Tulipalo -robotti: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tässä projektissa aiomme luoda palontorjuntarobotin, joka jahtaa liekkiä ja sammuttaa sen puhaltamalla ilmaa tuulettimesta.

Kun olet lopettanut tämän projektin, tiedät kuinka käyttää liekki -antureita PICO: n kanssa, kuinka lukea niiden lähtöarvo ja miten toimia sen kanssa sekä kuinka käyttää Darlington -antureita tasavirtamoottoreilla ja miten niitä hallitaan. Tämä tietysti yhdessä erittäin siistin palontorjuntarobotin kanssa.

Tarvikkeet

• PICO
• Liekki -anturi
• Pieni tasavirtamoottori
• Pieni potkuri
• L298N H-sillan moottorin kuljettaja
• PCA9685 12-bittinen 16-kanavainen PWM-ohjain
• 2WD -robotin runkosarja
• Mini leipälauta
• Hyppyjohdot
• Ruuvit ja mutterit

Vaihe 1: Liekinsensorin liittäminen PICO -laitteeseen

Aloitetaan palontorjuntarobotin tärkeimmästä osasta, joka on kyky havaita tulipalot niiden sattuessa. Siksi aiomme aloittaa komponenteilla, jotka ovat vastuussa palon havaitsemisesta, mutta ennen kuin teemme niin, kokoamme 2WD -robotti -runkosarjamme, koska rakennamme robottimme sen perusteella.

Käytämme tässä projektissa 3 liekki -anturia ja saamme robotin liikkumaan itsenäisesti lukemiensa avulla, sijoitamme nämä anturit robotin rungon keskelle, vasemmalle ja oikealle puolelle. Ja ne sijoitetaan siten, että niillä on kyky kiinnittää liekin lähde tarkasti ja sammuttaa se.

Ennen kuin aloitamme liekki -anturien käytön, puhumme niiden toiminnasta: liekkianturimoduulit koostuvat pääasiassa infrapunavastaanottimen LED -valoista, jotka voivat havaita liekkien lähettämän infrapunavalon ja lähettää tiedot joko digitaalisena tai analogisena tulona Käytämme liekki -anturia, joka lähettää digitaalista lähtöä.

Liekintunnistinmoduulin nastat:

• VCC: positiivinen 5 volttia, kytketty PICO: n VCC -nastaan.
• GND: negatiivinen nasta, kytketty PICO: n GND -nastaan.
• D0: digitaalinen lähtötappi, joka on kytketty haluttuun digitaaliseen PICO -laitteeseen.

Yhdistämme sen nyt PICO -laitteeseemme testataksemme johdotusta ja koodilogiikkaa varmistaaksemme, että kaikki toimii oikein. Liekki -anturien liittäminen on erittäin helppoa, kytke vain anturien VCC ja GND VCC: hen ja PICO: n GND, ja kytke sitten ulostulonapit seuraavasti:

• D0 (oikea liekkianturi) → A0 (PICO)
• D0 (keskiliekkianturi) → A1 (PICO)
• D0 (vasen liekkianturi) → A2 (PICO)

Vaihe 2: PICO -koodaus liekki -antureilla

Nyt kun liekki -anturit on kytketty PICO -laitteeseen, aloitetaan koodaus, jotta tiedämme, missä liekki -anturissa on liekki edessä ja missä ei.

Koodilogiikka:

• Aseta PICO: n A0-, A2- ja A3 -nastat INPUT -nastoiksi
• Lue jokainen anturin lähtöarvo
• Tulosta jokainen anturin lähtöarvo sarjamonitorille, jotta voimme diagnosoida, toimiiko kaikki oikein.

Huomaa, että antureillamme on alhainen lukema "0", kun ne havaitsevat tulen, ja korkea lukema "1", kun he eivät tunne tulta.

Testaa koodisi avaamalla sarjamonitori ja katsomalla, miten se muuttuu, kun sen edessä on tulipalo verrattuna tilanteeseen, jossa se muuttuu. Liitetyissä kuvissa on lukemat siitä, ettei liekkiä ole lainkaan, ja yhden liekin lukemat keskianturin edessä.

Vaihe 3: Liitä tuuletin

Jotta palontorjuntarobotti olisi tehokas, sillä on oltava kyky taistella tulta vastaan, ja sitä varten aiomme luoda tuulettimen, jonka tavoittelemme tulen kohdalta ja sammutamme sen. Ja aiomme luoda tämän tuulettimen käyttämällä pientä tasavirtamoottoria, johon on asennettu potkuri.

Aloitetaan siis yhdistämällä tasavirtamoottorit. Tasavirtamoottoreilla on suuri virranotto, joten emme voi liittää niitä suoraan PICO -laitteeseemme, koska se voi tarjota vain 40 mA per GPIO -nasta, kun taas moottori tarvitsee 100 mA. Siksi meidän on käytettävä transistoria sen liittämiseen, ja käytämme TIP122 -transistoria, koska voimme käyttää sitä nostamaan PICO: n tarjoaman virran moottorin tarvitsemaan määrään.

Aiomme lisätä tasavirtamoottorimme ja ulkoisen "PLACE HOLDER" -akun, jotta moottori saa tarvittavan tehon vahingoittamatta PICO: ta.

