Өсүмдүк роботу: 10 кадам

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

Ар бир адам үйүндө өсүмдүктөрдү жакшы көрөт, бирок кээде бош убактыбызда аларга жакшы кам көрүүгө убакыт таба албайбыз. Бул көйгөйдөн биз бир идеяга келдик: Эмне үчүн биз үчүн кам көрө турган роботту курбаска?

Бул долбоор өзүнө кам көргөн робот-өсүмдүктөн турат. Өсүмдүк роботко интеграцияланган жана тоскоолдуктардан качып, өзүн сугарып, жарык таба алат. Бул роботко жана заводго бир нече сенсорлорду колдонуу менен мүмкүн болду. Бул Instructable сизди күнүмдүк өсүмдүктөрүңүз жөнүндө тынчсыздануунун кажети жок, өсүмдүк роботун түзүү процессинде жетектөөгө багытталган!

Бул долбоор Bruface Mechatronicsтин бир бөлүгү жана аны ишке ашырган:

Мерседес Аревало Суарес

Даниел Бланкес

Baudouin Cornelis

Kaat Leemans

Маркос Мартинес Хименес

Basile Thisse

(4 -топ)

1 -кадам: САТУУ ТИЗМЕСИ

Бул роботту куруу үчүн сизге керек болгон ар бир продукттун тизмеси. Астын сызылган ар бир бөлүк үчүн шилтеме бар:

3D басылган Motors X1ди колдойт (3D форматында көчүрүү)

3D басылган дөңгөлөктөр + дөңгөлөк-мотор байланышы X2 (3D түрүндө көчүрүү)

AA Nimh батареялары X8

Абразивдүү кагаз түрмөгү X1

Arduino Mega X1

Шар дөңгөлөгү X1

Батарея кармагыч X2

X1 тесттери үчүн блокнот

Нан столу X1

DC кыймылдаткычтары (коддогуч менен) X2

Топсалар X2

Гигрометр X1

Жарыкка көз каранды резисторлор X3

Эркек-эркек жана эркек-ургаачы секирүүчүлөр

Мотор калканы X1

Өсүмдүк X1 (бул сизден көз каранды)

Өсүмдүк идиши X1

Өсүмдүк колдоо X1 (3D басылган)

Пластикалык түтүк X1

Ар кандай баалуулуктагы резисторлор

Скрипт кагазы X1

Бурамалар

Курч сенсорлор X3 (GP2Y0A21YK0F 10-80 см)

Которуу X1

Суу насосу X1

Суу сактагычтын танкасы (кичинекей Tupperware) X1

Зымдар

Бул тандоолор убакыттын жана бюджеттин чектөөлөрүнүн натыйжасы экенин эске алыңыз (3 ай жана 200 €). Башка тандоолор сиздин каалооңуз боюнча жасалышы мүмкүн.

АР КАНДАЙ ТАНДООЛОРДУ ТҮШҮНДҮРҮҮ

Arduino Mega Arduino Uno үстүнөн: Биринчиден, биз Arduino'ну такыр колдонгонубуздун себебин түшүндүрүшүбүз керек. Arduino-бул колдонуучуларга интерактивдүү электрондук объекттерди түзүүгө мүмкүндүк берген ачык булактуу электрондук прототиптөө платформасы. Эксперттердин да, жаңы баштагандардын да арасында абдан популярдуу, бул интернеттен ал жөнүндө көптөгөн маалыматтарды табууга өбөлгө түзөт. Бул сиздин проектиңизде көйгөй жаралганда жардам бериши мүмкүн. Биз Uno эмес, Arduino Mega тандап алдык, анткени анын түйрүктөрү көбүрөөк. Чындыгында, биз Uno колдонгон сенсорлордун саны үчүн жетиштүү төөнөгүчтөрдү сунуштаган жок. Мега дагы күчтүү жана WIFI модулу сыяктуу жакшыртууларды кошсок пайдалуу болот.

