Wipy: Ашыкча мотивацияланган тактай тазалагыч: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Киришүү

Досканы тазалоодон чарчадыңыз беле? Эгер сиз үчүн робот муну кыла алса, жашооңуз канчалык жакшырарын ойлоп көрдүңүз беле? Эми сиз муну Wipy менен реалдуулукка чыгарууга мүмкүнчүлүгүңүз бар: ашыкча мотивацияланган доска тазалагыч. Wipy сиздин уят болгон начар чиймелериңизди туура тазалайт, ал тургай сүйкүмдүү жылмаюу менен аткарат. Аны активдештирүүнүн деле кереги жок! Бул тактай сиз күтпөгөндө тазалайт … Уххх …*жөтөл жөтөлү*… биз, албетте,: сизге эң керек болгондо!

Өзгөчөлүктөрү:

- Биздин болочок досубуз магнитти колдонуп тактайга жабыша алат жана боштук дөңгөлөктөрдүн жардамы менен космосто жыла алат.- Ал сызыкты ээрчип, линиянын артынан сенсор жана губка менен өчүрө алат.- Wipy ээ учуу убактысынын сенсорун колдонуу менен колуңузга чейинки аралыкты өлчөө мүмкүнчүлүгү.- Биз кичинекей OLED экранды колдонуп Wipyге сүйкүмдүү инсанды беребиз.

Долбоор ITECH магистрлер программасында Эсептөөчү Дизайн жана Санариптик Фаберлик семинарынын алкагында өткөрүлдү.

Ласат Сиривордена, Саймон Лут жана Тим Старк

1 -кадам: Wipy's Logic

Wipy линия сенсору менен учуу убактысынын сенсорунун ортосундагы өз ара аракеттин негизинде иштейт. Кандай сызыкты аныктаганына жана колуңуздун канчалык жакын экенине жараша, Wipy диаграммада көрүнгөндөй бир нече жол менен жооп берет.

2 -кадам: Компоненттер жана теория

Бул укмуштуудай тазалоо технологиясынын укмуштуу бөлүгүн кайра түзүү үчүн сизге төмөнкү нерселер керек болот:

Компоненттер

Роботтун шассисин түзүү үчүн сизге лазердик кескич керек. Бул үчүн 3d принтери колдонулган.

Негизги плитанын элементтери баары 500 x 250 x 4 мм Plexiglas барактан кесилген.

Биз ошондой эле бул долбоордун көптөгөн негизги компоненттерин камтыган Arduino комплектин алууну сунуштайбыз (Amazon)

Негиз жана корпус

1 х 3D Басылган Case

1 х базалык табак (Lasercut)

1 х ортоңку табак (Lasercut)

1 х астыңкы табак (Lasercut)

36 x M3 гайкалар

5 х M3 болт 15 мм

4 х M3 болт 30 мм

2 x Магнит (биз аларды бул жерден алдык)

Негизги электроника

1 x Arduino Uno R3 же жалпы эквиваленти - (Amazon)

1 x Arduino кеңейтүү калканы (баштапкы комплектке киргизилген)

1 x Mini Breadboard (баштапкы комплектке киргизилген)

19 x Jumper зымдары (Баштоочу комплектке киргизилген)

11 x [ОПЦИОНАЛДЫК КОШУМЧА] Solderless Jumper зымдары - (Amazon)

Минималдуу 2 USB уячасы бар 1 x Power банк - (Amazon). Арзан электр банктарынан алыс болуңуз, анткени энергия булагы ишеничсиз болушу мүмкүн.

Электр банкын Arduino & Motorsко туташтыруу үчүн 1 Spool x CCA эгиз зымы - (Amazon)

1 х бурамалуу терминалдык блоктор - (Amazon)

Сенсорлор жана моторлор

1 х Микро -моторлор, Дөңгөлөктөр жана кронштейндер топтому - (Пиморони)

1 х [ОПЦИОНАЛДЫК ЗАПАР] Мотор кронштейндери 3D Басып чыгаруу Файл - (Thingiverse)

1 x 0.91 OLED экраны - (Amazon

1 x L293D Motor Driver IC - (Amazon)

1 x 5 канал IR линиясын көзөмөлдөө сенсору - (Amazon)

1 x Учуу сенсорунун убактысы (VL53L0X) - (Amazon)

Куралдар

- Филлипс баш бурагычы

- Жалпак бурагыч

- Кол өнөрчүлүк бычагы

- Түтүк тасмасы

Теория

Line Tracking сенсор

Линзенсордо беш IR сенсорунун массиви колдонулат. Бул IR-сенсорлор түстү тандап алууга жөндөмдүү. Сенсордо эмитент жана кабыл алуучу бар. Эмитент инфракызыл толкундарды атууга жөндөмдүү, эгер бети абдан чагылса (ак бет сыяктуу), ал эми толкундардын көбүн кайра IR алуучуга чагылдырат. Эгерде бети кара түс сыяктуу радиацияны сиңирип алса, IR кабылдагычы радиацияны азыраак алат. Сызыкты ээрчүү үчүн кеминде эки сенсор керек.