Tasavirtamoottori on liitettävä seuraavasti:

• Pohjatappi (TIP122) → D0 (PICO)
• Keräimen nasta (TIP122) → Tasavirtamoottorin johto "Tasavirtamoottoreissa ei ole napaisuuksia, joten ei ole väliä mikä johto"
• Lähetystappi (TIP122) → GND
• Tasavirtamoottorin tyhjä johto → Ulkoisen akun positiivinen (punainen johto)

Älä unohda liittää akun GND: tä PICO: n GND: hen, koska jos sitä ei ole kytketty, piiri ei toimi ollenkaan

Tuulettimen koodilogiikka: koodi on hyvin yksinkertainen, me vain muokkaamme koodia, joka meidän on jo käynnistettävä, kun keskimmäisen anturin lukema on korkea, ja sammutamme tuulettimen, kun keskianturin lukema on alhainen.

Vaihe 4: Robottiautomoottoreiden liittäminen

Nyt kun robotti voi havaita tulipalot ja sammuttaa ne tuulettimella, kun tuli on suoraan sen edessä. On aika antaa robotille mahdollisuus liikkua ja sijoittaa se suoraan tulen eteen, jotta se voi sammuttaa sen. Käytämme jo 2WD -robotti -alustapakettiamme, jonka mukana tulee 2 vaihdettua tasavirtaa, joita aiomme käyttää.

Tasavirtamoottorin käyntinopeuden ja suunnan hallitsemiseksi sinun on käytettävä L298N H-sillan moottorinohjainta, joka on moottorin ohjainmoduuli, joka kykenee ohjaamaan moottorin käyntinopeutta ja -suuntaa sekä kykyä syöttää moottoreita ulkoisesta virtalähteestä.

L298N -moottorinohjain tarvitsee 4 digitaalituloa moottorin pyörimissuunnan ohjaamiseen ja 2 PWM -tuloa moottorin pyörimisnopeuden säätämiseen. Valitettavasti PICO: lla on vain yksi PWM -ulostulonappi, joka ei voi hallita sekä moottorin pyörimissuuntaa että nopeutta. Tässä käytämme PCA9685 PWM -nastojen laajennusmoduulia PICO: n PWM: n lisäämiseksi tarpeidemme mukaan.

Johdotus on nyt hieman hankalampaa, koska yhdistämme 2 uutta moottoria ja 2 moduulia ohjaamaan niitä. Tämä ei kuitenkaan ole ongelma, jos noudatat annettuja kaavioita ja vaiheita:

Aloitetaan PCA9685 PWM -moduulista:

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

Kytketään nyt L298N -moottorin ohjainmoduuli:

Aloitetaan liittämällä se virtalähteeseemme:

• +12 (L298N -moduuli) → Positiivinen punainen johto (akku)
• GND (L298N -moduuli) → GND

Moottorien pyörimissuunnan säätäminen:

• In1 (L298N -moduuli) → PWM 0 -nastainen (PCA9685)
• In2 (L298N -moduuli) → PWM 1 -nastainen (PCA9685)
• In3 (L298N -moduuli) → PWM 2 -nastainen (PCA9685)
• In4 (L298N -moduuli) → PWM 3 -nastainen (PCA9685)

Moottorin pyörimisnopeuden säätäminen:

• enableA (L298N -moduuli) → PWM 4 -nastainen (PCA9685)
• enableB (L298N -moduuli) → PWM 5 -nastainen (PCA9685)

L298N -moottoriajuri voi antaa säädetyn +5 voltin, jota käytämme PICO: n virran kytkemiseen:

+5 (L298N -moduuli) → Vin (PICO)

Älä kytke tätä nastaista, jos PICO on kytketty päälle USB: n kautta

Nyt kun kaikki on yhdistetty, ohjelmoimme robotin siirtymään suoraan kohti liekkiä ja kytkemään tuuletin päälle.

Vaihe 5: Koodin viimeistely

Nyt kun kaikki on kytketty oikein, on aika koodata se niin, että se toimii myös. Ja nämä ovat asioita, joita haluamme koodimme toteuttavan:

Jos se havaitsee tulen suoraan eteenpäin (keskimmäinen anturi havaitsee tulen), robotti liikkuu oikealle kohti sitä, kunnes se saavuttaa asetetun etäisyyden ja käynnistää tuulettimen

Jos se havaitsee tulen robotin oikealle puolelle (oikea anturi havaitsee tulen), robotti pyörii, kunnes tuli on aivan robotin edessä (keskimmäinen anturi), ja liikkuu sitä kohti, kunnes se saavuttaa asetetun etäisyyden ja käynnistää tuulettimen

Jos se havaitsee tulen robotin vasemmalle puolelle, se tekee saman kuin yllä. Mutta se kääntyy vasemmalle eikä oikealle.

Ja jos se ei tunne tulta ollenkaan, kaikki anturit antavat HIGH -arvon ja pysäyttävät robotin.

Vaihe 6: Olet valmis

Tässä projektissa olemme oppineet lukemaan anturilähdön ja ryhtymään toimiin sen mukaan, kuinka käyttää Darlington -transistoria tasavirtamoottoreiden kanssa ja kuinka ohjata tasavirtamoottoreita. Ja käytimme kaikkia tietämyksiämme palomiesrobotin luomiseen sovellukseksi. Mikä on aika siistiä x)

Älä epäröi kysyä mahdollisia kysymyksiä kommentteissa tai verkkosivuillamme mellbell.cc. Ja kuten aina, jatka tekemistä:)