Isi kandungan:

ROBOT TANAMAN: 10 Langkah
ROBOT TANAMAN: 10 Langkah

Video: ROBOT TANAMAN: 10 Langkah

Video: ROBOT TANAMAN: 10 Langkah
Video: teknologi masa depan menurut imajinasi - DUNIA ROBOT 2024, November
Anonim
Image
Image
ROBOT TANAMAN
ROBOT TANAMAN

Semua orang senang mempunyai tanaman di rumah, tetapi kadang-kadang dengan kesibukan kita tidak dapat meluangkan masa untuk merawatnya. Dari masalah ini, kami mendapat idea: Mengapa tidak membina robot yang akan menjaganya?

Projek ini terdiri daripada robot tanaman yang mengurus dirinya sendiri. Loji ini disatukan dalam robot dan akan dapat menyiram dirinya sendiri dan mencari cahaya sambil mengelakkan halangan. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa sensor pada robot dan kilang. Instructable ini bertujuan untuk membimbing anda melalui proses membuat robot tanaman sehingga anda tidak perlu risau tentang tanaman anda setiap hari!

Projek ini adalah sebahagian daripada Bruface Mechatronics dan telah direalisasikan oleh:

Mercedes Arévalo Suárez

Daniel Blanquez

Baudouin Cornelis

Kaat Leemans

Marcos Martínez Jiménez

Basile Thisse

(Kumpulan 4)

Langkah 1: SENARAI BELIAN

SENARAI MEMBELI-BELAH
SENARAI MEMBELI-BELAH
SENARAI MEMBELI-BELAH
SENARAI MEMBELI-BELAH
SENARAI MEMBELI-BELAH
SENARAI MEMBELI-BELAH

Berikut adalah senarai setiap produk yang anda perlukan untuk membina robot ini. Untuk setiap bahagian yang digariskan, pautan ada:

Motor dicetak 3D menyokong X1 (salin dalam 3D)

Roda dicetak 3D + sambungan roda roda motor X2 (salin dalam 3D)

Bateri AA Nimh X8

Gulungan kertas kasar yang X1

Arduino Mega X1

Roda kastor bola X1

Pemegang bateri X2

Papan roti untuk ujian X1

Papan roti untuk pateri X1

Motor DC (dengan pengekod) X2

Engsel X2

Hygrometer X1

Perintang bergantung cahaya X3

Pelompat lelaki-lelaki & lelaki-perempuan

Perisai motor X1

Tanaman X1 (ini terpulang kepada anda)

Pot tanaman X1

Sokongan loji X1 (dicetak 3D)

Tiub plastik X1

Perintang dengan nilai yang berbeza

Kertas calar X1

Skru

Sensor tajam X3 (GP2Y0A21YK0F 10-80 cm)

Tukar X1

Pam air X1

Tangki takungan air (Tupperware kecil) X1

Wayar

Harap maklum bahawa pilihan ini adalah hasil dari kekangan masa dan anggaran (3 bulan dan 200 €). Pilihan lain boleh dibuat mengikut budi bicara anda sendiri.

PENJELASAN PILIHAN YANG BERBEZA

Arduino Mega mengatasi Arduino Uno: Pertama, kita juga harus menjelaskan sebab mengapa kita menggunakan Arduino sama sekali. Arduino adalah platform prototaip elektronik sumber terbuka yang membolehkan pengguna membuat objek elektronik interaktif. Ia sangat popular di antara kedua pakar dan pemula, yang menyumbang untuk mencari banyak maklumat mengenainya di Internet. Ini boleh menjadi berguna apabila menghadapi masalah dengan projek anda. Kami memilih Arduino Mega berbanding Uno kerana ia mempunyai lebih banyak pin. Sebenarnya, untuk jumlah sensor kami menggunakan Uno tidak memberikan pin yang mencukupi. Mega juga lebih hebat dan boleh membantu jika kita menambah beberapa penambahbaikan seperti modul WIFI.

Bateri Nimh: Idea pertama adalah menggunakan bateri LiPo seperti dalam banyak projek robot. LiPo mempunyai kadar pelepasan yang baik dan mudah dicas semula. Tetapi kami segera menyedari bahawa LiPo dan pengecasnya terlalu mahal. Satu-satunya bateri lain yang sesuai untuk projek ini di mana Nimh. Memang harganya murah, boleh dicas semula dan ringan. Untuk menghidupkan motor, kita memerlukan 8 daripadanya untuk mencapai voltan bekalan dari 9.6V (habis) hingga 12V (dicas sepenuhnya).