DC моторун көзөмөлдөө үчүн, аларды башкаруу үчүн айдоочунун бир түрү керек болот. I2C L293D Motor Driver IC L293D - бул эки DC кыймылдаткычынын айлануу ылдамдыгын да, багытын да башкаруунун арзан жана салыштырмалуу жөнөкөй ыкмасы. L293D жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн, Lastminuteengineers фантастикалык серепке ээ:

Учуу убактысынын сенсору: Бул сенсор сенсордун аталышында буга чейин ыңгайлуу жазылган принципти колдонуу менен аралыкты өлчөй алат: учуу убактысы. Бул абдан так сенсор жана аны дрондордо же LiDAR системаларында табууга болот. Лазерди белгилүү бир багытка атып, лазердин кайтуу убактысын өлчөй алат, ошондон аралыкты эсептеп алууга болот.

3 -кадам: Негизги ишти даярдоо

Випинин денеси эки бөлүктөн турат; лазер менен кесилген база жана 3d басылган корпус.

1. базасы үчүн, ал материалга жараша лазердик кесип же колго кесип болот. Сураныч, компоненттер бөлүмүндө тиркелген файлды табыңыз. Акрил барактары (3 - 4 мм) же фанера (2,5 - 3 мм) сыяктуу күчтүү, бирок жеңил материалдарды колдонууну сунуштайбыз. Прототипдөө баскычында биз өзгөчө жакшы иштеген 10 мм көбүк ядросун колдондук жана азыркы дизайн аны менен иштеши керек (кээ бир майда тууралоо керек болот). Foam-core лазер кескичтери жок адамдар үчүн да кол менен кесүү оңой.

2. Корпустун бийиктиги 0,2 мм жана толтуруу тыгыздыгы 25%болгон PLA менен басылган. Биз ошондой эле дубалдын калыңдыгын 0,8 мм сунуштайбыз.

4 -кадам: Электрониканы чогултуу: Мотор айдоочу жана I2C

Электрониканы чогултууда биз биринчи L293D мотор драйверинен баштайлы.

1. Мини-панельди Arduino кеңейтүүчү калканга жабыштырыңыз.
2. L293Dди мини -нан тактасынын эң аягына коюңуз (кичине пластикалык туташуу бөлүгү кыска жагына чыгып калат). Эскертүү, L293D үстүндөгү толук тегерек тактанын аягында болушу керек.
3. Адегенде бардык солярсыз секирүүчү зымдарды туташтырыңыз
4. Калган зымдарды Arduinoго, кийин моторлорго туташтырыңыз. Моторуңуздун зымдарынын тартибин чаташтырсаңыз, мааниге ээ эмес, анткени моторуңуз туура эмес жакка бурулганын билесиз.
5. Моторлордун үлгүлүү кодун Arduinoго жүктөө үчүн, аларды текшерүү үчүн - бул барактын ылдый жагында табууга болот: (үлгү коду Motors)

5 -кадам: базаны чогултуу

Базаны чогултуу үчүн төмөнкү тартипти сунуштайбыз.

1. Биринчиден, кронштейндерди колдонуу менен моторлорду жогорку базага туташтырыңыз. Кашаалар M2 гайкалары менен болтторун колдонушат. Этияттык менен болтторду бурап коюуга шашылыңыз, анткени алар абдан кичинекей.
2. Ардуинону үстүнкү табакка туташтырыңыз, Arduino анын кронштейнинен ажыратылганын текшериңиз. Аны туташтыруу үчүн M2 болтторун колдонуңуз. Эгерде M2 болттору сиздин колуңузда болбосо, сиз дагы M3 колдонсоңуз болот, бирок ал бир аз катуураак күчтү талап кылат.
3. Кийинки: болтторду магнитке бекитип, астындагы пластинаны болттордун үстүнө жылдырып, болтторду көрсөтүлгөн жерлерге орто табакка бекиткиле. Эми ортоңку жана астыңкы плитаны тиркеңиз.
4. Көрсөтүлгөн болтторду колдонуу менен линиянын сенсорун ортоңку табакка тиркеңиз. Коңшу болтторду ортоңку табакка салып коюуну унутпаңыз, анткени линия сенсору тиркелгенде тешиктерге жетүү мүмкүн эмес.
5. Үстүнкү базага туташкан бардык болтторду орто табакка кошуңуз.
6. Акыр -аягы, үстүнкү базалык плитаны базанын калган бөлүгүнө коюп, тартыңыз.

6 -кадам: Magnet Madness

Эми вертикалдуу тактада Wipyңизди сынап көргөн татаал бөлүгү келет. Бул бөлүк бир аз сыноолорго негизделген, анткени ортосунда жакшы тең салмактуулук бар:

- Магниттер өтө күчтүү болгондуктан, дөңгөлөктөр кыймылдай албайт.

