Robot Mengejar Api: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Dalam projek ini, kita akan membuat robot pemadam kebakaran yang mengejar api dan memadamkannya dengan meniup udara dari kipas.

Selepas anda selesai dengan projek ini, anda akan mengetahui cara menggunakan sensor nyalaan dengan PICO, cara membaca nilai outputnya dan cara bertindak di atasnya, dan bagaimana menggunakan sensor Darlington dengan motor DC dan cara mengendalikannya. Itu tentu saja bersama dengan robot pemadam kebakaran yang sangat keren.

Bekalan

• PICO
• Sensor nyalaan
• Motor DC kecil
• Baling-Baling Kecil
• Pemandu motor H-bridge L298N
• Pemacu PWM 16-saluran 12-bit PCA9685
• Kit casis robot 2WD
• Papan roti mini
• Wayar pelompat
• Skru dan kacang

Langkah 1: Menyambungkan Flame Sensor ke PICO

Mari kita mulakan dengan bahagian terpenting dari robot pemadam kebakaran kita, iaitu kemampuan untuk mengesan kebakaran semasa ia berlaku. Itulah sebabnya kita akan memulakan dengan komponen yang bertanggungjawab untuk mengesan kebakaran, tetapi sebelum kita melakukannya, mari kita pasangkan kit casis robot 2WD kami, kerana kami akan membina robot kami berdasarkannya.

Kami akan menggunakan 3 sensor nyalaan dalam projek ini dan robot akan bergerak secara bebas menggunakan bacaan mereka, kami akan meletakkan sensor ini di bahagian tengah, kiri, dan kanan casis robot. Dan mereka akan ditempatkan sedemikian rupa untuk memiliki kemampuan untuk tepat menunjuk sumber api dan memadamkannya.

Sebelum kita mula menggunakan sensor nyalaan, mari kita bincangkan cara kerjanya: modul sensor nyalaan terutama terbuat dari LED penerima inframerah yang dapat mengesan cahaya inframerah yang dipancarkan dari api, dan menghantar data sebagai input digital atau analog, di kami sekiranya kita menggunakan sensor nyalaan yang menghantar output digital.

Pin keluar modul sensor api:

• VCC: positif 5 volt, disambungkan dengan pin VCC PICO.
• GND: pin negatif, dihubungkan dengan pin GND PICO.
• D0: pin output digital, dihubungkan dengan digital yang dikehendaki pada PICO.

Mari sekarang sambungkan ke PICO kami untuk menguji logik pendawaian dan kod kami, untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik. Menyambungkan sensor nyala sangat mudah, cukup sambungkan VCC, dan GND sensor ke VCC, dan GND PICO masing-masing, kemudian sambungkan pin output seperti berikut:

• D0 (sensor nyalaan kanan) → A0 (PICO)
• D0 (sensor api tengah) → A1 (PICO)
• D0 (sensor nyala kiri) → A2 (PICO)

Langkah 2: Pengekodan PICO Dengan Sensor Api

Sekarang kita mempunyai sensor nyalaan kita yang terhubung ke PICO, mari kita mulakan pengekodan sehingga kita tahu sensor api mana yang memiliki nyalaan di depan, dan mana yang tidak.

Logik kod:

• Tetapkan pin A0, A2, dan A3 PICO sebagai pin INPUT
• Baca setiap nilai output sensor
• Cetak setiap nilai output sensor pada monitor bersiri, sehingga kami dapat mendiagnosis apakah semuanya berfungsi dengan baik atau tidak.

Harap maklum bahawa sensor kami, membaca "0" rendah ketika mereka merasakan kebakaran, dan bacaan "1" yang tinggi ketika mereka tidak merasakan kebakaran.

Untuk menguji kod anda, buka monitor bersiri anda dan perhatikan bagaimana ia berubah ketika anda mempunyai api di depannya, dibandingkan dengan kod tersebut. Gambar yang dilampirkan mempunyai bacaan kerana sama sekali tidak mempunyai nyalaan, dan bacaan satu nyalaan di hadapan sensor tengah.

Langkah 3: Menyambungkan Kipas

Untuk menjadikan robot pemadam kebakaran berkesan, ia mesti memiliki kemampuan untuk memadamkan api, dan untuk itu kita akan membuat kipas yang kita sasarkan pada api dan memadamkannya. Dan kami akan membuat kipas ini dengan menggunakan motor DC kecil dengan baling-baling dipasang di atasnya.

Oleh itu, mari kita mulakan dengan menyambungkan motor DC kita. Motor DC mempunyai tarikan arus tinggi, oleh itu kami tidak dapat menghubungkannya secara langsung ke PICO kami, kerana ia hanya dapat menawarkan 40 mA per pin GPIO, sementara motor memerlukan 100 mA. Inilah sebabnya mengapa kita mesti menggunakan transistor untuk menyambungkannya, dan kita akan menggunakan Transistor TIP122, kerana kita dapat menggunakannya untuk menaikkan arus yang disediakan oleh PICO kita ke jumlah yang diperlukan oleh motor.

Kami akan menambahkan motor DC kami dan bateri "TEMPAT TEMPAT" luaran, untuk memberi motor kuasa yang diperlukan tanpa merosakkan PICO kami.