Nimh батареялары: Биринчи идея LiPo батареяларын көптөгөн роботтук долбоорлордогудай колдонуу болгон. LiPo жакшы разрядга ээ жана оңой толтурулат. Бирок көп өтпөй LiPo жана заряддагыч өтө кымбат экенин түшүндүк. Бул долбоорго ылайыктуу башка батареялар Nimh. Чынында алар арзан, кайра заряддалуучу жана жарык. Моторду иштетүү үчүн бизге алардын 8и керек болот, алар 9.6Vдан (заряддалган) 12Vга чейин (толук заряддалган) камсыздоо чыңалуусуна жетиши керек.

Кодерлери бар DC моторлору: Бул кыймылдаткычтын негизги максатын эске алып, дөңгөлөктөрдү айлануу энергиясын камсыз кылуу үчүн, биз айлануу бурчунда чектелген жана позицияны аныктоо керек болгон конкреттүү тапшырмалар үчүн иштелип чыккан Серво Моторлорунун ордуна эки DC Моторун тандап алдык. так. Коддогучтарга ээ болуу фактысы, эгер керек болсо, жогорку тактыкка ээ болуу мүмкүнчүлүгүн кошот. Көңүл бургула, биз акыры коддогучтарды колдонгон жокпуз, анткени моторлор абдан окшош экенин жана бизге роботтун түз сызык менен жүрүшү керек эместигин түшүндүк.

Рынокто көп DC моторлору бар жана биз бюджетибизге жана роботубузга ылайыктуусун издеп жүргөнбүз. Бул чектөөлөрдү канааттандыруу үчүн эки маанилүү параметр моторду тандоого жардам берди: роботту жылдыруу үчүн керектүү момент жана роботтун ылдамдыгы (керектүү айлануу ылдамдыгын табуу үчүн).

1) Rpm эсептөө

Бул робот үн тосмосун бузууга муктаж болбойт. Жарыкты ээрчүү же үйдө кимдир бирөөнү ээрчүү үчүн 1 м/с же 3,6 км/саат ылдамдык акылга сыярлыктай көрүнөт. Аны rpmга которуу үчүн дөңгөлөктөрдүн диаметри колдонулат: 9см. Rpm төмөнкүчө берилет: rpm = (60*ылдамдык (м/с))/(2*pi*r) = (60*1)/(2*pi*0.045) = 212 rpm

2) Керектүү максималдуу моментти эсептөө

Бул робот тегиз чөйрөдө өнүгө тургандыктан, максималдуу момент роботтун кыймылын баштоо үчүн керек. Эгерде роботтун өсүмдүк жана ар бир компонент менен салмагы 3 килограммдын тегерегинде экенин эске алсак, дөңгөлөктөр менен жердин ортосундагы сүрүлүү күчтөрүн колдонуп, моментти оңой эле таба алабыз. Жер менен дөңгөлөктөрдүн ортосундагы 1 сүрүлүү коэффициентин эске алуу менен: Сүрүлүү күчтөрү (Fr) = сүрүлүү коэффициенти. * N (бул жерде N роботтун салмагы) бул бизге Fr = 1 * 3 * 10 = 30 N. берет. Ар бир мотор үчүн моментти төмөнкүчө тапса болот: T = (Fr * r)/2, мында r - дөңгөлөктөрдүн радиусу ошондуктан T = (30*0.045)/2 = 0.675 Нм = 6.88 кг см.

Бул биз тандаган мотордун мүнөздөмөлөрү: 6V 175 rpm жана 4V см 12V 350 rpm жана 8 кг см. Сызыктуу интерполяция кылуу менен 9.6дан 12Вга чейин иштээрин билип туруп, жогорудагы чектөөлөр аткарылары анык.

Жарык сенсорлору: Биз жарыкка көз каранды резисторлорду (LDR) тандап алдык, анткени алардын каршылыгы жарык менен тез өзгөрөт жана LDRдеги чыңалуу LDRди камтыган чыңалуу бөлүштүргүчкө туруктуу чыңалуу колдонуу менен оңой өлчөнөт.

