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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

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. Istovremeno je prihvatljivo ući u zid kada 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 i dizajnerskim vještinama za stvaranje nečega, i znam da ćete uživati. Znam da postoji mnogo 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 želite naučite nešto novo, ovo je savršen projekt za vas! Ovaj robot će slijediti svjetlo, a kad osjetnik dodirne zid, on će se okrenuti i okrenuti, pa su to osnovne funkcije ovog robota. Nadam se da ćete uživati u mom projektu!

Korak 1: Lista 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 ¼ vat (x10)

Kondenzatori

· 10pf keramike (x5)

· 2200uf elektrolitički, 25V (x2)

· 10nf keramika (x4)

Poluvodiči

· BD 139 NPN tranzistor za napajanje (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)

· 5 mm x 20 mm vijak (x8)

· Zupčasti motori 12V 500mA (x2)

· Točkovi 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 krugova je prilično jednostavna, ovo je sjajno iskustvo učenja za one koji to nikada prije nisu učinili, a 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 kola 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 izmijenjeni H-most s 4011 koji djeluje kao zaštitni krug i dodaje više kontrolne karakteristike). Ispod su slike dijagrama kruga, izgleda Vera ploče i završnog kruga (Ne zaboravite izgraditi 2 H-mosta, po jedan za svaki motor).

Korak 3: Izgradnja LDR kola

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 kola, po jedno za svako oko robota.

Korak 4: Izgradnja PIC potpornog kola

Ovo je krug koji je mozak robota.

Korak 5: Krugovi za regulaciju napona zgrade

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

Korak 6: Dodavanje pinova u krug

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

Korak 7: Prekidanje tragova Veroboarda

Vaša kola su skoro završena; najvažnija stvar koja preostaje sada je prekinuti tragove na Veroboardu. Opet slijedite isti princip koristeći tipke na svakom krugu kako biste odredili gdje ćete prekinuti tragove, pazite da ih probijete do kraja, koristio sam zanatski (hobi) nož. (Dostavit će se slika ključa i primjer prekida pjesme).

Korak 8: Kodiranje PIC -a

Sada kada ste završili 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) su dostupni u zip paket. Za prebacivanje firmvera na PIC kontroler možete koristiti bilo koji dostupan programator.

Korak 9: Umetanje mikročipova

Sada kada ste većinu svog posla završili sa 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 nosite statičku traku. Ovo uključuje modele 4011 i PIC, stoga budite oprezni i ne dodirujte igle ovih mikročipova jer ćete ih oštetiti. (Provjerite jeste li umetnuli čip na ispravnu stranu, bit će naveden primjer).

Korak 10: Ispitivanje krugova

Vaša kola su sada završena; 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, provjeravajući ima li pukotina, pucanja žica i isključenja. Nakon što ste sretni zbog toga, 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 tragova, 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 prekinute staze, a drugi na drugu stranu, ako vaš multimetar pišti, vaš prekid je neispravan i morate to ponovo uraditi. Savjetujem da testirate svako kolo pojedinačno kako se ne biste zbunili. (Popravite sve greške prije nego što 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 napravite malo "uradi 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 odstojne matice i vijke, izbušiti po jedan centimetar sa svake strane na svakom uglu (zapravo nije važno gdje odlučujete bušiti rupe sve dok je vaša struktura stabilna i odgovara do rupa izbušenih na donjoj ploči). Sada je potrebno još bušenja …..ako odlučite montirati svoju ploču na odstojnike, morate za njih izbušiti motike (pogledajte promjer matice i prema tome odaberite svrdlo), također morate izbušiti rupe u strujni krug, pri tome pazite da ne oštetite ploču i odaberite mjesto na kojem želite da budu rupe prema rasporedu vaše ploče (da ne oštetite tragove). Druga lakša metoda je samo lijepiti ploče na šperploču (pri tome pokušajte držati se svog rasporeda, H-mostova montiranih straga itd.)

Korak 12: Sklapanje tijela robota (dio 2)

Sada kada ste sastavili gornji dio, vrijeme je da sastavite donji dio. 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 željenim mjerenjima, a zatim izbušite dvije rupe na dvije strane motor u šperploči i samo ga pričvrstite patentnim zatvaračem (ne zaboravite pravilno zategnuti kravatu). 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 postavljanje gornje ploče (upotrijebite iste mjere kao i na gornjem dijelu), preporučujem bušenje manjih rupa i utiskivanje umetanja odstojnih matica.

Korak 13: Ožičenje

Sada kada ste lemili, provjerili i montirali svoja kola, 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 načinu povezivanja, sada vam je jasno zašto sam odabrao metodu heather pin jer to olakšava. Ako imate žensku kratkospojnu žicu, ploče možete brzo spojiti, ako ne, možete samo lemiti normalnu žicu na vrijeskastoj iglici (kratkospojnici su bolji, jer ako ste pogriješili iglice ne morate ponovno lemiti). Dijagram ožičenja bit će prikazan na slici.

Korak 14: Priključivanje i spajanje grijača

Vaš robot će upotrijebiti dva osjetnika kako bi osjetio zid ispred sebe. Pričvršćivanje senzora prilično je jednostavno, u osnovi dva mikro prekidača djeluju lijevo i desno. Vruće ih zalijepite na prednju stranu druge ploče. Shema spojeva veza bit će navedena u nastavku. (Ne zaboravite da odredite pinove mikro 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 nikada ne uspijeva prvi put, ako jeste 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 radi ništa. Provjerite krugove napajanja i priključke na priključke 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 okretanjem na drugu stranu, također može biti problem u programiranju.

· Nešto počinje pušiti ili osjećate da je nešto zaista vruće. KRATKI SPOJ!! Odmah isključite kako biste izbjegli oštećenja. Provjerite sve moguće krugove, uključujući žičane spojeve.

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

· Robot ne osjeća pravilno svjetlost. Podešavanje 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 veze na mikro prekidačima.

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

Korak 16: Pokušaj i greška

Ako nakon mnogo sati pokušaja, provjere i testiranja vaš robot i dalje ne uspije, nemojte ga bacati uza zid ili ga rastrgati i izgubiti nadu. Pokušajte prošetati 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 uspije- sve ne uspije. Ne zaboravite ga podijeliti na odjeljke tijekom testiranja i uvijek budite otvoreni u pogledu dizajna i izgleda. Budite slobodni i kreativni i nikada ne odustajte !!! Ako vam se svidio moj projekat, glasajte za mene u natječaju za pokretanje, nadam se da ćete uživati!