Robot za gašenje požara: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

U ovom projektu stvorit ćemo vatrogasnog robota koji lovi plamen i gasi ga puhanjem zraka iz ventilatora.

Nakon što završite s ovim projektom, znat ćete kako koristiti senzore plamena s PICO -om, kako očitati njihovu izlaznu vrijednost i kako na nju djelovati te kako koristiti Darlingtonove senzore s istosmjernim motorima i kako ih kontrolirati. To naravno zajedno s vrlo cool vatrogasnim robotom.

Pribor

• PICO
• Senzor plamena
• Mali istosmjerni motor
• Mali propeler
• L298N Vozač motora s H-mostom
• PCA9685 12-bitni 16-kanalni PWM upravljački program
• 2WD komplet robotske šasije
• Mini ploča
• Kratkospojne žice
• Vijci i matice

Korak 1: Spajanje osjetnika plamena na PICO

Počnimo s najvažnijim dijelom našeg vatrogasnog robota, a to je sposobnost otkrivanja požara kada se oni dogode. Zato ćemo početi sa komponentama koje su odgovorne za otkrivanje požara, ali prije nego što to učinimo, sastavimo naš komplet 2WD robotske šasije jer ćemo na temelju njega izgraditi našeg robota.

U ovom projektu koristit ćemo 3 senzora plamena, a robota ćemo samostalno kretati koristeći njihova očitanja, te ćemo senzore postaviti na srednju, lijevu i desnu stranu šasije robota. Bit će postavljeni na takav način da imaju mogućnost preciznog ukazivanja na izvor plamena i gašenja.

Prije nego počnemo koristiti senzore plamena, razgovarajmo o tome kako oni rade: moduli senzora plamena uglavnom su izrađeni od infracrvenih LED prijemnika koji mogu detektirati infracrveno svjetlo koje emitira plamen i slati podatke kao digitalni ili analogni ulaz u naš u slučaju da ćemo koristiti senzor plamena koji šalje digitalni izlaz.

Isključci modula senzora plamena:

• VCC: pozitivnih 5 volti, povezano s PICO -ovim VCC pinom.
• GND: negativni pin, spojen s PICO -ovim GND pinom.
• D0: digitalni izlazni pin, spojen sa željenim digitalnim na PICO.

Spojimo ga sada na naš PICO kako bismo testirali naše ožičenje i logiku koda, kako bismo bili sigurni da sve radi ispravno. Spajanje senzora plamena vrlo je jednostavno, samo spojite VCC i GND senzora na VCC, odnosno GND na PICO, a zatim spojite izlazne pinove na sljedeći način:

• D0 (desni osjetnik plamena) → A0 (PICO)
• D0 (osjetnik srednjeg plamena) → A1 (PICO)
• D0 (osjetnik lijevog plamena) → A2 (PICO)

Korak 2: Kodiranje PICO -a senzorima plamena

Sada kada imamo naše senzore plamena spojene na PICO, počnimo kodirati tako da znamo koji senzor plamena ima plamen ispred, a koji nema.

Logika koda:

• PICO -ove A0, A2 i A3 pinove postavite kao INPUT pinove
• Očitajte izlaznu vrijednost svakog senzora
• Ispišite svaku izlaznu vrijednost senzora na serijski monitor kako bismo mogli dijagnosticirati radi li sve ispravno ili ne.

Imajte na umu da naši senzori imaju nisko očitanje "0" kada osjete vatru, a visoko očitanje "1" kada ne osjete vatru.

Da biste testirali svoj kôd, otvorite serijski monitor i pogledajte kako se mijenja kada imate paljbu ispred njega, u usporedbi s time kada se to dogodi. Na priloženim slikama nalaze se očitanja da uopće nema plamena i očitanja jednog plamena ispred srednjeg senzora.

Korak 3: Spajanje ventilatora

Da bi robot za gašenje požara bio učinkovit, mora imati sposobnost gašenja požara, a za to ćemo stvoriti ventilator kojim ciljamo na vatru i gasimo je. I stvorit ćemo ovaj ventilator pomoću malog istosmjernog motora s ugrađenim propelerom.

Dakle, počnimo povezivanjem istosmjernih motora. Istosmjerni motori imaju veliku struju, pa ih ne možemo izravno spojiti na naš PICO, jer može ponuditi samo 40 mA po GPIO pinu, dok motoru treba 100 mA. Zbog toga za povezivanje moramo koristiti tranzistor, a koristit ćemo TIP122 tranzistor jer ga možemo koristiti za podizanje struje koju pruža naš PICO na iznos koji je potreban motoru.

Dodati ćemo naš istosmjerni motor i vanjsku bateriju "PLACE HOLDER" kako bismo motoru osigurali potrebnu snagu bez štete po naš PICO.

