SKARA- Автономдуу плюс бассейнди тазалоочу робот: 17 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

• Убакыт акча жана кол эмгеги кымбат. Автоматташтыруу технологияларынын пайда болушу жана өнүгүшү менен, үй ээлери, коомдор жана клубдар үчүн бассейндерди күнүмдүк жашоонун таштандылары менен кирлеринен тазалоо, жеке гигиенасын сактоо, ошондой эле белгилүү бир жашоо деңгээлин сактоо үчүн эч кандай кыйынчылыксыз чечимди иштеп чыгуу керек.
• Бул дилемма менен күрөшүп жатып, мен бассейндин бетин тазалоочу кол менен иштеп чыктым. Жөнөкөй, бирок инновациялык механизмдери менен, аны бир түндө кир бассейнге таштап, таза жана таксыз болуп ойгонуңуз.
• Автоматтын эки функционалдык режими бар, бир автономдуу, аны телефондогу баскычты басып күйгүзүүгө болот жана өз ишин аткарыш үчүн кароосуз калтырууга болот, ал эми башка бутактарды жана жалбырактарды алуу үчүн башка кол режими бар.. Кол режиминде сиз телефонуңуздагы акселерометрди колдонуп, телефондогу жарыш оюнуна окшош роботтун кыймылын көзөмөлдөй аласыз. Ыңгайлаштырылган колдонмо Blynk колдонмосу аркылуу жасалды жана акселерометрдин көрсөткүчтөрү негизги серверге жана кайра мобилдик телефонго жөнөтүлөт, андан кийин hotspot которуу маалыматы NodeMCUге жөнөтүлөт.
• Бүгүнкү күндө да, үй тазалоочу роботтор экзотикалык шаймандар же кымбат оюнчуктар катары каралат, андыктан бул ой жүгүртүүнү өзгөртүү үчүн мен аны өзүм иштеп чыктым. Ошентип, долбоордун негизги максаты - бүт прототипти үнөмдүү кармоо үчүн жеткиликтүү жана арзан технологияларды колдонуу менен автономдуу бассейн тазалагычты иштеп чыгуу жана өндүрүү, ошондуктан көпчүлүк адамдар аны меникиндей эле үйүндө кура алышат.

1 -кадам: Иштөө механизми

Кыймыл жана коллекция:

• Биздин прототипибиздин негизги механизми таштандыларды жана кирди чогултуу үчүн алдында дайыма айлануучу конвейерден турат.
• Суу кыймылдаткычтарын айдаган эки мотор локомотив үчүн керек.

Чабыттоо:

• Кол режими: Мобилдик акселерометрдин маалыматын колдонуу менен Скаранын багытын башкарууга болот. Демек, адам телефонун эңкейиши керек.
• Автономдуу режим: Мен автоматка дубалга жакындыгын сезгенде жардам берүү үчүн тоскоолдуктарды болтурбоо алгоритмин толуктаган рандомизацияланган кыймылды ишке ашырдым. Тоскоолдуктарды аныктоо үчүн эки УЗИ сенсорлору колдонулат.

2 -кадам: CAD модели

• CAD модели SolidWorksто жасалган
• Бул көрсөтмөлөргө тиркелген кад файлын таба аласыз

3 -кадам: Компоненттер

Механикалык:

1. Лазердик панелдер -2нос
2. Акрил барак 4 мм коюу
3. Термокол же полистирол баракчасы
4. Токардык таяктар
5. Ийилген пластикалык барак (жыгачтан жасалган)
6. 3d басылган бөлүктөр
7. Бурамалар жана гайкалар
8. Трафарет ("Скара" басып чыгаруу)
9. Mseal- Эпоксид
10. Таза кездеме

Куралдар:

• Sandpaper
• Боектор
• Angle Grinder
• Бургулоо
• Кескичтер
• Башка электр куралы

Электроника:

• NodeMCU
• Бурамалуу туташтыргычтар: 2 жана 3 пин
• Mini Converter 360
• Которууну которуу
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- Транзистор
• 4.7K каршылыгы
• Single Core Wire
• L293d- мотор айдоочу
• УЗИ сенсор- 2нос
• 100rpm DC мотору - 3нос
• 12v Коргошун кислотасы батареясы
• Батарея кубаттагычы
• Soldering Board
• Soldering Wire
• Soldering rod

4 -кадам: 3d басып чыгаруу

• 3d басып чыгаруу менин досумдун үйүндө чогултулган принтер тарабынан жасалган
• Сиз 3D басып чыгарылышы керек болгон 4 файлды таба аласыз

• Бөлүктөр 3d CAD файлын stl форматына айландыруу аркылуу 3d басылган.