Motor DC dengan pengekod: Memandangkan tujuan utama penggerak ini, memberikan tenaga putaran ke roda, kami memilih dua Motor DC daripada Servo Motors yang mempunyai batasan pada sudut putaran dan direka untuk tugas yang lebih spesifik di mana kedudukan perlu ditentukan tepat. Fakta mempunyai pengekod juga menambah kemungkinan mempunyai ketepatan yang lebih tinggi jika diperlukan. Perhatikan bahawa akhirnya kita tidak menggunakan pengekod kerana kita menyedari bahawa motornya sangat serupa dan kita tidak memerlukan robot untuk mengikuti garis lurus dengan tepat.

Terdapat banyak motor DC di pasaran dan kami mencari motor yang sesuai dengan anggaran dan robot kami. Untuk memenuhi kekangan ini dua parameter penting membantu kami memilih motor: tork yang diperlukan untuk menggerakkan robot dan halaju robot (untuk mencari rpm yang diperlukan).

1) Hitung rpm

Robot ini tidak perlu memecahkan penghalang suara. Untuk mengikuti cahaya atau mengikuti seseorang di sebuah rumah, kelajuan 1 m / s atau 3.6 km / j nampaknya masuk akal. Untuk menerjemahkannya ke dalam rpm kami menggunakan diameter roda: 9cm. Rpm diberikan oleh: rpm = (60 * speed (m / s)) / (2 * pi * r) = (60 * 1) / (2 * pi * 0.045) = 212 rpm.

2) Hitung tork maksimum yang diperlukan

Oleh kerana robot ini akan berkembang dalam persekitaran yang rata, tork maksimum yang diperlukan adalah robot untuk memulakan pergerakan. Sekiranya kita menganggap bahawa berat robot dengan kilang dan setiap komponen adalah sekitar 3 kilogram dan menggunakan daya geseran antara roda dan tanah kita dapat dengan mudah mencari tork. Memandangkan pekali geseran 1 antara tanah dan roda: Daya geseran (Fr) = pekali geseran. * N (di mana N adalah berat robot) ini memberi kita Fr = 1 * 3 * 10 = 30 N. Tork untuk setiap motor boleh didapati seperti berikut: T = (Fr * r) / 2 di mana r adalah jejari roda sehingga T = (30 * 0.045) / 2 = 0.675 Nm = 6.88 kg cm.

Inilah ciri-ciri motor yang kami pilih: pada 6V 175 rpm dan 4 kg cm pada 12V 350 rpm dan 8 kg cm. Mengetahui bahawa ia akan diaktifkan antara 9.6 dan 12V dengan melakukan interpolasi linear, jelas kelihatan bahawa kekangan di atas akan dipenuhi.

Sensor cahaya: Kami memilih perintang bergantung cahaya (LDR) kerana rintangannya berubah dengan cepat dengan cahaya dan voltan pada LDR dapat diukur dengan mudah dengan menerapkan voltan tetap pada pembahagi voltan yang mengandungi LDR.

Sensor tajam: Mereka digunakan untuk mengelakkan halangan. Sensor jarak tajam murah dan mudah digunakan, menjadikannya pilihan popular untuk pengesanan dan jarak objek. Mereka biasanya mempunyai kadar kemas kini yang lebih tinggi dan julat pengesanan maksimum yang lebih pendek daripada pencari julat sonar. Banyak model yang berbeza terdapat di pasaran dengan julat operasi yang berbeza. Oleh kerana ia digunakan untuk mengesan rintangan dalam projek ini, kami memilih yang mempunyai jarak operasi 10-80 cm.

Pam air: Pam air adalah pam ringan dan tidak terlalu kuat yang sesuai dengan julat voltan motor untuk menggunakan alimentasi yang sama untuk kedua-duanya. Penyelesaian lain untuk memberi makan tanaman dengan air adalah dengan memisahkan pangkalan air dari robot tetapi jauh lebih mudah untuk memilikinya di robot.

Hygrometer: Hygrometer adalah sensor kelembapan yang akan dimasukkan ke dalam tanah. Ini perlu kerana robot perlu mengetahui kapan panci kering untuk menghantar air ke dalamnya.