Курч сенсорлор: Алар тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн колдонулат. Чукул аралык сенсорлору арзан жана колдонууга оңой болгондуктан, объектилерди аныктоодо жана диапазондо популярдуу болуп калат. Алар, адатта, акыркы жаңыртуу ылдамдыгына жана максималдуу аныктоо диапазонуна ээ. Базарда ар кандай операциялык диапазондогу көптөгөн моделдер бар. Алар бул долбоордогу тоскоолдуктарды аныктоо үчүн колдонулгандыктан, биз 10-80 см иштөө диапазонуна ээ болгонун тандап алдык.

Суу насосу: Суу насосу моторлордун чыңалуу диапазонуна шайкеш келген жөнөкөй жарык жана өтө күчтүү эмес насос, экөөнө тең бирдей тамактанууну колдонуу. Өсүмдүктү суу менен азыктандыруунун дагы бир чечими - роботтон бөлүнгөн суу базасынын болушу, бирок роботтун үстүндө болушу алда канча жөнөкөй.

Гигрометр: Гигрометр - бул жерге коюла турган нымдуулук сенсору. Бул робот казанга суу жөнөтүү үчүн кургак экенин билиши керек болгондуктан керек.

2 -кадам: МЕХАНИКАЛЫК ДИЗАЙН

Негизинен роботтун дизайны тик бурчтуу кутудан турат, асты жагында үч дөңгөлөк жана үстү жагында ачылуучу капкак. Өсүмдүк суу сактагыч менен үстүнө коюлат. Өсүмдүктөрдүн казаны роботтун үстүнкү тактайына сайылган өсүмдүктөрдүн идиштерине орнотулат. Суу сактагыч бир аз Tupperware роботтун үстүнкү тактайында чийилген жана суу насосу суу сактагычтын түбүндө да чийилген, ошондуктан Tupperwareге суу толтурганда баарын оңой эле алып салса болот. Суу сактагычтын капкагында кичинекей тешик пайда болот, анткени өсүмдүктүн идишине суу түтүкчөсү кирип, насостун алиментациясы кутуга кирет. Ошентип, кутунун жогорку тактайында тешик жасалат жана гигрометрдин кабелдери да ушул тешиктен өтөт.

Биринчиден, биз роботтун жагымдуу дизайнга ээ болушун кааладык, ошондуктан электрондук бөлүктү кутунун ичине катып, заводдун жана суунун сыртында калтырууну чечтик. Бул маанилүү, анткени өсүмдүктөр үйдүн жасалгасынын бир бөлүгү жана мейкиндикке визуалдык жактан таасир этпеши керек. Кутудагы компоненттерге үстүңкү капкак аркылуу оңой жетүүгө болот, ал эми каптал капкактарда керектүү тешиктер болот, андыктан биз кааласак роботту иштетүү же Arduino -ны ноутбукка туташтыруу оңой. аны кайра программалоо.

Кутунун ичиндеги компоненттер: Arduino, мотор контроллери, моторлор, LDR, үйүлгөн кармагычтар, нан жана илгичтер. Arduino кичинекей мамыларга орнотулган, андыктан анын түбү бузулган эмес жана мотор контроллери Ардуинонун үстүнө орнотулган. Кыймылдаткычтар мотор фиксацияларына жана моторлордун фиксациялары кутунун астыңкы тактайына буралат. ЛДР бир аз нан табакка ширетилет. Мини токой тактайлары роботтун каптал бетине буроо үчүн бул нанга жабыштырылган. Алдыда бир LDR бар, бирөө сол жакта, бирөө оң жакта, ошондуктан робот жарыктын эң чоң өлчөмү менен багытты биле алат. Үймөк кармагычтар аларды оңой алып салуу жана үймөлөрдү алмаштыруу же кайра толтуруу үчүн кутунун ылдый жагына чейин чийилет. Андан кийин нан тактасы астынкы тактайга бурулуп, кичине үч бурчтуу формадагы тирөөчтөр менен бекитилген, бул үчүн нандын бурчунун формасындагы тешиктери бар. Акыры, илгичтер арткы бетине жана үстүңкү бетине буралат.