Motor DC harus disambungkan seperti berikut:

• Pin asas (TIP122) → D0 (PICO)
• Pin pemungut (TIP122) → Plumbum motor DC "Motor DC tidak mempunyai polariti, jadi tidak masalah plumbum mana"
• Pin pemancar (TIP122) → GND
• Palam kosong motor DC → Positif (wayar merah) bateri luaran

Jangan lupa untuk menyambungkan GND bateri dengan GND PICO, seolah-olah tidak disambungkan, litar tidak akan berfungsi sama sekali

Logik kod kipas: kodnya sangat mudah, kita hanya akan mengubah kod yang harus kita nyalakan kipas ketika bacaan sensor tengah tinggi, dan matikan kipas ketika bacaan sensor tengah rendah.

Langkah 4: Menyambungkan Robot Car Motors

Sekarang robot kita dapat mengesan kebakaran, dan dapat memadamkannya dengan kipas angin ketika api berada tepat di depannya. Sudah tiba masanya untuk memberi robot kemampuan untuk bergerak dan meletakkannya tepat di depan api, sehingga dapat memadamkannya. Kami sudah menggunakan kit casis robot 2WD kami, yang dilengkapi dengan 2 roda gigi DC yang akan kami gunakan.

Untuk dapat mengawal kecepatan dan arah laju motor DC, Anda perlu menggunakan pemandu motor H-bridge L298N, yang merupakan modul pemandu motor yang memiliki kemampuan untuk mengawal kecepatan dan arah laju motor, dengan kemampuan untuk memberi makan motor dari sumber kuasa luaran.

Pemacu motor L298N memerlukan 4 input digital untuk mengawal arah putaran motor, dan 2 input PWM untuk mengawal kelajuan putaran motor. Tetapi sayangnya, PICO hanya mempunyai pin output PWM tunggal yang tidak dapat mengawal arah dan kelajuan putaran motor. Di sinilah kita menggunakan modul pengembangan pin PCA9685 PWM untuk meningkatkan PWM PICO agar sesuai dengan keperluan kita.

Pendawaian sekarang agak sukar, kerana kami menyambungkan 2 motor baru bersama dengan 2 modul untuk mengawalnya. Tetapi, itu tidak akan menjadi masalah jika anda mengikuti skema dan langkah-langkah yang disediakan:

Mari mulakan dengan modul PCA9685 PWM:

• Vcc (PCA9685) → Vcc (PICO)
• GND (PCA9685) → GND
• SDA ((PCA9685) → D2 (PICO)
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)

Sekarang, mari sambungkan modul pemacu motor L298N:

Mari mulakan dengan menghubungkannya ke sumber kuasa kami:

• +12 (modul L298N) → Kawat merah positif (bateri)
• GND (modul L298N) → GND

Untuk mengawal arah putaran motor:

• In1 (modul L298N) → PWM 0 pin (PCA9685)
• In2 (modul L298N) → PWM 1 pin (PCA9685)
• In3 (modul L298N) → PWM 2 pin (PCA9685)
• In4 (modul L298N) → PWM 3 pin (PCA9685)

Untuk mengawal kelajuan putaran motor:

• enableA (modul L298N) → PWM 4 pin (PCA9685)
• enableB (modul L298N) → PWM 5 pin (PCA9685)

Pemacu motor L298N dapat menghasilkan +5 volt terkawal, yang akan kami gunakan untuk menguatkan PICO kami:

+5 (modul L298N) → Vin (PICO)

Jangan sambungkan pin ini jika PICO dihidupkan melalui USB

Setelah kita semua menghubungkannya, kita akan memprogramkan robot untuk bergerak sendiri menghadap api secara langsung dan menghidupkan kipas.

Langkah 5: Menyelesaikan Kod

Sekarang kita telah menghubungkan semuanya dengan betul, sudah tiba masanya untuk mengkodkannya sehingga berfungsi juga. Dan ini adalah perkara yang kami mahu kod kami capai:

Sekiranya ia merasakan api terus ke depan (sensor tengah merasakan api), maka robot bergerak tepat ke arahnya sehingga mencapai jarak yang ditetapkan dan menghidupkan kipas

Sekiranya ia merasakan api ke sebelah kanan robot (sensor kanan merasakan api), maka robot berputar sehingga api berada tepat di depan robot (sensor tengah), kemudian bergerak ke arahnya hingga mencapai jarak yang ditetapkan dan menghidupkan kipas

Sekiranya ia merasakan kebakaran di sebelah kiri robot, ia akan melakukan perkara yang sama seperti di atas. Tetapi, ia akan berpusing ke kiri dan bukannya ke kanan.

Dan jika sama sekali tidak merasakan kebakaran, semua sensor akan menghasilkan nilai TINGGI, menghentikan robot.

Langkah 6: Anda Selesai

Dalam projek ini, kami telah belajar bagaimana membaca output sensor dan mengambil tindakan bergantung padanya, cara menggunakan transistor Darlington dengan motor DC, dan bagaimana mengendalikan motor DC. Dan kami menggunakan semua pengetahuan kami untuk membuat robot pemadam kebakaran sebagai aplikasi. Yang cukup sejuk x)

Jangan teragak-agak untuk mengajukan sebarang pertanyaan yang mungkin terdapat dalam komen atau di laman web kami mellbell.cc. Dan seperti biasa, terus buat:)