Fire Chasing Robot: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

I dette projekt skal vi oprette en brandslukningsrobot, der jagter en flamme og slukker den ved at blæse luft fra den fra en ventilator.

Når du er færdig med dette projekt, ved du, hvordan du bruger flammesensorer med PICO, hvordan du læser deres outputværdi, og hvordan du handler på det, og hvordan du bruger Darlington -sensorer med DC -motorer, og hvordan du styrer dem. Det selvfølgelig sammen med en meget sej brandslukningsrobot.

Forbrugsvarer

• PICO
• Flammesensor
• Lille DC motor
• Lille propel
• L298N H-bro motor driver
• PCA9685 12-bit 16-kanals PWM-driver
• 2WD robot chassis kit
• Mini brødbræt
• Jumper ledninger
• Skruer og møtrikker

Trin 1: Tilslutning af flammesensoren til PICO

Lad os starte med den vigtigste del af vores brandbekæmpelsesrobot, som er evnen til at opdage brande, når de sker. Derfor vil vi starte med de komponenter, der er ansvarlige for at opdage ilden, men før vi gør det, lad os samle vores 2WD robotchassis, da vi bygger vores robot baseret på det.

Vi bruger 3 flammesensorer i dette projekt, og vi får robotten til at flytte uafhængigt ved hjælp af deres aflæsninger, vi placerer disse sensorer på midten, venstre og højre side af robotens chassis. Og de vil blive placeret på en sådan måde, at de har mulighed for præcist at pege flammekilden og slukke den.

Inden vi begynder at bruge flammesensorerne, lad os tale om, hvordan de fungerer: flammesensormoduler består hovedsageligt af infrarøde modtager -lysdioder, der kan registrere det infrarøde lys, der udsendes fra flammer, og sende dataene som enten digital eller analog indgang, i vores hvis vi bruger en flammesensor, der sender digital output.

Flammesensormodul pin -outs:

• VCC: positiv 5 volt, forbundet med PICO's VCC pin.
• GND: negativ pin, forbundet med PICOs GND pin.
• D0: den digitale udgangsstift, forbundet med den ønskede digital på PICO.

Lad os nu forbinde det til vores PICO for at teste vores ledninger og kodelogik for at sikre, at alt fungerer korrekt. Tilslutning af flammesensorerne er meget let, bare tilslut VCC og GND for sensorerne til henholdsvis VCC og GND for PICO, og tilslut derefter outputstifterne som følger:

• D0 (højre flammesensor) → A0 (PICO)
• D0 (midterste flammesensor) → A1 (PICO)
• D0 (venstre flammesensor) → A2 (PICO)

Trin 2: Kodning af PICO med flammesensorerne

Nu hvor vi har vores flammesensorer forbundet til PICO, lad os begynde at kode, så vi ved, hvilken flammesensor der har en flamme foran, og hvilken ikke.

Kode logik:

• Indstil PICOs A0-, A2- og A3 -ben som INPUT -ben
• Læs hver sensor output værdi
• Udskriv hver sensorudgangsværdi på den serielle skærm, så vi kan diagnosticere, om alt fungerer korrekt eller ej.

Bemærk venligst, at vores sensorer har en lav aflæsning "0", når de mærker brand, og en høj aflæsning "1", når de ikke mærker brand.

For at teste din kode skal du åbne din serielle skærm og se på, hvordan den ændrer sig, når du har ild foran den, i forhold til når den gør det. De vedhæftede billeder har aflæsninger for slet ikke at have en flamme og aflæsninger af en enkelt flamme foran den midterste sensor.

Trin 3: Tilslutning af blæseren

For at gøre en brandbekæmpelsesrobot effektiv skal den have evnen til at bekæmpe ild, og til det skal vi oprette en ventilator, som vi sigter mod ilden og slukker den med. Og vi kommer til at oprette denne ventilator ved hjælp af en lille DC -motor med en propel installeret på den.

Så lad os starte med at forbinde vores DC -motorer. Jævnstrømsmotorer har en høj strømforbrug, så vi kan ikke direkte forbinde dem til vores PICO, da den kun kan tilbyde 40 mA pr. GPIO -pin, mens motoren har brug for 100 mA. Det er derfor, vi skal bruge en transistor til at forbinde den, og vi vil bruge TIP122 -transistoren, da vi kan bruge den til at hæve strømmen fra vores PICO til den mængde, motoren har brug for.

