PIC -baseret LF og undgå robot: 16 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Introduktion

I denne instruktive vil du lære at lave en let følge og undgå robot. Min inspiration kommer fra robotter, der efterligner almindelig menneskelig adfærd, for eksempel vil du ikke bare gå ind i en væg uden grund. Din hjerne kommunikerer med dine muskler/ organer og stopper dig straks. Din hjerne fungerer meget på samme måde som en grundlæggende mikrokontroller, der modtager input og behandler dem til output, i dette tilfælde er din hjerne afhængig af dine øjne for information. Samtidig er det acceptabelt at gå ind i en væg, når man er blind. Din hjerne modtager ingen input fra dine øjne og kan ikke se væggen. Denne robot vil ikke kun være en komplet konstruktion i slutningen, men en sej læringsoplevelse om grundlæggende elektroniske komponenter, DIY og designfærdigheder til at skabe noget, og jeg ved, at du vil nyde det. Jeg ved, at der er meget mere lette og konventionelle metoder, hvor du ikke selv behøver at bygge kredsløb og bruge grundlæggende moduler til at opnå det samme resultat, men jeg tog en mere anderledes tilgang, foruden hvis du er en DIY -møtrik som mig og ønsker at lær noget nyt dette er det perfekte projekt for dig! Denne robot vil følge lyset, og når en føler rører ved væggen, vender den og vender, så det er de grundlæggende funktioner for denne robot. Håber du nyder mig projekt!

Trin 1: Liste over materialer

Elektronikken

Modstande

· 10K modstand, ¼ watt (x20)

· 2.2K modstand, ¼ watt (x10)

· 4,7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K modstand, ¼ watt (x10)

· 220 ohm modstand, ¼ watt (x4)

· 22K modstand ¼ watt (x10)

Kondensatorer

· 10 pf keramik (x5)

· 2200uf elektrolytisk, 25V (x2)

· 10nf keramik (x4)

Halvledere

· BD 139 NPN effekttransistor (x4)

· BD 140 PNP effekttransistor (x4)

· BC 327 PNP transistor (x4)

· LM350 spændingsregulatorer (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A mikrokontroller (x1)

· LED 5 mm (dit valg af farve) (x3)

Hardware

· Krydsfinerplader

· 5 mm x 60 mm afstandsmøtrik (x4)

· 5 mm x 20 mm bolt (x8)

· Gearmotorer 12V 500mA (x2)

· 60 mm skumhjul (x2)

· Kvinde lyng (jumper) stik (x50)

· 12V, 7,2Ah Gate motorbatteri (valgfrit, mindre batteri kan bruges, men sørg for at det er 12V).

· 2 mm ledning (10 m)

· Male lyng (jumper) stikstifter (x50)

· 3 mm varmekrympeslange (2 m)

Trin 2: Bygningskredsløb

At bygge kredsløbene er ret ligetil, det er en fantastisk læringsoplevelse for dem, der aldrig har gjort det før og god praksis for dem, der har. Du kan altid prøve en anden metode, men jeg foretrækker at bruge Veroboard, fordi det er lettere med sporene på tværs til lodning. Jeg anbefaler, før du bygger det faktiske kredsløb at lave en model på brødbrættet og at designe dit Veroboard -layout til dit kredsløb på papir, det lyder som meget arbejde nu, men det vil betale sig, når du opbygger dine kredsløb (især for referencepunkterne).

Bygning af H-broer

H-broen er et kredsløb, der er ansvarligt for kørsel af dine motorer, som modtager signal fra mikrokontrolleren og enten stopper eller vender motorerne (dette er en modificeret H-bro med 4011, der fungerer som beskyttelseskredsløb og tilføjer mere kontrolfunktioner). Nedenfor er billeder af kredsløbsdiagrammet, Vera board layout og det sidste kredsløb (Husk at bygge 2 H-broer, en for hver motor).

Trin 3: Bygning af LDR -kredsløb

LDR-kredsløbene fungerer som øjne til robotten, der registrerer tilstedeværelsen af lys og sender et spændingssignal til PIC-mikrokontrolleren for at forstærke spændingssignalet for PIC I brugte en 741 operationsforstærker. Husk at bygge 2 kredsløb, et for hvert øje af robotten.

Trin 4: Opbygning af PIC -understøttende kredsløb

Dette er kredsløbet, der er robotens hjerne.

Trin 5: Opbygning af spændingsregulerende kredsløb

Hovedspændingsforsyningen, der kommer ind i robotten, er 12V, det betyder, at der skal være en spændingsregulator på H-brokredsløbene, fordi de fungerer på 9V og på PIC- og LDR-kredsløbene, der begge arbejder på 5V. Spændingen skal også være stabil for ikke at beskadige komponenter, disse kredsløb regulerer spændingen, husk at bygge 2 kredsløb. (Alle billederne er herunder). Når du har gennemført kredsløbene, skal du indstille dem til den rigtige spænding ved at dreje VR'en og måle ved hjælp af multi-meter. Husk LDR- og PIC -kredsløb har brug for +5V. Og H-broer har brug for +9V.