Алдыңкы бетинде, тоскоолдуктарды мүмкүн болушунча табуу жана болтурбоо үчүн үч курч түз буралат.

Физикалык дизайн маанилүү болгону менен, биз техникалык бөлүктү унута албайбыз, биз робот куруп жатабыз жана ал практикалык болушу керек жана мүмкүн болушунча мейкиндикти оптималдаштырышыбыз керек. Бул тик бурчтуу формага баруунун себеби, ал бардык компоненттерди иретке келтирүүнүн эң жакшы жолу болгон.

Акырында, кыймыл үчүн, түзмөктө үч дөңгөлөк болот: артында эки стандарттуу моторлуу жана алдыңкы бир шар дөңгөлөгү. Алар үч циклдүү дискте, конфигурацияда, алдыңкы рулду жана арткы айдоодо көрсөтүлөт.

3 -кадам: БӨЛҮКТӨРДҮ ӨНДҮРҮҮ

Роботтун сырткы келбети сиздин кызыгууңузга жараша өзгөрүшү мүмкүн. Техникалык чиймелер берилет, бул өз алдынча долбоорлоодо жакшы негиз катары иштей алат.

Лазердик кесилген бөлүктөр:

Роботтун корпусун түзгөн алты бөлүктүн баары лазер менен кесилген. Бул үчүн колдонулган материал кайра иштетилген жыгач болуп саналат. Бул кутуча бир аз кымбатыраак Плексигластан да жасалышы мүмкүн.

3D басылган бөлүктөр:

Роботтун арткы жагына жайгаштырылган эки стандарттуу дөңгөлөк PLAда 3D түрдө басылган. Себеби, бардык муктаждыктарга жооп берген дөңгөлөктөрдү табуунун бирден -бир жолу (DC кыймылдаткычтарына туура келет, өлчөмү, салмагы …) аларды өзүбүздүн долбоорлообуз болгон. Мотор фиксациясы бюджеттен улам 3D форматында басылган. Андан кийин өсүмдүк идишинин колдоосу, Arduino колдогон мамылар жана нан тактасын колдогон бурчтар дагы 3D принтерде басылган, анткени бизге роботко өзгөчө форма туура келет.

4 -кадам: ЭЛЕКТРОНИКА

Курч сенсорлор: курч сенсорлордо үч казык бар. Алардын экөө тамактануу үчүн (Vcc жана Ground), акыркысы - өлчөнгөн сигнал (Vo). Тамактануу үчүн бизде 4,5 жана 5,5 В арасындагы оң чыңалуу бар, ошондуктан биз Arduinoдон 5В колдонобуз. Vo Arduino аналог казыктарынын бирине туташат.

Жарык сенсорлору: Жарык сенсорлору иштеши үчүн бир аз схема керек. LDR чыңалуу бөлүштүргүчтү түзүү үчүн 900 кОмдук резистор менен катар коюлган. Жер LDRге жана Arduino 5V каршылыгына туташпаган резистордун төөнөгүчүнө туташкан. Бул чыңалууну өлчөө үчүн резистор менен LDRдин пини Arduino аналогдук пинине туташтырылган. Бул чыңалуу 0 менен 5В ортосунда 5В менен толук жарыкка жана нөлгө жакын караңгыга чейин өзгөрөт. Андан кийин, бүт схема роботтун каптал тактайларына бата турган кичинекей нанга ширетилет.

Батареялар: Батареялар 1,2 жана 1,5 В аралыгында 4 үймөдөн жасалган, ошондуктан 4,8 жана 6В ортосунда. Эки үймөк кармагычты бир катарга коюу менен бизде 9,6дан 12Вга чейин.