Vi kommer til at tilføje vores DC -motor og et eksternt "PLACE HOLDER" batteri, for at give motoren den nødvendige strøm uden at skade vores PICO.

DC -motoren skal tilsluttes som følger:

• Bundstift (TIP122) → D0 (PICO)
• Samlerstift (TIP122) → DC -motorledning "DC -motorer har ikke polariteter, så det er ligegyldigt hvilken ledning"
• Emitter pin (TIP122) → GND
• DC -motorens tomme ledning → Positivt (rød ledning) på det eksterne batteri

Glem ikke at forbinde batteriets GND med GND'en på PICO'en, som om det ikke er tilsluttet, fungerer kredsløbet slet ikke

Ventilatorens kodelogik: koden er meget enkel, vi ændrer bare den kode, vi allerede har for at tænde blæseren, når aflæsningen af den midterste sensor er høj, og slukker blæseren, når den midterste sensors aflæsning er lav.

Trin 4: Tilslutning af robotbilmotorer

Nu hvor vores robot kan registrere brande og kan slukke dem med en ventilator, når ilden er direkte foran den. Det er på tide at give robotten evnen til at bevæge sig og placere sig selv direkte foran ilden, så den kan slukke den. Vi bruger allerede vores 2WD robotchassis, der leveres med 2 gearet DC, som vi skal bruge.

For at kunne styre jævnstrømsmotorens kørehastighed og -retning skal du bruge L298N H-bromotordriveren, som er et motordrivermodul, der har mulighed for at styre motorens kørehastighed og -retning, med evnen til at fodre motorerne fra en ekstern strømkilde.

L298N -motordriveren har brug for 4 digitale indgange til at styre motorernes rotationsretning og 2 PWM -indgange til at styre motorernes rotationshastighed. Men desværre har PICO kun en enkelt PWM -udgangsstift, der ikke kan styre både retningen og hastigheden for motorens rotation. Det er her, vi bruger PCA9685 PWM pins ekspansionsmodulet til at øge PICO's PWM, så det passer til vores behov.

Ledninger blev nu lidt vanskeligere, da vi forbinder 2 nye motorer sammen med 2 moduler for at styre dem. Men det vil ikke være et problem, hvis du følger de medfølgende skemaer og trin:

Lad os starte med PCA9685 PWM -modulet:

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

Lad os nu forbinde L298N -motordrivermodulet:

Lad os starte med at forbinde det til vores strømkilde:

• +12 (L298N -modul) → Positiv rød ledning (batteri)
• GND (L298N -modul) → GND

Sådan kontrolleres motorernes rotationsretning:

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

Sådan kontrolleres motorens rotationshastighed:

• enableA (L298N -modul) → PWM 4 -benet (PCA9685)
• enableB (L298N -modul) → PWM 5 -pins (PCA9685)

L298N -motordriveren kan levere en reguleret +5 volt, som vi vil bruge til at tænde vores PICO:

+5 (L298N -modul) → Vin (PICO)

Tilslut ikke denne pin, hvis PICO er tændt via USB

Nu hvor vi har alt tilsluttet, programmerer vi robotten til at flytte sig selv for direkte at se flammen og tænde blæseren.

Trin 5: Afslutning af koden

Nu hvor vi har alt tilsluttet korrekt, er det tid til at kode det, så det også fungerer. Og det er de ting, vi ønsker, at vores kode skal udføre:

Hvis den mærker ild lige frem (den midterste sensor mærker ilden), bevæger robotten sig mod den, indtil den når den indstillede afstand og tænder blæseren

Hvis den registrerer ild til højre side af robotten (den højre sensor registrerer ilden), roterer robotten, indtil ilden er lige foran robotten (den midterste sensor), og bevæger sig derefter mod den, indtil den når den indstillede afstand og tænder blæseren

Hvis den registrerer ild til venstre side af robotten, vil den gøre det samme som ovenfor. Men det vil dreje til venstre i stedet for til højre.

Og hvis det slet ikke mærker nogen brand, udsender alle sensorerne HØJ værdi og stopper robotten.

Trin 6: Du er færdig

I dette projekt har vi lært, hvordan man læser sensoroutput og tager handling afhængigt af det, hvordan man bruger Darlington -transistoren med DC -motorer, og hvordan man styrer DC -motorer. Og vi brugte al vores viden til at oprette en brandslukningsrobot som et program. Hvilket er ret sejt x)

Tøv ikke med at stille spørgsmål, du måtte have i kommentarerne eller på vores websted mellbell.cc. Og som altid, fortsæt med at lave:)