Langkah 2: REKA BENTUK MEKANIKAL

REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL
REKA BENTUK MEKANIKAL

Pada dasarnya, reka bentuk robot akan terdiri daripada kotak segi empat tepat, dengan tiga roda di bahagian bawah dan penutup yang terbuka di bahagian atas. Loji akan diletakkan di atas dengan takungan air. Pot tanaman diletakkan di fiksasi pot tanaman yang disekat pada papan atas robot. Waduk air adalah sedikit Tupperware yang tergores di papan atas robot dan pam air juga tergores di bahagian bawah takungan air sehingga semuanya dapat dengan mudah dikeluarkan ketika mengisi ulang Tupperware dengan air. Lubang kecil dibuat di penutup takungan kerana tiub air masuk ke dalam periuk tanaman dan alimentasi pam masuk ke dalam kotak. Oleh itu, lubang dibuat di papan atas kotak dan kabel hygrometer juga melalui lubang ini.

Pertama, kami mahu robot mempunyai reka bentuk yang menarik dan itulah sebabnya kami memutuskan untuk menyembunyikan bahagian elektronik di dalam kotak, meninggalkan tepat di luar kilang dan air. Ini penting kerana tanaman adalah bahagian hiasan rumah dan tidak boleh mempengaruhi ruang secara visual. Komponen dalam kotak akan mudah diakses melalui penutup di bahagian atas, dan penutup sisi akan mempunyai lubang yang diperlukan sehingga mudah, misalnya, menghidupkan robot atau menyambungkan Arduino ke komputer riba jika kita mahu untuk memprogramkannya semula.

Komponen dalam kotak adalah: Arduino, pengawal motor, motor, LDR, pemegang tiang, papan roti dan engsel. Arduino dipasang pada tiang kecil sehingga bahagian bawahnya tidak rosak dan pengawal motor dipasang di atas Arduino. Motor diskrukan ke fiksasi motor dan fiksasi motor kemudian disekat ke papan bawah kotak. LDR dipateri di atas kepingan roti kecil. Papan kayu mini dilekatkan pada papan roti ini untuk melekatkannya ke permukaan sisi robot. Terdapat satu LDR di depan, satu di sebelah kiri dan satu di sebelah kanan sehingga robot dapat mengetahui arah dengan jumlah cahaya tertinggi. Pemegang cerucuk digores ke permukaan bawah kotak untuk melepaskannya dengan mudah dan menukar cerucuk atau mengisinya semula. Kemudian papan roti disikat ke papan bawah dengan tiang berbentuk segitiga kecil yang mempunyai lubang bentuk sudut papan roti untuk menyokongnya. Akhirnya engsel dilekatkan pada muka belakang dan bahagian atas.

Di muka depan, tiga tajam akan disekat secara langsung untuk mengesan dan mengelakkan halangan sebaik mungkin.

Walaupun reka bentuk fizikalnya penting, kita tidak boleh melupakan bahagian teknikalnya, kita sedang membina robot dan semestinya praktikal dan sejauh mungkin kita harus mengoptimumkan ruang. Ini adalah alasan untuk mencari bentuk segi empat tepat, ini adalah kaedah terbaik untuk mengatur semua komponen.

Akhirnya, untuk pergerakan, peranti ini akan mempunyai tiga roda: dua roda bermotor standard di belakang dan satu kastor bola di bahagian depan. Mereka dipaparkan dalam pemacu tri-cycle, konfigurasi, kemudi depan dan pemanduan belakang.

Langkah 3: BAHAGIAN PEMBUATAN

BAHAGIAN PEMBUATAN
BAHAGIAN PEMBUATAN
BAHAGIAN PEMBUATAN
BAHAGIAN PEMBUATAN
BAHAGIAN PEMBUATAN
BAHAGIAN PEMBUATAN

Penampilan fizikal robot boleh diubah berdasarkan minat anda. Lukisan teknikal disediakan, apa yang mungkin berfungsi sebagai landasan yang baik semasa merancang sendiri.

Bahagian potong laser:

Keenam bahagian yang membentuk casing robot telah dipotong laser. Bahan yang digunakan untuk ini adalah kayu kitar semula. Kotak ini juga boleh dibuat dari Plexiglas yang sedikit lebih mahal.