Биз колдонгон магниттер күчтүү, балким бир аз күчтүү. Такта менен магниттердин ортосундагы аралыкты колдонуу менен тартууну азайтса болот. Аралыктар ошондой эле болттун үстү тактага тийбешин камсыз кылат. Аралыктарды магнитте клейди колдонуу менен, же прототипдөө баскычында: көптөгөн дюкаптарды колдонуп тиркесе болот.

Кеңештер Бизде магниттердин туура иштеши үчүн бир нече кеңештер бар:

- Дөңгөлөктөрдүн ортосундагы магнит дөңгөлөктөрдү кармоо үчүн дөңгөлөктөрдү тактайга тартуу үчүн арналган. Бул магнит дөңгөлөктөрдүн деңгээлинен бир аз жогору экенин текшериңиз.- Робот арткы магнитке кичине бурчта экенин текшериңиз. Кичирээк магниттердин катарында роботтун тегеректеп айдоого жол бербөө үчүн башталышы мүмкүн.

Дөңгөлөктөр эми ошол эле багытта айланышы керек. Эми, тактада сынап көрүңүз жана акыры иштесе кубанычтын көз жашын төгүңүз. Азыр кичинекей жеңиш кечесине убакыт келди.

7 -кадам: Дагы сенсорлор, Көңүл ачуу

Эми моторлор жана магниттер башка менен жакшы ойногондуктан, Wipyге кээ бир (пайдасыз) функцияларды кошууга убакыт келди.

1. Сызык сенсору Камтылган кабелди колдонуу менен, линия сенсорун нан тактасына көрсөтүлгөндөй туташтырыңыз. Диаграммада жашыл кабель SCL үчүн, ал эми ак SDA үчүн.

2. Экранды кошуңуз Келгиле, Випинин сүйкүмдүү жүзүн көрсөтүлгөндөй кошолу.

3. Tof сенсору Акырында, аралыктын сенсорун көрсөтүлгөндөй кошуңуз. Бул сенсор колго канчалык жакын экенин аныктап, ошого жараша токтойт. Бул ошондой эле Wipyге тактага сүрөт тарта баштаганда, тактанын аарчыган (тажатма) өзгөчөлүгүн берет.

4. Кодду жүктөө

Эми бардык сенсорлор туташтырылгандыктан, биз коддоону баштай алабыз. Тиркелген код файлын жүктөңүз жана Wipy тирилгенин көрүңүз. Түшүнүүгө жардам берүү үчүн коддо комментарийлер бар. Тиешелүү китепканаларды Sketch> Китепкананы кошуу> Китепкананы башкаруу бөлүмүнөн жүктөп алууну унутпаңыз. Учуу убактысын (VL53L0X.h) сенсордук китепканадан тапса болот (Бул жерде)

5. Күч

Моторлорду жана Arduino'ду иштетүү үчүн, Wipy ак досканын үстүндө кубанычтуу парадда жүргөндө, биз тышкы батареяны сунуштайбыз. Сиз, мисалы, муну тактанын жогорку бурчуна коюп, Wipyге кабелдерди өткөрө аласыз. Wipyге эки энергия булагы керек болот: 1 Arduino үчүн жана 1 сүрөттө көрсөтүлгөндөй моторлор үчүн. Биз 2x 5V 2A чыгаруучу кубат банкын колдонууну чечтик. Түздөн -түз Arduino'го тиркеңиз (же Винде, USBде же кубатта). Винге туташкан болсоңуз, Arduino жана бардык сенсорлорго жетиштүү күч бар экенин текшериңиз.

6. Бардыгын чогуу коюу

Мунун баарын бириктирүү үчүн, биз OLED менен Учуу убактысынын сенсорун скотч менен жабыштырууну, андан кийин эки тараптуу скотчту колдонуп, ишти базага туташтырууну сунуштайбыз.

8 -кадам: Көбүрөөк Wipy эмоцияларды каалайсызбы?

Өз Wipy эмоцияңызды жараткыңыз келсе, бул жерде:

1. Битмап сүрөттөрүн сактап кала турган графикалык программаларды (Adobe Photoshop, GIMP, ж.б.) колдонуу менен укмуштуудай эмоцияларды түзүңүз. Экраныңыз менен бирдей чечимге ээ болуңуз. Биздин учурда бул 128 x 32 px.
2. Андан кийин, биз бул битмаптарды кодго айландырышыбыз керек. Бул үчүн биз image2cpp онлайн куралын колдоно алабыз. Которууну каалаган сүрөттөрдү жүктөңүз
3. Жүктөлүп берилгенден кийин, орнотуулар токтом жана багыт сыяктуу туура экенин текшериңиз. Баары туура болгондон кийин, "Code Output Форматын" "Arduino Code" деп өзгөртүп, эмитентти алмаштыргыңыз келгендей эле идентификаторду колдонууну тактаңыз.
4. Бүткөндөн кийин "Кодду жаратуу" баскычын чыкылдатып, Arduino эскизиндеги кодду алмаштырыңыз.

Ардуино 2019 конкурсунда экинчи орун