Motori se jako sporo okreću. Povećajte struju do robota. Ili mogući nedostatak H-mosta.

· Robot ne osjeća pravilno svjetlost. Prilagodba VR -a na LDR krugovima može biti problem u programiranju.

· Robot se ponaša neobično i radi čudne stvari. Programiranje! Dvaput provjerite programski kod.

· Robot ne osjeća zid. Provjerite spojeve na mikro prekidačima.

Ovo su problemi koji su se dogodili mom robotu. Ako imate neobičan problem, slobodno promijenite ili izmijenite moje dizajne na bolje, zapamtite da svi učimo i ne postoji nešto savršeno.

Korak 16: Pokušaj i pogreška

Ako nakon mnogo sati pokušaja, provjere i testiranja vaš robot i dalje ne uspije, nemojte ga bacati uza zid niti ga rastrgati i izgubiti nadu. Pokušajte izaći vani samo na svježi zrak ili samo spavati na njemu, imao sam mnogo takvih trenutaka, a znate li zašto? Elektronika je jedan težak hobi, jedna komponenta ne uspijeva- sve ne uspije. Ne zaboravite ga podijeliti na odjeljke tijekom testiranja i uvijek biti otvoreni u pogledu dizajna i izgleda. Budite slobodni i kreativni i nikada ne odustajte !!! Ako vam se svidio moj projekt, glasajte za mene u natječaju za pokretanje, nadam se da ćete uživati!