Суу насосу: Суу насосунда Arduino менен тамактануу сыяктуу бир түрдөгү туташуу (кубат джекси) бар. Биринчи кадам - зымдын жерге жана оң чыңалууга ээ болушу үчүн байланышты үзүү жана зымдан баш тартуу. Насосту башкаргыбыз келгендиктен, биз аны которгуч катары колдонулган учурдагы башкарылуучу транзистор менен катар коебуз. Андан кийин артка агымдарды болтурбоо үчүн насоско параллелдүү диод коюлат. Транзистордун ылдыйкы буту Arduino/батареяларынын жалпы жерине, ортоңку бөлүгү Arduino чыңалуусун 1kOhm резисторго ээ, Arduino чыңалуусун токко, жогорку бутун кара кабелге насос Андан кийин насостун кызыл кабели батареялардын оң чыңалуусуна туташат.

Кыймылдаткычтар жана калкан: Калканды ширетүү керек, ал ширетилбеген түрдө жөнөтүлөт. Бул аяктагандан кийин, Arduino казыктарына калканчтын бардык башын кыркып, Arduinoго жайгаштырылат. Калкан батареялар менен иштейт жана андан кийин секиргич күйгүзүлгөндө Arduino -ны иштетет (сүрөттө кызгылт сары казыктар). Arduino калканга караганда башка каражат менен иштегенде, секиргичти койбоңуз, анткени Arduino калканды иштетет жана ал байланышты күйгүзүшү мүмкүн.

Нан тактасы: Эми бардык компоненттер нан тактасында ширетилет. Бир үймөк кармагычтын, Arduino, мотор контроллери жана бардык сенсорлордун жери бир катарда ширетилет (биздин нан такталарыбыздын потенциалы бирдей). Андан кийин, экинчи үймө кармагычтын кара кабели, жери мурда ээриген биринчи үймөгүнүн кызыл түсү менен бир катарда ширетилет. Кабель андан кийин экинчисине дал келген экинчи үймөктүн кызыл кабели менен бир катарда ширетилет. Бул кабель которгучтун бир учуна туташтырылат, экинчи учу бекер катардагы нан тактасында ширетилген зым менен туташтырылат. Насостун кызыл кабели жана мотор контроллеринин алиментациясы ушул катарга кошулат (которгуч сүрөттө көрсөтүлгөн эмес). Андан кийин Arduino 5V башка катарда жана ар бир сенсордун алименттүүлүк чыңалуусу ошол эле сапта ширетилет. Мүмкүн болгондо, нандын үстүнө секиргичти жана компоненттин үстүнө секирүүгө аракет кылыңыз, андыктан аларды оңой эле ажыратып коюңуз жана электр компоненттерин чогултуу оңой болот.

5 -кадам: ПРОГРАММАЛОО

Программанын схемасы:

Программа абалдын өзгөрмөлөрү түшүнүгүн колдонуу менен жөнөкөй бойдон калды. Блок -схемада көрүнүп тургандай, бул штаттар дагы приоритеттүү түшүнүктү пайда кылат. Робот шарттарды мындай тартипте текшерет:

1) 2 -абалда: Өсүмдүктө moist_level функциясы бар суу жетиштүүбү? Эгерде гигрометр менен өлчөнүүчү нымдуулуктун деңгээли 500дөн төмөн болсо, насос нымдуулук 500дөн ашканга чейин иштейт. Заводдо суу жетиштүү болгондо робот 3 абалына өтөт.

2) 3 -абалда: Жарыгы эң көп болгон багытты табыңыз. Бул абалда өсүмдүк жетишерлик сууга ээ жана тоскоолдуктарды болтурбоо менен жарыкты эң көп багыттоо керек. Light_direction функциясы эң көп жарык алган үч жарык сенсорунун багытын берет. Андан кийин робот моторлорду ошол багытты ээрчүү үчүн follow_light функциясы менен иштетет. Эгерде жарыктын деңгээли белгилүү бир босогодон (жетиштүү_жарыктан) жогору болсо, робот жарыкты ээрчип токтойт, анткени ал ушул абалда жетиштүү (stop_motors). Жарыкты ээрчип баратканда 15 см астындагы тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн, тоскоолдуктун багытын кайтаруу үчүн функционалдык тоскоолдук ишке ашырылган. Тийиштүү тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн, качуу_бүстүгү функциясы ишке ашырылды. Бул функция моторду тоскоолдуктун кайда экенин билип иштетет.

