LF Berasaskan PIC dan Robot Mengelakkan: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Pengenalan

Dalam arahan ini, anda akan belajar membuat robot berikut dan mengelakkan robot. Inspirasi saya datang dari robot yang meniru tingkah laku manusia biasa, contohnya anda tidak hanya akan berjalan ke dinding tanpa alasan. Otak anda berkomunikasi dengan otot / organ anda dan akan segera menghentikan anda. Otak anda berfungsi sama seperti pengawal mikro asas yang menerima input dan memprosesnya menjadi output, dalam hal ini otak anda bergantung pada mata anda untuk mendapatkan maklumat. Pada masa yang sama boleh masuk ke dinding ketika orang buta. Otak anda tidak mendapat input dari mata anda dan tidak dapat melihat dindingnya. Robot ini bukan sahaja akan menjadi binaan lengkap di akhir tetapi pengalaman belajar yang hebat mengenai komponen elektronik asas, DIY, dan kemahiran reka bentuk untuk membuat sesuatu, dan saya tahu anda akan menikmatinya. Saya tahu ada kaedah yang lebih mudah dan konvensional di mana anda tidak perlu membuat litar sendiri dan menggunakan modul asas untuk mencapai hasil yang sama tetapi saya mengambil pendekatan yang lebih berbeza, selain jika anda adalah kacang DIY seperti saya dan ingin pelajari sesuatu yang baru ini adalah projek yang sesuai untuk anda! Robot ini akan mengikuti cahaya dan apabila perasa menyentuh dinding ia akan berpusing dan berpusing, jadi ini adalah fungsi asas untuk robot ini. Semoga anda menikmati saya projek!

Langkah 1: Senarai Bahan

Elektronik

Perintang

· Perintang 10K, ¼ watt (x20)

· Perintang 2.2K, ¼ watt (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· Perintang 1K, ¼ watt (x10)

· Perintang 220 ohm, ¼ watt (x4)

· Perintang 22K ¼ watt (x10)

Kapasitor

· Seramik 10pf (x5)

· Elektrolitik 2200uf, 25V (x2)

· 10nf seramik (x4)

Semikonduktor

· Transistor kuasa BD 139 NPN (x4)

· Transistor kuasa BD 140 PNP (x4)

· Transistor BC 327 PNP (x4)

· Pengatur voltan LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· Pengawal mikro PIC16F628A (x1)

· LED 5mm (warna pilihan anda) (x3)

Perkakasan

· Kepingan papan lapis

· Spacer nut 5mm x 60mm (x4)

· Baut 5mm x 20mm (x8)

· Motor berpacu 12V 500mA (x2)

· Roda busa 60mm (x2)

· Penyambung heather wanita (jumper) (x50)

· Baterai motor Gate 12V, 7.2Ah (pilihan, bateri yang lebih kecil boleh digunakan tetapi pastikan ia adalah 12V).

· Kawat 2mm (10m)

· Pin penyambung heather lelaki (jumper) (x50)

· Tiub pengecutan haba 3mm (2m)

Langkah 2: Membina Litar

Membina litar agak lurus ke hadapan, ini adalah pengalaman belajar yang hebat bagi mereka yang tidak pernah melakukannya sebelumnya dan amalan yang baik bagi mereka yang mempunyai. Anda selalu boleh mencuba kaedah lain tetapi saya lebih suka menggunakan Veroboard kerana lebih mudah dengan trek melintasi untuk menyolder. Saya cadangkan sebelum membina litar sebenar untuk membuat model di papan roti dan merancang susun atur Veroboard anda untuk litar anda di atas kertas, ini kelihatan seperti banyak kerja sekarang tetapi ia akan membuahkan hasil semasa membina litar anda (terutamanya untuk titik rujukan).

Membina H-Jambatan

H-Bridge adalah litar yang bertanggungjawab untuk menggerakkan motor anda yang menerima isyarat dari pengawal mikro dan menghentikan atau membalikkan motor (ini adalah H-Bridge yang diubah suai dengan 4011 yang bertindak sebagai litar perlindungan dan menambah lagi ciri kawalan). Berikut adalah gambar rajah litar, susun atur papan Vera dan litar akhir (Ingatlah untuk membina 2 H-Bridges, satu untuk setiap motor).

