Robot za gašenje požara: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

U ovom projektu stvorit ćemo vatrogasnog robota koji lovi plamen i gasi ga uduvavanjem 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 sa vrlo kul robotom za gašenje požara.

Supplies

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

Korak 1: Spajanje senzora plamena na PICO

Počnimo s najvažnijim dijelom našeg robota za gašenje požara, 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 senzore ćemo postaviti na srednju, lijevu i desnu stranu šasije robota. Oni će biti 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 napravljeni od infracrvenih LED prijemnika koji mogu otkriti infracrveno svjetlo koje se emitira iz plamena i poslati 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 sa PICO -ovim VCC pinom.
• GND: negativni pin, povezan sa PICO -ovim GND pinom.
• D0: pin za digitalni izlaz, povezan sa željenim digitalnim na PICO -u.

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 -u, a zatim spojite izlazne pinove na sljedeći način:

• D0 (desni senzor plamena) → A0 (PICO)
• D0 (senzor srednjeg plamena) → A1 (PICO)
• D0 (senzor 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:

• Postavite PICO A0, A2 i A3 pinove kao INPUT pinove
• Očitajte izlaznu vrijednost svakog senzora
• Odštampajte svaku izlaznu vrijednost senzora na serijskom monitoru 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 tim 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. Stvorit ćemo ovaj ventilator koristeći mali istosmjerni motor s ugrađenim propelerom.

Dakle, počnimo povezivanjem istosmjernih motora. DC motori imaju veliku struju, pa ih ne možemo izravno spojiti na naš PICO, jer može ponuditi samo 40 mA po GPIO pinu, dok je motoru potrebno 100 mA. Zbog toga moramo koristiti tranzistor za njegovo spajanje, a koristit ćemo i TIP122 tranzistor, jer ga možemo koristiti za podizanje struje koju pruža naš PICO na količinu potrebnu 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:

• Osnova pina (TIP122) → D0 (PICO)
• Istor kolektora (TIP122) → Kabel istosmjernog motora "Jednosmjerni motori nemaju polaritete pa nije važno koji vodič"
• Igla emitera (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: Povezivanje motora robotskih automobila

Sada kada naš robot može otkriti požare i može ih ugasiti ventilatorom kada se vatra nalazi ispred njega. Vrijeme je da robotu date mogućnost kretanja i postavljanja samog ispred vatre, kako bi ga mogao ugasiti. Već koristimo naš komplet 2WD robotske šasije, koji dolazi s 2 -strukim DC -om koji 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 kontrole brzine i smjera 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 PWM ulaza za kontrolu brzine vrtnje motora. No, nažalost, PICO ima samo jedan izlazni pin PWM -a 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 (L298N modul) → Pozitivna crvena žica (baterija)
• GND (modul L298N) → GND

Za kontrolu smjera 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) → PWM 3 pinski (PCA9685)

Za kontrolu brzine vrtnje motora:

• enableA (L298N modul) → PWM 4 pinski (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 povezivati ovaj pin ako se PICO napaja putem USB -a

Sada kada smo sve spojili, programirat ćemo robota da se pomakne direktno 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. A 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 ne bude 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 nikakvu vatru, 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. Iskoristili smo svo svoje znanje da stvorimo vatrogasnog robota kao aplikaciju. Što je super x)

Molimo ne ustručavajte se postaviti bilo kakva pitanja koja imate u komentarima ili na našoj web stranici mellbell.cc. I kao i uvek, nastavite da pravite:)