6 -кадам: ЧОГУЛУУ

Бул роботту чогултуу чындыгында абдан оңой. Көпчүлүк компоненттер өз ордун сактап калуу үчүн кутуга сайылган. Анан үйүлгөн кармагыч, суу сактагыч жана насос чийилет.

7 -кадам: ЭКСПЕРИМЕНТТЕР

Адатта, роботту курууда нерселер бир калыпта болбойт. Кемчиликсиз жыйынтыкка жетүү үчүн көптөгөн өзгөрүүлөр менен төмөнкү өзгөртүүлөр талап кылынат. Бул жерде завод роботунун процессинин көргөзмөсү!

Биринчи кадам роботту моторлорго орнотуу, Arduino, мотор контроллери жана прототиптелген нан тактасы менен жарык сенсорлору болгон. Робот жөн гана эң жарык өлчөгөн багытта баратат. Жарык жетиштүү болсо, роботту токтотуу үчүн босого чечим кабыл алынган. Робот полдон тайып баратканда дөңгөлөктөргө абразивдүү кагазды кошуп, дөңгөлөктү окшоштурдук.

Андан кийин тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн курч сенсорлор структурага кошулду. Башында эки сенсор алдыңкы бетине коюлган, бирок үчүнчүсү ортосуна кошулган, анткени курч сенсорлор аныктоо бурчу өтө чектелген. Акырында, роботтун учунда эки сенсорубуз бар, алар тоскоолдуктарды аныктайт: оң же сол, ал эми алдыда тоскоолдук бар же жок экенин. Тоскоолдуктар чыңалуу роботко 15см аралыкка туура келген белгилүү бир чектен ашып кеткенде аныкталат. Качан тоскоолдук бир тарапта болсо, робот андан качат жана ортодо тоскоолдук болгондо робот токтойт. Сураныч, курчтардын астындагы тоскоолдуктар аныкталбайт, андыктан тоскоолдуктардан алыс болуу үчүн белгилүү бир бийиктикке ээ болуу керек.

Андан кийин насос жана гигрометр сыноодон өткөн. Гигрометрдин чыңалуусу кургак идишке туура келген белгилүү бир мааниден төмөн болгондо, насос суу жөнөтүп жатат. Бул баа кургак жана нымдуу өсүмдүктөр менен текшерүү аркылуу эксперименталдык түрдө өлчөнүп, аныкталган.

Акыры баары чогуу сыналды. Өсүмдүк адегенде суу жетиштүү экенин текшерет, андан кийин тоскоолдуктарды болтурбоо менен жарыкты ээрчий баштайт.

8 -кадам: ФИНАЛДЫК ТЕСТ

Бул жерде роботтун акыры кантип иштээри тууралуу видеолор бар. Аны биз ишенебиз!

9 -кадам: Бул проект менен эмнени үйрөндүк?

Бул долбоордун жалпы пикирлери абдан жакшы болгону менен, биз көп нерсени үйрөндүк, бирок биз аны курууда белгиленген мөөнөттөргө байланыштуу бир топ стресске туш болдук.

Түшкөн көйгөйлөр

Биздин учурда процесстин жүрүшүндө бизде бир нече көйгөйлөр болгон. Алардын айрымдарын чечүү оңой эле, мисалы, тетиктерди жеткирүү кечигип калганда, биз аларды сатып ала турган болсок, шаардагы дүкөндөрдү издедик. Башкалар бир аз көбүрөөк ойлонууну талап кылат.