• Суу дөңгөлөгү салттуу конструкцияларга караганда сууну эффективдүүрөөк жылдыруу үчүн учак формасындагы канаттары бар интуитивдүү дизайнга ээ. Бул мотордон азыраак жүктү алууга жана автоматтык кыймылдын ылдамдыгын жогорулатууга жардам берет.

5 -кадам: Лазердик панелдер жана токардык таякчалар

Каптал панелдер:

• CADты реалдуулукка жеткирүү үчүн, прототиптин конструкциясы үчүн тандалуучу материалдарды кылдаттык менен карап чыгуу керек болчу, анткени бүтүндөй структуранын таза позитивдүү сүзүүчүлүккө ээ болушу талап кылынарын эске алуу менен.
• Негизги структураны сүрөттөн көрүүгө болот. Кадр үчүн алгачкы тандоо анын жеңил салмагынан, коррозияга жакшы каршылыгынан жана структуралык катуулугунун жакшырышынан улам Алюминий 7 сериясы менен жүрүү болчу. Бирок, материал жергиликтүү базарда болбогондуктан, аны Mild Steel менен жасоого туура келди.
• Side Frame Cad. DXF форматына айландырылып, сатуучуга берилди. Сиз бул нускамада камтылган файлды таба аласыз.
• Лазердик кесүү LCG3015те жасалган
• Бул веб-сайтта лазер менен кесүүнү да бере аласыз (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Токардык таякчалар:

• Эки панелди бириктирген жана урнаны колдогон таяктар жергиликтүү өндүрүш дүкөнүнүн токардык станогу менен жасалган.
• Жалпысынан 4 таяк керек болчу

6 -кадам: Биндин курулушу

• Кутуча CAD чиймесинен алынган өлчөмдөрү бар электр шаймандары менен кесилген акрил барактарынын жардамы менен жасалат.
• Урнанын жеке кесилген бөлүктөрү сууга чыдамдуу эпоксидик чайырды колдонуп, чогуу жабыштырылат.
• Бүт шасси жана анын компоненттери 4мм дат баспас болоттон жасалган болттордун жана 3 дат баспас болоттон жасалган таякчалардын жардамы менен чогулат. Колдонулган жаңгактар кандайдыр бир мүнөзгө шайкеш келбеш үчүн өзүн-өзү оңдоочу.
• Акрил барактарынын 2 капталындагы тегерек тешик моторлорду коюу үчүн жасалды

• Батарея жана электроника корпусу андан кийин 1 мм пластикалык барактан кесилип, шассиге пакеттелген. Зымдардын тешиктери туура мөөрлөнүп жана изоляцияланган.

7 -кадам: калкып чыгуу

• Жалаң структурага байланышкан акыркы компонент - бул бүт прототипке оң көтөрүлүү, ошондой эле тартылуу борборун болжол менен бүт прототиптин геометриялык борборуна сактоо үчүн колдонулган флотациялык түзүлүштөр.
• Флотациялык аппараттар полистиролдон (термоколдон) жасалган. Аларды туура калыптандыруу үчүн кум кагаз колдонулган
• Булар жогорудагы чектөөлөрдү эске алуу менен mSealдин жардамы менен жайгашкан жерлерге тиркелди.

8 -кадам: Ultrasonic Sensor колдоо

• Бул 3d басылган жана арткы плиталар калай плиталардын жардамы менен жасалган
• Бул mseal (эпоксидин бир түрү) колдонуу менен бекитилген

9 -кадам: Электроника

• 12V коргошун кислотасы батарейкасы бүт системаны иштетүү үчүн колдонулат
• Бул Бак конвертери жана L293d мотор контроллери менен параллель туташкан
• Бак конвертери тутум үчүн 12vдан 5vга айландырат
• IRF540n mosfet конвейердин моторун башкаруу үчүн санарип которгуч катары колдонулат
• NodeMCU негизги микроконтроллер катары колдонулат, ал WiFi (hotspot) аркылуу мобилдик телефонго туташат.