Bahagian bercetak 3D:

Dua roda standard yang diletakkan di bahagian belakang robot telah dicetak 3D dalam PLA. Sebabnya ialah satu-satunya cara untuk mencari roda yang memenuhi semua keperluan (sesuai dengan motor DC, ukuran, berat …) adalah merancangnya sendiri. Pemasangan motor juga dicetak 3D atas sebab anggaran. Kemudian sokongan periuk tanaman, tiang yang menyokong Arduino dan sudut yang menyokong papan roti juga dicetak 3D kerana kami memerlukan bentuk tertentu yang sesuai dengan robot kami.

Langkah 4: ELEKTRONIK

ELEKTRONIK
ELEKTRONIK
ELEKTRONIK
ELEKTRONIK
ELEKTRONIK
ELEKTRONIK

Sensor tajam: Sensor tajam mempunyai tiga pin. Dua daripadanya adalah untuk alimentasi (Vcc dan Ground) dan yang terakhir adalah isyarat yang diukur (Vo). Untuk alimentasi, kita mempunyai voltan positif antara 4.5 dan 5.5 V jadi kita akan menggunakan 5V dari Arduino. Vo akan disambungkan ke salah satu pin analog Arduino.

Sensor cahaya: Sensor cahaya memerlukan litar kecil untuk dapat berfungsi. LDR dipasang secara bersiri dengan perintang 900 kOhm untuk membuat pembahagi voltan. Tanah disambungkan pada pin perintang yang tidak disambungkan ke LDR dan 5V Arduino disambungkan ke pin LDR yang tidak disambungkan ke perintang. Pin perintang dan LDR yang saling bersambung disambungkan ke pin analog Arduino untuk mengukur voltan ini. Voltan ini akan berbeza antara 0 dan 5V dengan 5V sepadan dengan cahaya penuh dan hampir dengan sifar sesuai dengan gelap. Kemudian keseluruhan litar akan disolder pada kepingan kecil papan roti yang boleh dipasang di papan sisi robot.

Bateri: Bateri terbuat dari 4 tiang masing-masing antara 1.2 dan 1.5 V sehingga antara 4.8 dan 6V. Dengan meletakkan dua pemegang tiang secara bersiri, kita mempunyai antara 9.6 dan 12 V.

Pam air: Pam air mempunyai sambungan (soket kuasa) jenis yang sama dengan alimentasi Arduino. Langkah pertama adalah memotong sambungan dan melepaskan wayar agar wayar dibumikan dan wayar untuk voltan positif. Oleh kerana kami mahu mengawal pam, kami akan memasangnya secara bersiri dengan transistor terkawal yang digunakan sebagai suis. Kemudian diod akan diletakkan selari dengan pam untuk mengelakkan arus kebelakang. Kaki bawah transistor disambungkan ke landasan bersama Arduino / bateri, yang tengah ke pin digital Arduino dengan perintang 1kOhm secara bersiri untuk mengubah voltan Arduino menjadi arus dan kaki atas ke kabel hitam pam. Kemudian kabel merah pam disambungkan ke voltan positif bateri.

Motor dan perisai: Perisai perlu disolder, ia dihantar tanpa pateri. Setelah ini selesai, ia diletakkan di Arduino dengan memotong semua kepala perisai di pin Arduino. Perisai akan dihidupkan dengan bateri dan kemudian akan menghidupkan Arduino jika pelompat dihidupkan (pin oren pada gambar). Berhati-hatilah untuk tidak meletakkan jumper ketika Arduino dikuasakan oleh sarana lain daripada perisai kerana Arduino kemudian akan memberi kekuatan pada perisai dan ia dapat membakar sambungannya.

Papan roti: Semua komponen kini akan disolder di papan roti. Tanah satu pemegang tiang, Arduino, pengawal motor dan semua sensor akan disolder pada baris yang sama (di baris papan roti kami mempunyai potensi yang sama). Kemudian kabel hitam pemegang cerucuk kedua akan disolder pada baris yang sama dengan merah pemegang cerucuk pertama yang tanahnya sudah disolder. Kabel kemudian akan disolder pada baris yang sama dengan kabel merah pemegang tiang kedua yang sepadan dengan kedua seri. Kabel ini akan disambungkan ke salah satu hujung suis dan hujung yang lain akan disambungkan dengan wayar yang disolder di papan roti pada baris bebas. Kabel merah pam dan alimentasi pengawal motor akan disolder ke baris ini (suis tidak ditunjukkan pada gambar). Kemudian 5V Arduino akan disolder pada baris lain dan voltan alimentasi setiap sensor akan disolder pada baris yang sama. Cuba solder jumper di papan roti dan jumper pada komponen apabila mungkin sehingga anda dapat melepaskannya dengan mudah dan pemasangan komponen elektrik akan lebih mudah.