DC motor treba spojiti na sljedeći način:

• Osnovni pin (TIP122) → D0 (PICO)
• Istor kolektora (TIP122) → Kabel istosmjernog motora "Jednosmjerni motori nemaju polaritete pa nije važno koji vodič"
• Pin odašiljača (TIP122) → GND
• Prazni vod istosmjernog motora → Pozitivna (crvena žica) vanjske baterije

Ne zaboravite spojiti GND baterije s GND -om PICO -a, jer ako nije spojen, krug uopće neće raditi

Logika koda ventilatora: kôd je vrlo jednostavan, samo ćemo izmijeniti kod koji već moramo uključiti ventilator kada je očitanje srednjeg senzora visoko, a ventilator isključiti kada je očitanje srednjeg senzora nisko.

Korak 4: Spajanje motora robotskih automobila

Sada kada naš robot može otkriti požare i može ih ugasiti ventilatorom kada je vatra izravno ispred njega. Vrijeme je da robotu date mogućnost kretanja i postavljanja izravno ispred vatre, kako bi ga mogao ugasiti. Već koristimo naš komplet 2WD robotskih šasija, koji dolazi s DC -om s 2 zupčanika koje ćemo koristiti.

Da biste mogli kontrolirati brzinu i smjer rada istosmjernog motora, morate upotrijebiti pokretač motora L298N H-mosta, koji je modul pogona motora koji ima mogućnost upravljanja brzinom i smjerom rada motora, s mogućnošću napajanja motora iz vanjskog izvora napajanja.

Vozaču motora L298N potrebna su 4 digitalna ulaza za kontrolu smjera rotacije motora i 2 ulaza PWM za kontrolu brzine vrtnje motora. No, nažalost, PICO ima samo jedan izlazni PWM pin koji ne može kontrolirati smjer i brzinu rotacije motora. Ovdje koristimo PCA9685 PWM modul za proširenje pinova za povećanje PICO PWM -a kako bi odgovarao našim potrebama.

Ožičenje je sada postalo malo složenije jer povezujemo 2 nova motora zajedno s 2 modula za njihovo upravljanje. No, to neće biti problem ako slijedite navedene sheme i korake:

Počnimo s PCA9685 PWM modulom:

• Vcc (PCA9685) → Vcc (PICO)
• GND (PCA9685) → GND
• SDA ((PCA9685) → D2 (PICO)
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)

Sada spojimo modul upravljačkog programa motora L298N:

Počnimo tako da ga spojimo na izvor napajanja:

• +12 (modul L298N) → Pozitivna crvena žica (baterija)
• GND (modul L298N) → GND

Za upravljanje smjerom okretanja motora:

• In1 (L298N modul) → PWM 0 pin (PCA9685)
• In2 (L298N modul) → PWM 1 pinski (PCA9685)
• In3 (L298N modul) → PWM 2 pinski (PCA9685)
• In4 (L298N modul) → 3 -polni PWM (PCA9685)

Za kontrolu brzine vrtnje motora:

• enableA (L298N modul) → 4 -polni PWM (PCA9685)
• enableB (L298N modul) → PWM 5 pinski (PCA9685)

Upravljački program motora L298N može izlaziti reguliranih +5 volti, koje ćemo koristiti za napajanje našeg PICO -a:

+5 (L298N modul) → Vin (PICO)

Nemojte spajati ovaj pin ako se PICO napaja putem USB -a

Sada kada smo sve spojili, programirat ćemo robota da se pomakne izravno prema plamenu i uključi ventilator.

Korak 5: Dovršavanje koda

Sada kada smo sve pravilno povezali, vrijeme je da to kodiramo kako bi i to radilo. Ovo su stvari koje želimo da naš kôd postigne:

Ako osjeti vatru ravno naprijed (srednji senzor osjeti vatru), tada se robot pomiče desno prema njoj dok ne dosegne zadanu udaljenost i uključi ventilator

Ako osjeti vatru s desne strane robota (desni senzor osjeti vatru), tada se robot okreće sve dok vatra nije točno ispred robota (srednji senzor), a zatim se pomiče prema njemu dok ne dosegne zadanu udaljenost i uključuje ventilator

Ako osjeti vatru s lijeve strane robota, učinit će isto kao gore. No, okrenuti će se lijevo umjesto desno.

A ako uopće ne osjeti požar, svi će senzori emitirati VISOKU vrijednost, zaustavljajući robota.

Korak 6: Gotovi ste

U ovom smo projektu naučili čitati izlaz senzora i poduzimati radnje ovisno o tome, kako koristiti Darlington tranzistor s istosmjernim motorima i kako kontrolirati istosmjerne motore. I sve svoje znanje iskoristili smo za izradu vatrogasnog robota kao aplikacije. Što je super x)

Ne ustručavajte se postaviti bilo kakva pitanja koja imate u komentarima ili na našoj web stranici mellbell.cc. I kao i uvijek nastavite:)