Langkah 3: Membina Litar LDR

Litar LDR bertindak sebagai mata robot yang merasakan kehadiran cahaya dan menghantar isyarat voltan ke pengawal mikro PIC, untuk memperkuat isyarat voltan untuk PIC saya menggunakan 741 operasi amp. Ingatlah untuk membina 2 litar, satu untuk setiap mata robot.

Langkah 4: Membina Litar Penyokong PIC

Ini adalah litar yang merupakan otak robot.

Langkah 5: Litar Pengatur Voltan Bangunan

Bekalan voltan utama yang masuk ke dalam robot adalah 12V, ini bermaksud mesti ada pengatur voltan pada litar H-Bridge kerana berfungsi pada 9V dan pada litar PIC dan LDR yang kedua-duanya berfungsi pada 5V. Voltan juga mesti stabil agar tidak merosakkan komponen, litar ini akan mengatur voltan, ingatlah untuk membina 2 litar. (Semua gambar ada di bawah). Setelah melengkapkan litar, tetapkan ke voltan yang betul dengan memutar VR dan mengukur menggunakan multi-meter. Ingat litar LDR dan PIC memerlukan + 5V. Dan H-Bridges memerlukan + 9V.

Langkah 6: Menambah Pin ke Litar

Sekarang anda telah membina litar anda, inilah masanya untuk menempel pada pin header. Kaedah lain adalah dengan memateri wayar terus ke papan, tetapi saya mendapati bahawa pemutus wayar lebih biasa ketika itu. Untuk menentukan di mana solder pin kelihatan pada susun atur Veroboard setiap litar, pada kekunci di bawah reka bentuk litar, anda akan menemui simbol untuk pin header dan kemudian lihat reka bentuk litar anda, hitung lubang anda di papan untuk mengikuti susun atur dan kemudian pasangkan pin. (Simbol yang mesti anda cari akan disediakan dalam gambar). Ingatlah untuk memilih susun atur yang betul untuk litar yang betul.

Langkah 7: Melanggar Trek Veroboard

Litar anda hampir selesai; perkara paling penting yang harus dilakukan sekarang ialah memecahkan trek di Veroboard. Sekali lagi ikuti prinsip yang sama dengan menggunakan kunci pada setiap litar untuk menentukan tempat untuk melintasi trek, pastikan anda memecahkan trek sepanjang jalan, saya menggunakan pisau kerajinan (hobi). (Gambar kunci dan contoh pemecahan trek akan diberikan).

Langkah 8: Pengekodan PIC

Setelah melengkapkan litar, anda boleh mula melakukan bahagian utama robot, mengkod PIC, mengkod PIC lurus ke depan, kod ditulis dalam MPLab X, kod sumber dan fail firmware (.hex) disediakan dalam pakej zip. Untuk memancarkan firmware ke pengawal PIC, anda boleh menggunakan programmer yang tersedia.

Langkah 9: Memasukkan Microchip

Sekarang setelah anda menyelesaikan sebahagian besar kerja dengan litar, inilah masanya untuk perkara terakhir, memasukkan mikrocip. Ini adalah tugas yang agak mudah tetapi masih sukar, kebanyakan mikrocip anda menggunakan span pelik semasa anda membelinya dari kedai, anda mungkin tertanya-tanya mengapa tetapi cip itu sensitif statik yang bermaksud bahawa anda tidak boleh menyentuhnya dengan tangan anda melainkan anda memakai jalur statik. Ini termasuk tahun 4011 dan PIC, jadi berhati-hatilah dan jangan sentuh pin mikrocip ini jika tidak, anda akan merosakkannya. (Pastikan anda memasukkan cip ke sisi yang betul, contoh akan diberikan).