Langkah 5: PROGRAM

PEMPROGRAMAN
PEMPROGRAMAN

Carta alir program:

Program ini tetap sederhana dengan menggunakan konsep pemboleh ubah keadaan. Seperti yang anda lihat dalam carta alir, keadaan ini juga mendorong pengertian keutamaan. Robot akan mengesahkan syarat dalam urutan ini:

1) Dalam keadaan 2: Adakah tanaman mempunyai cukup air dengan fungsi kelembapan_ tingkat? Sekiranya tahap kelembapan yang diukur oleh hygrometer berada di bawah 500, pam akan beroperasi sehingga tahap kelembapan melebihi 500. Apabila kilang mempunyai air yang mencukupi, robot akan menuju ke keadaan 3.

2) Dalam keadaan 3: Cari arah dengan cahaya yang paling banyak. Di negeri ini, tanaman mempunyai air yang cukup dan perlu mengikuti arah dengan cahaya yang paling banyak sambil mengelakkan halangan. Fungsi light_direction memberikan arah ketiga sensor cahaya yang menerima cahaya paling banyak. Robot kemudian akan menggerakkan motor untuk mengikuti arah itu dengan fungsi follow_light. Sekiranya tahap cahaya di atas ambang tertentu (cukup cahaya) robot berhenti mengikuti cahaya kerana ia cukup pada kedudukan ini (stop_motors). Untuk mengelakkan rintangan di bawah 15 cm ketika mengikuti cahaya, rintangan fungsi telah dilaksanakan untuk mengembalikan arah rintangan. Untuk mengelakkan halangan dengan betul, fungsi menghindari_obstacle telah dilaksanakan. Fungsi ini mengendalikan motor mengetahui di mana halangannya.

Langkah 6: PERSATUAN

PERHIMPUNAN
PERHIMPUNAN
PERHIMPUNAN
PERHIMPUNAN
PERHIMPUNAN
PERHIMPUNAN

Pemasangan robot ini sebenarnya cukup mudah. Sebilangan besar komponen disekat ke kotak untuk memastikan ia tetap berada di tempatnya. Kemudian pemegang tiang, takungan air dan pam tergores.

Langkah 7: EKSPERIMEN

Biasanya, semasa membina robot perkara tidak berjalan lancar. Banyak ujian, dengan perubahan berikut, diperlukan untuk mendapatkan hasil yang sempurna. Berikut adalah pameran proses robot tanaman!

Langkah pertama adalah memasang robot dengan motor, Arduino, pengawal motor dan sensor cahaya dengan papan roti prototaip. Robot hanya menuju ke arah di mana dia mengukur cahaya paling banyak. Ambang batas diputuskan untuk menghentikan robot jika dia mempunyai cukup cahaya. Ketika robot tergelincir di lantai, kami menambahkan kertas kasar pada roda untuk mensimulasikan tayar.

Kemudian sensor tajam ditambahkan ke struktur untuk berusaha menghindari halangan. Pada mulanya dua sensor diletakkan di muka depan tetapi yang ketiga ditambahkan di tengah kerana sensor tajam mempunyai sudut pengesanan yang sangat terhad. Akhirnya, kami mempunyai dua sensor di hujung robot yang mengesan rintangan kiri atau kanan dan satu di tengah untuk mengesan jika ada halangan di hadapan. Halangan dikesan apabila voltan tajam melebihi nilai tertentu yang sepadan dengan jarak 15cm ke robot. Apabila halangan berada di sisi robot menghindarinya dan ketika halangan berada di tengah robot berhenti. Harap maklum bahawa rintangan di bawah tajam tidak dapat dikesan sehingga halangan perlu memiliki ketinggian tertentu untuk dielakkan.

Selepas itu, pam dan hygrometer diuji. Pam menghantar air selagi voltan hygrometer berada di bawah nilai tertentu yang sepadan dengan periuk kering. Nilai ini diukur dan ditentukan secara eksperimen dengan menguji dengan tanaman periuk kering dan lembap.