Trin 6: Tilføjelse af stifter til kredsløb

Nu hvor du har bygget dine kredsløb, er det tid til at lodde på hovedstifterne. En anden metode er at lodde tråd direkte til brættet, men jeg synes, at trådbrud er mere almindelige dengang. For at bestemme, hvor stifterne skal loddes, se på Veroboard -layoutet for hvert kredsløb, i tasterne under kredsløbsdesignet finder du symbolerne for hovedstifterne og derefter bare se på dit kredsløbdesign, tæl dine huller på tavlen for at følge layout og derefter bare lodde stiften. (Symbolet, som du skal kigge efter, findes i et billede). Husk at vælge det korrekte layout til det korrekte kredsløb.

Trin 7: Bryde spor af Veroboard

Dine kredsløb er næsten færdige; det vigtigste, der er tilbage nu, er at bryde sporene på Veroboard. Følg igen det samme princip ved hjælp af tasterne på hvert kredsløb til at bestemme, hvor sporene skal brydes, sørg for at bryde sporene hele vejen igennem, jeg brugte en håndværkskniv (hobby) kniv. (Der vises et billede af nøglen og et eksempel på et sporbrud).

Trin 8: Kodning af PIC

Nu hvor du har gennemført dine kredsløb, kan du begynde at gøre hoveddelen af robotten, kodning af PIC, kodning af PIC er lige fremad, koden blev skrevet i MPLab X, kildekoden og firmwarefilen (.hex) findes i zip -pakken. For at blinke firmwaren til PIC -controlleren kan du bruge enhver tilgængelig programmerer.

Trin 9: Isætning af mikrochips

Nu hvor du har afsluttet det meste af dit arbejde med kredsløb, er det tid til den sidste ting, at indsætte mikrochipsene. Dette er en ret let opgave, men det er stadig svært, de fleste af dine mikrochips kommer i underlige svampe, når du køber dem fra butikken, du undrer dig måske over hvorfor, men chipsene er statiske følsomme, hvilket betyder, at du ikke kan røre dem med dine hænder, medmindre du har et statisk bånd på. Dette inkluderer 4011’erne og PIC’en, så vær forsigtig, og rør ikke ved benene på disse mikrochips, ellers ødelægger du dem. (Sørg for, at du indsætter chippen i den rigtige side, et eksempel vil blive leveret).

Trin 10: Testkredsløb

Dine kredsløb er nu færdige; det er tid til at teste dem! For at teste dine kredsløb skal du bruge et multimeter (et multimeter er en enhed, der måler forskelle i spænding, strøm og modstand), heldigvis har det moderne multimeter et par flere funktioner. Først og fremmest skal du foretage en grundlæggende visuel inspektion af kredsløbet og kontrollere for eventuelle revner, ledningsbrud og afbrydelser. Når du er glad for, at det er vigtigt at kontrollere alle polariteterne i kredsløbet, for eksempel: dine transistorer skal være den rigtige vej rundt, og dine mikrochips skal indsættes korrekt. Derefter er det tid til at kontrollere undersiden af kredsløbskortet, se efter eventuelle shorts mellem sporene visuelt og derefter bare for at tage en håndværkskniv og bare skære den ind mellem metalsporene på brættet for at være sikker. Den sidste ting du skal passe på er dine pauser, foretag en visuel inspektion af hver pause i dit kredsløb for at sikre, at sporet er brudt hele vejen igennem. For at kontrollere det korrekt skal du justere din multimeter -indstilling til kontinuitet (et billede vises herunder) og sætte den ene ledning til den ene side af Brocken -banen og den anden føre til den anden side, hvis dit multimeter bipper, er din pause defekt og du skal gøre det igen. Jeg råder dig til at teste hvert kredsløb individuelt for ikke at blive forvirret. (Ret alle dine fejl, inden du gør det næste trin). Husk at køre kredsløbene med korrekt spændingsregulering:

· H-broer: 9V

· LDR + PIC: 5V

Trin 11: Montering af robotlegeme

Nu hvor dit kredsløb er udført, er det tid til at lave noget DIY, nu samler vi den øverste del af robotten. Den øverste del består grundlæggende af alle kredsløb og sensorer. Først og fremmest skal du bore huller i dit krydsfinerplade til afstandsmøtrikkerne og skruerne, bore den ene centimeter fra siden i hvert hjørne (det er ikke rigtig vigtigt, hvor du vælger at bore dine huller, så længe din struktur er stabil og det svarer til hullerne boret på bundpladen). Nu er der lidt mere boring at gøre….. Hvis du vælger at montere dit bræt på afstandsmøtrikker, skal du bore hoes til dem (se diameteren på din møtrik og vælge bor derefter), skal du også bore huller i din kredsløb, vær forsigtig, når du gør det, for ikke at beskadige brættet, og vælg, hvor du vil have hullerne i henhold til layoutet på dit printkort (for ikke at beskadige spor). En anden lettere metode er bare at lime pladerne på krydsfiner (når du gør det, skal du prøve at holde mig til mit layout, H-broer monteret på bagsiden osv.)