Langkah 10: Menguji Litar

Litar anda kini lengkap; sudah tiba masanya untuk menguji mereka! Untuk menguji litar anda, anda memerlukan multimeter (multimeter adalah peranti yang mengukur perbezaan voltan, arus dan rintangan), untungnya multimeter moden mempunyai beberapa fungsi lagi. Pertama sekali, anda perlu melakukan pemeriksaan visual asas pada litar, memeriksa sebarang keretakan, kerosakan wayar dan pemutusan. Selepas anda berpuas hati, penting untuk memeriksa semua kutub di litar, contohnya: transistor anda mestilah tepat dan mikrocip anda harus dimasukkan dengan betul. Selepas itu tiba masanya untuk memeriksa bahagian bawah papan litar, periksa seluar pendek di antara trek secara visual dan kemudian pastikan untuk mengambil pisau kerajinan dan hanya memotongnya di antara trek logam papan untuk memastikannya. Perkara terakhir yang perlu diperhatikan adalah rehat anda, lakukan pemeriksaan visual setiap rehat di litar anda untuk memastikan trek itu rosak sepanjang jalan. Untuk memeriksa dengan betul, anda perlu menyesuaikan tetapan multimeter anda ke kesinambungan (gambar akan disediakan di bawah) dan meletakkan satu plumbum ke satu sisi trek Brocken dan yang lain menuju ke sisi lain, jika berbunyi bip multimeter, rehat anda salah dan anda perlu melakukannya semula. Saya menasihatkan menguji setiap litar secara berasingan agar tidak keliru. (Perbaiki semua kesalahan anda sebelum melakukan langkah seterusnya). Ingatlah untuk menjalankan litar dengan peraturan voltan yang betul:

· Jambatan-H: 9V

· LDR + PIC: 5V

Langkah 11: Memasang Badan Robot

Setelah kerja litar anda selesai, inilah masanya untuk membuat DIY, sekarang kita akan memasang bahagian atas robot. Bahagian atas pada dasarnya terdiri daripada semua litar dan sensor. Mula-mula anda perlu menggerudi lubang di papan lapis anda untuk kacang dan skru spacer, gerudi satu sentimeter dari sisi di setiap sudut (tidak begitu penting di mana anda memilih untuk menggerudi lubang anda selagi struktur anda stabil dan sesuai ke lubang yang digerudi di papan bawah). Sekarang ada beberapa penggerudian lagi yang perlu dilakukan…..jika anda memilih untuk memasang papan anda pada kacang spacer, anda perlu menggerudi cangkul untuknya (lihat diameter kacang anda dan pilih gerudi yang sesuai), anda juga perlu mengebor lubang di litar, berhati-hatilah ketika melakukannya agar tidak merosakkan papan dan pilih di mana lubang yang anda inginkan sesuai dengan susunan papan litar anda (agar tidak merosakkan trek). Kaedah lain yang lebih mudah adalah hanya melekatkan papan ke papan lapis (ketika melakukannya cubalah melekat pada susun atur saya, H-Bridges dipasang di bahagian belakang dll.)

Langkah 12: Memasang Badan Robot (bahagian 2)

Sekarang setelah anda memasang bahagian atas, sudah tiba masanya untuk memasang bahagian bawah. Bahagian bawah akan menempatkan semua pengatur voltan, motor penggerak dan kapasitor. Langkah pertama anda ialah memasang motor di papan lapis. Saya lebih suka dua cara asas untuk memasang motor, sama ada anda memasangnya di tengah panel papan lapis atau di satu sisi pilihan anda. Sekiranya anda memilih untuk memasang motor di sisi anda perlu ingat untuk membeli roda roda depan untuk membantu keseimbangan robot dan menggerakkannya dengan betul. Ingatlah untuk melakukan beberapa pengukuran dan pemeriksaan asas sebelum memasang motor anda dengan betul, saya cadangkan memasang motor dengan ikatan zip kabel yang murah dan senang diselesaikan, pelatkan terlebih dahulu motor anda mengikut ukuran yang anda mahukan kemudian gerudi dua lubang di dua sisi motor di papan lapis dan gunakan tali leher untuk menahannya (ingat untuk mengikat tali zip anda dengan betul). Memakai pengatur dan kapasitor akan mudah (berimprovisasi dengan ruang yang anda miliki di papan lapis) dan pasangkan dengan menggunakan kaedah spacer nut atau lem panas, (saya cadangkan merekatkan kapasitor). Akhirnya gerudi lubang untuk memasang papan atas (gunakan ukuran yang sama seperti yang anda lakukan di bahagian atas), saya cadangkan untuk menggerudi lubang yang lebih kecil dan tekan pasangkan kacang spacer.