Тилекке каршы, ар бир маселе чечилген жок. Биринчи оюбуз үй жаныбарларынын жана өсүмдүктөрдүн өзгөчөлүктөрүн айкалыштыруу, ар биринин эң жакшысын алуу болгон. Биз жасай турган өсүмдүктөр үчүн, бул роботтун жардамы менен биз үйлөрүбүздү кооздогон өсүмдүккө ээ болобуз жана ага кам көрүүнүн кажети жок. Бирок үй жаныбарлары үчүн, биз алар жасаган компанияны окшоштуруунун жолун таба алган жокпуз. Биз муну элди ээрчитүүнүн ар кандай жолдорун ойлодук жана бирин ишке ашыра баштадык, бирок аны бүтүрүүгө убактыбыз жетишпей калды.

Андан ары жакшыртуу

Биз каалаган нерсенин баарын алууну кааласак да, бул долбоор менен үйрөнүү укмуштуудай болду. Балким, убакыттын өтүшү менен биз андан да жакшы роботту алмакпыз. Бул жерде биз роботубузду өркүндөтүү үчүн кээ бир идеяларды сунуштайбыз, балким кээ бирлериңиз аракет кылгыңыз келет:

- Колдонуучуга роботту качан заряддоо керектигин айткан ар кандай түстөгү (кызыл, жашыл,…) леддерди кошуу. Батареяны өлчөө 5V максималдуу чыңалуусу бар чыңалуу бөлүштүргүч менен жүргүзүлүшү мүмкүн, бул чыңалуу Arduino менен өлчөө үчүн. Андан кийин тиешелүү LED күйгүзүлөт.

- Колдонуучуга суу резервуарынын качан толтурулушу керектигин айткан суу сенсорун кошуу (суунун бийиктиги сенсору).

- Робот колдонуучуга билдирүүлөрдү жөнөтө алгыдай интерфейс түзүү.

Жана, албетте, биз элди ээрчитүү максатын унутпайбыз. Үй жаныбарлары - бул адамдар эң жакшы көргөн нерселердин бири, жана кимдир бирөө роботтун бул жүрүм -турумун симуляциялоого жетишсе жакшы болмок. Муну жеңилдетүү үчүн, биз бул жерде болгон нерселерибиздин бардыгын беребиз.

10 -кадам: Роботту кантип ээрчүү керек?

Биз муну эң жакшы жолун үч УЗИ сенсорун, бир эмитентти жана эки ресиверди колдонууну чечтик.

Бергич

Бергич үчүн биз 50% кызмат циклине ээ болгубуз келет. Бул үчүн сиз 555 таймерди колдонушуңуз керек, биз NE555N колдонгон элек. Сүрөттө сиз схеманын кандай түзүлүшү керек экенин көрө аласыз. Бирок, мисалы, 3, 1µF чыгарууда кошумча конденсатор кошууга туура келет. Резисторлор жана конденсаторлор төмөнкү формулалар менен эсептелет: (1 жана 2 -сүрөттөр)

50% милдеттүү цикл керектүү болгондуктан, t1 жана t2 бири -бирине барабар болот. Ошентип, 40 кГц өткөргүч менен t1 жана t2 1,25*10-5 с барабар болот. Сиз C1 = C2 = 1 nF алганда, R1 жана R2 эсептелиши мүмкүн. Биз R1 = 15 кОм жана R2 = 6.8 кОмду алдык, R1> 2R2 экенин текшериңиз!

Муну осциллографта схемада текшергенибизде, биз төмөнкү сигналды алдык. Масштаб 5 µs/div, андыктан жыштык 43 кГц тегерегинде болот. [3 -сүрөт]

Алуучу

Кабыл алуучунун кирүү сигналы Arduino так иштеши үчүн өтө төмөн болот, андыктан киргизүү сигналын күчөтүү керек. Бул инверттөөчү күчөткүчтү жасоо менен жасалат.