10 -кадам: Конвейер лентасы

• Бул жергиликтүү дүкөндөн сатып алынган таза кездемеден жасалган
• Кездеме үзгүлтүксүз болушу үчүн тегерек түрдө тиркелет

11 -кадам: Сүрөт тартуу

Скара синтетикалык боектордун жардамы менен тартылган

12 -кадам: Skara Symbol Laser Cut

• Трафарет менин досум жасаган үй лазеринин жардамы менен кесилген.
• Лазердик кесүү жасалган материал стикер баракчасы

13 -кадам: Коддоо

Алдын ала коддолгон нерселер:

• Бул долбоор үчүн мен NodeMCUмду программалоо үчүн Arduino IDE колдондум. Эгерде сиз буга чейин Arduino колдонуп келген болсоңуз, бул эң оңой жол, жана Python же Lua сыяктуу жаңы программалоо тилин үйрөнүүнүн кажети жок.

• Эгерде сиз буга чейин мындай кыла элек болсоңуз, анда алгач Arduino программасына ESP8266 тактасын кошууга туура келет.
• Сиз Windows, Linux же MAC OSX үчүн эң акыркы версияны Arduino веб -сайтынан таба аласыз: https://www.arduino.cc/en/main/software Аны бекер түшүрүп, компьютериңизге орнотуп, ишке киргизиңиз.
• Arduino IDE буга чейин ар кандай тактайлардын көп колдоосу менен келет: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún, ж. Ошентип, коддоруңузду ESP8266 базалык тактасына жүктөө үчүн, анын касиеттерин биринчи Arduino программасына кошушуңуз керек болот. Кошумча такталар менеджеринин текст кутусуна төмөнкү URLди кошуңуз (Preferences терезесинин ылдый жагында):
• Эгерде текст кутучасы бош болбосо, бул мурун Arduino IDEге башка такталарды мурунтан эле кошуп койгон дегенди билдирет. Мурунку URLдин аягына үтүр кошуңуз жана жогорудагы.
• "Ok" баскычын басып, Preferences терезесин жабыңыз.

• ESP8266 тактаңызды кошуу үчүн Куралдар> Такта> Такта менеджери үчүн өтүңүз.

• Издөө текст кутучасына "ESP8266" терип, "esp8266 by ESP8266 Community" тандап, аны орнотуңуз.
• Эми сиздин Arduino IDE жалпы ESP8266, NodeMcu (мен бул окуу куралында колдонгон), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos ж.
• Бул долбоордо мен Blynk китепканасын колдондум. Blynk китепканасы кол менен орнотулушу керек. Blynk китепканасын https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… жүктөп алыңыз Файлды ачып, папкаларды Arduino IDE китепканаларына/куралдар папкаларына көчүрүңүз.

Негизги коддоо:

• Кодду жүктөөдөн мурун Blynk аутентификация ачкычын жана WiFi грамоталарын (ssid жана пароль) жаңыртышыңыз керек болот.
• Төмөндө берилген кодду жана китепканаларды жүктөп алыңыз.
• Берилген кодду ("акыркы код") Arduino IDEде ачыңыз жана NodeMCUге жүктөңүз.

• Смартфондун кээ бир сенсорлорун Blynk менен да колдонсо болот. Бул жолу мен роботумду башкаруу үчүн анын акселерометрин колдонгум келди. Телефонду кыйшайтыңыз жана робот солго/оңго же алдыга/артка жылат.

14 -кадам: Коддун түшүндүрмөсү

• Бул долбоордо мен ESP8266 жана Blynk китепканаларын гана колдонушум керек болчу. Алар коддун башында кошулат.
• Сиз Blynk авторизация ачкычын жана Wi-Fi грамоталарын конфигурациялашыңыз керек болот. Ошентип, ESP8266 сиздин Wi-Fi роутериңизге жетип, Blynk серверинен буйруктарды күтө алат. "Авторизация кодуңузду териңиз", XXXX жана YYYY дегенди авторизациялоо ачкычы (аны электрондук почтаңызга аласыз), SSID жана Wi-Fi тармагыңыздын сырсөзү менен алмаштырыңыз.
• H-көпүрөгө туташкан NodeMCU казыктарын аныктаңыз. Ар бир пиндин GPIO номеринин түз маанисин (D1, D2 ж.б.) колдонсоңуз болот.