Langkah 13: Pendawaian

Sekarang anda telah menyolder, memeriksa dan memasang litar anda pada masanya untuk menyatukan semuanya. Asas pendawaian adalah bahawa semua litar akhirnya akan disambungkan ke PIC yang akan memproses dan menghantar maklumat, ingat bahawa pendawaian anda sangat penting dan anda mesti memastikan bahawa semuanya betul. Ok, sekarang untuk cara membuat wayar, sekarang anda faham mengapa saya memilih untuk menggunakan kaedah pin heather kerana ia lebih mudah. Sekiranya anda mempunyai wayar pelompat wanita, anda boleh menyambungkan papan dengan cepat, jika tidak, anda hanya boleh menyolder wayar biasa pada pin heather (jumper lebih baik kerana jika anda tersilap pin, anda tidak perlu menyolder semula). Gambar rajah pendawaian akan disediakan dalam gambar.

Langkah 14: Menghubungkan dan Menghubungkan Perasaan

Robot anda akan menggunakan dua perasa untuk merasakan dinding di hadapannya. Memasang perasa agak mudah, pada dasarnya dua suis mikro berfungsi sebagai perasa kiri dan kanan. Panaskannya di bahagian depan papan kedua anda. Gambarajah litar sambungan akan disediakan di bawah. (Ingatlah untuk mengetahui pin suis mikro, mis. COM).

Langkah 15: Menguji Robot

Baiklah, ini adalah saat yang menggembirakan yang anda tunggu-tunggu, akhirnya jalankan robot anda buat pertama kalinya !! Jangan terlalu bersemangat sekarang ini tidak akan berjaya buat pertama kalinya, sekiranya ANDA ADALAH SATU PEMBANGUN BERUNTUNG !! Sekarang jangan kecewa jika tidak berjaya, jangan bimbang ia akan segera berlaku. Di bawah ini saya telah membuat senarai untuk semua masalah yang mungkin anda hadapi dan bagaimana menyelesaikannya.

· Seluruh perkara tidak melakukan apa-apa. Periksa litar bekalan kuasa dan sambungan ke pin kuasa papan, juga periksa masalah kekutuban.

· Motor berpusing ke arah yang bertentangan. Tukar polaritas satu motor yang seharusnya menghantarnya berbalik arah, mungkin juga masalah pengaturcaraan.

· Sesuatu mula merokok atau anda merasakan sesuatu benar-benar panas. LITAR PINTAS!! Matikan segera untuk mengelakkan kerosakan. Periksa semua litar yang mungkin termasuk sambungan wayar.

· Motor berpusing dengan perlahan. Menambah arus ke robot. Atau kemungkinan kekurangan H-Bridge.

· Robot tidak merasakan cahaya dengan betul. Sesuaikan VR pada litar LDR, boleh menjadi masalah pengaturcaraan.

· Robot berkelakuan tidak biasa dan melakukan perkara yang pelik. Pengaturcaraan! Periksa semula kod pengaturcaraan.

· Robot tidak merasakan dinding. Periksa sambungan pada suis mikro.

Jadi ini adalah masalah yang menimpa robot saya, jika anda mempunyai masalah yang tidak biasa, sila ubah atau ubah reka bentuk saya menjadi lebih baik, ingatlah kita semua belajar dan tidak ada yang sempurna.

Langkah 16: Percubaan dan Kesalahan

Sekiranya setelah berjam-jam mencuba, memeriksa dan menguji robot anda masih tidak berfungsi, jangan membuangnya ke dinding atau merobeknya dan kehilangan harapan. Cuba berjalan di luar hanya dengan menghirup udara segar atau hanya tidur di atasnya, saya mengalami banyak saat seperti itu, dan adakah anda tahu mengapa? Elektronik adalah satu hobi yang sukar, satu komponen gagal - semuanya gagal. Jangan lupa memecahnya menjadi beberapa bahagian semasa menguji dan sentiasa berfikiran terbuka dengan reka bentuk dan susun atur. Jadilah bebas dan kreatif dan jangan pernah berputus asa !!! Sekiranya anda menyukai projek saya, silakan pilih saya dalam peraduan bergerak, harap anda menikmatinya!