Trin 12: Montering af robotlegeme (del 2)

Nu hvor du har samlet den øverste del, er det tid til at samle den nederste del. Bunden vil rumme alle spændingsregulatorer, drivmotorer og kondensatorer. Dit første trin er at montere motorerne på krydsfinerpladen. Jeg foretrækker to grundlæggende måder at montere motorer på, enten monterer du dem midt på krydsfinerpanelet eller på den ene side efter eget valg. Hvis du vælger at montere motorer på siden, skal du huske at købe et front svinghjul for at hjælpe robotten med at balancere og manøvrere det selv korrekt. Husk at foretage nogle grundlæggende målinger og kontroller, før du monterer dine motorer korrekt, jeg anbefaler at montere motoren med kabelbindere, som er billige og lette at gennemføre, først varmlim din motor i henhold til dine ønskede mål, derefter borer du to huller på to sider af motor i krydsfiner, og brug bare en lynlåsbinder til at holde den (husk at stramme din lynlås korrekt). Det vil være let at sætte regulatorer og kondensatorer på (improvisere med den plads, du har på krydsfiner) og montere dem på afstandsmøtrikmetode eller varm lim, (jeg anbefaler limning af kondensatorerne). Til sidst borer du huller til montering af det øverste bræt på (brug de samme mål som du gjorde på den øverste del), jeg anbefaler at bore mindre huller og trykke på montering af afstandsmøtrikkerne.

Trin 13: Ledningsføring

Nu hvor du har loddet, kontrolleret og monteret dine kredsløb, er det tid til at koble det hele sammen. Det grundlæggende i ledningerne er, at alle kredsløb til sidst vil blive forbundet til PIC'en, som vil behandle og sende oplysninger, husk at din ledning er meget vigtig, og du skal sikre dig, at alt er korrekt. Ok, nu til hvordan du kabler, nu forstår du, hvorfor jeg valgte at gå med lyngnålsmetoden, fordi det gør det lettere. Hvis du har kvindelig jumper wire, kan du hurtigt forbinde brædderne sammen, hvis ikke kan du bare lodde normal ledning på lyngstiften (springere er bedre, for hvis du har forvekslet stifter, behøver du ikke at lodde igen). Der vises et ledningsdiagram på billedet.

Trin 14: Tilslutning og tilslutning af følere

Din robot vil bruge to følere til at fornemme væggen foran den. Tilslutning af følerne er ret enkel, dens dybest set to mikrokontakter fungerer som venstre og højre føler. Varm lim dem på forsiden af dit andet bord. Kredsløbsdiagrammet over forbindelserne vil blive vist nedenfor. (Husk at finde ud af mikro switch pins f.eks. COM).

Trin 15: Test af robot

Okay, dette er det spændende øjeblik, du har ventet på, for endelig at fyre din robot op for første gang !! Bliv ikke for begejstret nu virker dette aldrig første gang, hvis det er DU ER EN HELDIGE BYGGER !! Bliv nu ikke skuffet, hvis det ikke virker, bare rolig, det vil helt sikkert snart. Nedenfor har jeg lavet en liste over alle de mulige problemer, du står over for, og hvordan du løser dem.

· Det hele gør ikke noget. Kontroller strømforsyningskredsløbene og forbindelserne til kortets strømstifter, tjek også for polaritetsproblemer.

· Motorer drejer i modsatte retninger. Skift en motorpolaritet, den skal sende den til at vende den anden vej, kan også være et programmeringsproblem.

· Noget begynder at ryge, eller du føler, at noget er virkelig varmt. KORTSLUTNING!! Sluk straks for at undgå skader. Kontroller alle mulige kredsløb inklusive ledningsforbindelser.

· Motorer drejer virkelig langsomt. Forøg strøm til robot. Eller mulig mangel på H-bro.

· Robotten registrerer ikke lyset korrekt. Juster VR på LDR -kredsløb, kan være et programmeringsproblem.

· Robot opfører sig usædvanligt og gør underlige ting. Programmering! Dobbelttjek programmeringskoden.

· Robot registrerer ikke væggen. Kontroller tilslutninger på mikrokontakter.

Så det er de problemer, der skete med min robot, hvis du har et usædvanligt problem, er du velkommen til at ændre eller ændre mine designs til det bedre, husk vi er alle ved at lære, og der er ikke noget, der hedder perfekt.

Trin 16: Prøve og fejl

Hvis det efter mange timers forsøg, at kontrollere og teste din robot stadig ikke virker, skal du ikke smide den mod væggen eller rive den fra hinanden og miste håbet. Prøv at gå udenfor bare for at få lidt frisk luft eller bare sove på det, jeg har haft sådan mange øjeblikke, og ved du hvorfor? Elektronik er en hård hobby, en komponent fejler- alt fejler. Glem ikke at dele det op i sektioner, mens du tester, og hold altid et åbent sind med design og layout. Vær fri og kreativ og giv aldrig op !!! Hvis du kunne lide mit projekt, bedes du stemme mig i konkurrencen om at flytte, og håber, at du nyder det!