15 -кадам: Blynkти орнотуу

• Blynk интернет байланышы аркылуу алыстан аппараттык көзөмөлдөө үчүн иштелип чыккан кызмат. Бул нерселердин Интернет гаджеттерин оңой эле түзүүгө мүмкүндүк берет жана Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi ж.
• Сиз Android же iOS смартфонунан (же планшеттен) алыскы түзмөккө маалыматтарды жөнөтүү үчүн колдоно аласыз. Сиз ошондой эле, мисалы, сиздин harware сенсорлоруңуздан алынган маалыматтарды окуп, сактай жана көрсөтө аласыз.
• Blynk App колдонуучу интерфейсин түзүү үчүн колдонулат. Бул виджеттердин көп түрдүүлүгүнө ээ: баскычтар, слайдерлер, джойстик, дисплейлер, ж.
• Анын "энергия" түшүнүгү бар. Колдонуучулар 2000 бекер энергия пунктунан башташат. Колдонулган ар бир виджет (кандайдыр бир долбоордо) энергияны сарптайт, ошону менен долбоорлордо колдонулган виджеттердин максималдуу санын чектейт. Мисалы, бир баскыч 200 энергия пунктун сарптайт. Бул жол менен, мисалы, 10 баскычка чейин интерфейс түзө аласыз. Колдонуучулар кошумча энергия пункттарын сатып алып, татаал интерфейстерди жана/же бир нече башка долбоорлорду түзө алышат.
• Blynk тиркемесинин буйруктары интернет аркылуу Blynk Serverге жүктөлөт. Башка жабдуу (мисалы, NodeMCU) Blynk китепканаларын серверден ошол буйруктарды окуу жана аракеттерди аткаруу үчүн колдонот. Аппараттык жабдыктар серверге кээ бир маалыматтарды бере алат, алар Колдонмодо көрсөтүлүшү мүмкүн.
• Android же iOS үчүн Blynk тиркемесин төмөнкү шилтемелерден жүктөп алыңыз:
• Колдонмону орнотуп, жаңы каттоо эсебин түзүңүз. Андан кийин сиз биринчи долбооруңузду түзүүгө даяр болосуз. Сиз ошондой эле Blynk китепканаларын орнотуп, авторизация кодун алышыңыз керек. Китепкананы орнотуу процедурасы мурунку кадамда сүрөттөлгөн.
• · BLYNK_WRITE (V0) функциясы акселерометрдин маанилерин окуу үчүн колдонулган. Y огунда ылдамдануу робот оңго/солго бурулушу керектигин көзөмөлдөө үчүн колдонулган, жана z огунун ылдамдашы роботтун алдыга/артка жылышы керекпи же жокпу билүү үчүн колдонулат..
• Blynk тиркемесин Widget Box мобилдик Drag акселерометрине жүктөп алып, аны тактасына түшүрүңүз. Түймө Орнотууларынын астына виртуалдык пин туташтырыңыз. Мен виртуалдык пин V0 колдондум. Сиз Blynk тиркемесинде Автордук Токенди алышыңыз керек.
• Долбоордун Орнотууларына өтүңүз (гайка сүрөтчөсү). Кол/Автоном баскычы үчүн V1 колдонмосунда Конвейер лентасы үчүн V2 колдонгом.
• Сиз сүрөттөр боюнча акыркы колдонмонун скриншотун көрө аласыз.

16 -кадам: Акыркы жыйын

Мен бардык бөлүктөрүн коштум

Ошентип, долбоор аяктады

17 -кадам: Кредиттер

Мен досторума рахмат айткым келет:

1. Zeeshan Mallick: CAD модели, шасси өндүрүшү менен мага жардам берүү

2. Ambarish Pradeep: Мазмун жазуу

3. Патрик: 3d басма жана лазердик кесүү

IoT чакырыгынын экинчи сыйлыгы