Akhirnya semuanya diuji bersama. Kilang memeriksa terlebih dahulu jika mempunyai air yang cukup dan kemudian mula mengikuti cahaya sambil mengelakkan halangan.

Langkah 8: UJIAN AKHIR

Berikut adalah video bagaimana robot akhirnya berfungsi. Semoga anda menikmatinya!

Langkah 9: APA YANG KITA BELAJAR DENGAN PROJEK INI?

Walaupun maklum balas keseluruhan projek ini sangat bagus kerana kami banyak belajar, kami agak tertekan ketika membuatnya kerana tarikh akhir.

Masalah yang dihadapi

Dalam kes kami, kami menghadapi beberapa masalah semasa proses tersebut. Sebahagian daripadanya mudah diselesaikan, misalnya ketika penghantaran komponen ditangguhkan, kami hanya mencari kedai di bandar sekiranya kami dapat membelinya. Yang lain memerlukan sedikit pemikiran.

Malangnya, tidak semua masalah diselesaikan. Idea pertama kami adalah menggabungkan ciri-ciri haiwan peliharaan dan tumbuh-tumbuhan, masing-masing mendapat yang terbaik. Untuk tanaman yang kita dapat melakukannya, dengan robot ini kita akan dapat memiliki tanaman yang menghiasi rumah kita dan kita tidak perlu mengurusnya. Tetapi untuk haiwan kesayangan, kami tidak mengetahui cara mensimulasikan syarikat yang mereka buat. Kami memikirkan cara yang berbeza untuk membuatnya mengikut orang, dan kami mula melaksanakannya tetapi kami tidak mempunyai masa untuk menyelesaikannya.

Penambahbaikan selanjutnya

Walaupun kami ingin mendapatkan semua yang kami mahukan, pembelajaran dengan projek ini sungguh luar biasa. Mungkin dengan lebih banyak masa kita dapat robot yang lebih baik. Di sini kami mencadangkan beberapa idea untuk meningkatkan robot kami yang mungkin ada di antara anda yang ingin mencuba:

- Menambah led warna yang berbeza (merah, hijau, …) yang memberitahu pengguna kapan robot harus dicas. Pengukuran bateri dapat dibuat dengan pembahagi voltan yang mempunyai voltan maksimum 5V ketika bateri terisi penuh untuk mengukur voltan ini dengan Arduino. Kemudian led yang sesuai dihidupkan.

- Menambah sensor air yang memberitahu pengguna kapan takungan air harus diisi ulang (sensor ketinggian air).

- Membuat antarmuka sehingga robot dapat mengirim pesan kepada pengguna.

Dan jelas, kita tidak boleh melupakan tujuan menjadikannya mengikuti orang. Haiwan peliharaan adalah salah satu perkara yang paling disukai orang, dan akan menjadi indah sekiranya seseorang dapat mencapai kejayaan bahawa robot mensimulasikan tingkah laku ini. Untuk memudahkannya, di sini kami akan menyediakan semua yang kami ada.

Langkah 10: Bagaimana Mendapatkan Robot untuk Mengikuti Orang?

Image
Image
Bagaimana Mendapatkan Robot untuk Mengikuti Orang?
Bagaimana Mendapatkan Robot untuk Mengikuti Orang?
Bagaimana Mendapatkan Robot untuk Mengikuti Orang?
Bagaimana Mendapatkan Robot untuk Mengikuti Orang?

Kami mencari cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menggunakan tiga sensor ultrasonik, satu pemancar dan dua penerima.

Pemancar

Untuk pemancar, kami ingin menjalani kitaran tugas 50%. Untuk melakukan ini, anda mesti menggunakan pemasa 555, kami telah menggunakan NE555N. Dalam gambar, anda dapat melihat bagaimana litar itu dibina. Tetapi anda perlu menambahkan kapasitor tambahan pada output 3, 1µF misalnya. Perintang dan kapasitor dikira dengan formula berikut: (gambar 1 & 2)

Kerana kitaran tugas 50% diinginkan, t1 dan t2 akan sama antara satu sama lain. Jadi dengan pemancar 40 kHz, t1 dan t2 akan sama dengan 1,25 * 10-5 s. Apabila anda mengambil C1 = C2 = 1 nF, R1 dan R2 dapat dikira. Kami mengambil R1 = 15 kΩ dan R2 = 6.8 kΩ, pastikan bahawa R1> 2R2!