Опамп үчүн биз Arduinoдон 0 V жана 5 V менен иштеген LM318N колдондук. Бул үчүн термелүүчү сигналдын айланасындагы чыңалууну жогорулатууга туура келди. Бул учурда аны 2,5 В чейин көтөрүү логикалык болот, анткени камсыздоо чыңалуусу симметриялуу эмес болгондуктан, резистордун алдына конденсатор коюшубуз керек. Ошентип, биз дагы жогорку өткөрмө чыпканы жасадык. Биз колдонгон баалуулуктар менен жыштык 23 кГцден жогору болушу керек болчу. Биз A = 56 күчөткүчүн колдонгондо, сигнал каныккандыкка өтөт, бирок анын ордуна A = 18 колдонулат. Бул дагы жетиштүү болот. [4 -сүрөт]

Азыр бизде синус толкуну бар, бизге туруктуу маани керек, ошондуктан Arduino аны өлчөй алат. Мунун бир жолу - чокунун детекторунун схемасын жасоо. Ошентип, биз кабыл алгычтан алысыраак же мурдагыга караганда башка бурчта экенин көрө алабыз, сигналдын интенсивдүүлүгүнө пропорционалдуу туруктуу сигналга ээ болуу менен. Бизге тактык чокусу детектору керек болгондуктан, диодду, 1N4148, чыңалуунун жолун жолдоочуга коебуз. Муну менен бизде диоддун жоготуусу жок жана биз идеалдуу диодду түздүк. Опамп үчүн биз схеманын биринчи бөлүгүндөй эле колдонгонбуз жана ошол эле электр энергиясы менен, 0 В жана 5В.

Параллелдүү конденсатор жогорку мааниге ээ болушу керек, андыктан ал өтө жай агып кетет жана биз дагы деле чыныгы баага окшош чокунун маанисин көрөбүз. Резистор дагы параллелдүү жайгаштырылат жана өтө төмөн болбойт, анткени антпесе разряд чоңураак болот. Бул учурда, 1,5µF жана 56 кОм жетиштүү. [5 -сүрөт]

Сүрөттө жалпы схеманы көрүүгө болот. Ардуиного кире турган өндүрүш кайда. Ал эми 40 кГц AC сигналы алуучу болот, анын экинчи учу жерге туташат. (6 -сүрөт)

Жогоруда айткандай, сенсорлорду роботко бириктире алган жокпуз. Бирок биз схеманын иштеп жатканын көрсөтүү үчүн тесттердин видеолорун беребиз. Биринчи видеодо күчөтүүнү (биринчи OpAmpдан кийин) көрүүгө болот. Осциллографта мурунтан эле 2,5В жылыш бар, ошондуктан сигнал ортосунда, сенсорлор багытын өзгөрткөндө амплитудасы өзгөрөт. Эки сенсор бири -бирине карама -каршы турганда, синустун амплитудасы сенсорлор чоңураак болгонуна караганда жогору болот. Экинчи видеодо (схеманын чыгышы), оңдолгон сигналды көрүүгө болот. Дагы, сенсорлор бири -бирине карама -каршы турганда, жалпы чыңалуу жогору эмес болот. Сигнал конденсатордун разрядынан жана вольттон/дивтен толугу менен түз эмес. Сенсорлордун ортосундагы бурч же аралык оптималдуу болбогондо, биз дайыма азайып бараткан сигналды өлчөй алдык.

Анда роботту кабыл алуучу жана колдонуучуну өткөргүчкө ээ кылуу идеясы болгон. Робот кайсыл багытта интенсивдүүлүк эң жогору болгонун аныктоо үчүн өзү бурула алат жана ошол тарапка кете алат. Эки кабылдагычка ээ болуу жана эң жогорку чыңалууну аныктоочу ресиверди ээрчүү, андан да жакшы ыкма - бул үч кабылдагычты коюу жана аларды LDR сыяктуу жайгаштыруу, колдонуучунун сигналы кайсы тарапка чыгарыларын билүү үчүн (түз, сол же оң).