Semasa kami menguji ini dalam litar pada osiloskop, kami mendapat isyarat berikut. Skala adalah 5 µs / div sehingga frekuensi pada kenyataannya adalah sekitar 43 kHz. (Gambar 3)

Penerima

Isyarat input penerima akan terlalu rendah untuk Arduino memproses dengan tepat, jadi isyarat input perlu diperkuat. Ini akan dilakukan dengan membuat penguat terbalik.

Untuk opamp, kami menggunakan LM318N, yang kami gunakan dengan 0 V dan 5 V dari Arduino. Untuk melakukan ini, kita harus menaikkan voltan di sekitar isyarat yang berayun. Dalam kes ini, adalah logik untuk menaikkannya menjadi 2.5 V. Kerana voltan bekalan tidak simetris, kita juga harus meletakkan kapasitor di hadapan perintang. Dengan cara ini, kami juga telah membuat penapis lulus tinggi. Dengan nilai yang telah kami gunakan, frekuensi harus lebih tinggi dari 23 kHz. Apabila kita menggunakan penguatan A = 56, sinyal akan menjadi tepu yang tidak baik, jadi kita menggunakan A = 18 sebagai gantinya. Ini masih mencukupi. (Gambar 4)

Sekarang kita mempunyai gelombang sinus yang diperkuat, kita memerlukan nilai tetap sehingga Arduino dapat mengukurnya. Cara untuk melakukannya adalah dengan membuat litar pengesan puncak. Dengan cara ini, kita dapat melihat apakah pemancar lebih jauh dari penerima atau dalam sudut yang berbeza daripada sebelumnya dengan mempunyai isyarat tetap yang sebanding dengan intensiti isyarat yang diterima. Oleh kerana kita memerlukan pengesan puncak ketepatan, kita meletakkan diod, 1N4148, pada pengikut voltan. Dengan berbuat demikian, kami tidak kehilangan diod dan kami mencipta diod yang ideal. Untuk opamp, kami menggunakan yang sama seperti di bahagian pertama litar dan dengan bekalan kuasa yang sama, 0 V dan 5V.

Kapasitor selari mesti bernilai tinggi, jadi ia akan habis dengan sangat perlahan dan kita masih melihat jenis nilai puncak yang sama dengan nilai sebenar. Perintang juga akan diletakkan selari dan tidak akan terlalu rendah, kerana jika tidak, pelepasan akan lebih besar. Dalam kes ini, 1.5µF dan 56 kΩ sudah mencukupi. (Gambar 5)

Dalam gambar, litar keseluruhan dapat dilihat. Di mana keluar adalah output, yang akan masuk ke Arduino. Dan isyarat AC 40 kHz akan menjadi penerima, di mana hujungnya yang lain akan dihubungkan ke tanah. (Gambar 6)

Seperti yang kami katakan sebelumnya, kami tidak dapat mengintegrasikan sensor di dalam robot. Tetapi kami menyediakan video ujian untuk menunjukkan bahawa litar berfungsi. Dalam video pertama, penguatan (selepas OpAmp pertama) dapat dilihat. Sudah ada offset 2.5V pada osiloskop sehingga sinyalnya berada di tengah, amplitudnya berubah ketika sensor berubah arah. Apabila kedua-dua sensor saling berhadapan, amplitud sinus akan lebih tinggi daripada ketika sensor mempunyai sudut atau jarak yang lebih besar antara keduanya. Pada video kedua (output litar), isyarat yang diperbaiki dapat dilihat. Sekali lagi, voltan total akan lebih tinggi apabila sensor saling berhadapan daripada ketika tidak. Isyarat tidak lurus sepenuhnya kerana pelepasan kapasitor dan kerana volt / div. Kami dapat mengukur penurunan isyarat yang berterusan apabila sudut atau jarak antara sensor tidak optimum lagi.

Ideanya adalah untuk menjadikan robot mempunyai penerima dan pengguna pemancar. Robot boleh melakukan sendiri untuk mengesan ke arah mana intensiti yang paling tinggi dan dapat menuju ke arah itu. Cara yang lebih baik ialah mempunyai dua penerima dan mengikuti penerima yang mengesan voltan tertinggi dan cara yang lebih baik adalah dengan meletakkan tiga penerima dan meletakkannya seperti LDR untuk mengetahui ke arah mana isyarat pengguna dipancarkan (lurus, kiri atau kanan).

Disyorkan: