SKARA- Robot Pembersihan Kolam Renang Manual Otonomi Plus: 17 Langkah (dengan Gambar)

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

• Masa adalah wang dan tenaga kerja manual mahal. Dengan munculnya dan maju dalam teknologi automasi, penyelesaian bebas kerumitan perlu dikembangkan untuk pemilik rumah, masyarakat dan kelab untuk membersihkan kolam dari puing-puing dan kotoran kehidupan sehari-hari, untuk menjaga kebersihan diri serta menjaga taraf hidup tertentu.
• Mengatasi dilema ini secara langsung, saya mengembangkan mesin pembersih permukaan kolam automatik dan automatik. Dengan mekanisme yang mudah tetapi inovatif, biarkan di kolam kotor semalaman dan bangun untuk membersihkan dan bebas dari titik.
• Automatik mempunyai dua mod fungsi, satu autonomi yang dapat dihidupkan dengan flip butang di telefon dan dibiarkan tanpa pengawasan untuk melakukan tugasnya dan mod manual lain untuk mendapatkan potongan ranting dan daun tertentu ketika waktu penting. Dalam mod manual, anda boleh menggunakan pecutan pada telefon anda untuk mengawal pergerakan robot yang serupa dengan bermain permainan lumba di telefon. Aplikasi yang dibuat khusus dibuat dengan menggunakan aplikasi Blynk dan pembacaan akselerometer dikirim ke pelayan utama dan kembali ke telefon bimbit kemudian melalui data peralihan hotspot dikirim ke NodeMCU.
• Sehingga hari ini, robot pembersih domestik dilihat sebagai alat eksotik atau mainan mewah, jadi untuk mengubah pemikiran ini, saya mengembangkannya sendiri. Oleh itu, dalam projek ini, objektif utamanya adalah untuk merancang dan mengeluarkan alat pembersih permukaan kolam yang autonomi dengan penggunaan teknologi yang ada dan murah untuk memastikan keseluruhan prototaip dapat dijimatkan dan oleh itu kebanyakan orang dapat membinanya di rumah mereka seperti saya.

Langkah 1: Mekanisme Kerja

Pergerakan dan Koleksi:

• Mekanisme asas prototaip kami terdiri daripada tali sawat yang sentiasa berputar di hadapan untuk mengumpulkan serpihan dan kotoran.
• Dua motor yang mendorong roda air yang diperlukan untuk pergerakan.

Navigasi:

• Mod manual: Dengan menggunakan data akselerometer Mobile, seseorang dapat mengawal arah Skara. Oleh itu orang itu hanya perlu memiringkan telefonnya.
• Mod autonomi: Saya telah melaksanakan gerakan secara rawak yang melengkapkan algoritma penghindaran halangan untuk membantu automatik ketika merasakan jarak dekat dengan dinding. Dua sensor ultrasonik digunakan untuk mengesan halangan.

Langkah 2: Model CAD

• Model CAD dilakukan di SolidWorks
• Anda boleh mencari fail cad yang dilampirkan dalam arahan ini

Langkah 3: Komponen

Mekanikal:

1. Panel potong laser -2nos
2. Lembaran akrilik setebal 4mm
3. Kepingan Thermocol atau Polystyrene
4. Batang pemotong bubut
5. Lembaran plastik melengkung (Kemasan kayu)
6. Bahagian bercetak 3d
7. Skru dan Mur
8. Stencil (cetakan "Skara")
9. Mseal- Epoksi
10. Kain Bersih

Alat:

• Kertas pasir
• Cat
• Penggiling Sudut
• Gerudi
• Pemotong
• Alat kuasa lain

Elektronik:

• NodeMCU
• Penyambung skru: 2pin dan 3pin
• Buck Converter mini 360
• Toggle Switch
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- Transistor
• Perintang 4.7K
• Wayar Teras Tunggal
• L293d- Pemandu Motor
• Sensor Ultrasonik- 2nos
• Motor DC 100rpm - 3nos
• Bateri Asid plumbum 12v
• Pengecas bateri
• Papan Pematerian
• Kawat Pematerian
• Batang pematerian

Langkah 4: Percetakan 3d

• Percetakan 3d dilakukan oleh pencetak yang dipasang di rumah oleh salah seorang rakan saya
• Anda boleh menemui 4 fail yang mesti dicetak 3d

• Bahagian telah dicetak 3d dengan menukar fail CAD 3d ke dalam format stl.

• Kincir air mempunyai reka bentuk intuitif dengan sirip berbentuk pelapis untuk menggantikan air dengan lebih cekap daripada reka bentuk tradisional. Ini membantu menarik lebih sedikit beban dari motor serta meningkatkan halaju pergerakan automatik dengan ketara.

Langkah 5: Panel Potong Laser dan Batang Bubut

Panel Sisi:

• Untuk membuat rendering CAD menjadi kenyataan, bahan yang akan dipilih untuk konstruk prototaip harus dipertimbangkan dengan teliti, dengan mengingat bahawa keseluruhan struktur akan diperlukan untuk memiliki daya apung positif bersih.
• Struktur utama dapat dilihat pada gambar. Pilihan awal untuk bingkai adalah menggunakan siri Aluminium 7 kerana beratnya yang lebih ringan, ketahanan yang lebih baik terhadap kakisan dan ketegaran struktur yang lebih baik. Namun, kerana tidak adanya bahan di pasaran tempatan, saya terpaksa membuatnya dengan Mild Steel.
• Side Frame Cad ditukar menjadi format. DXF dan diberikan kepada vendor. Anda boleh mendapatkan fail yang dilampirkan dalam arahan ini.
• Pemotongan laser dilakukan pada LCG3015
• Anda juga boleh memberikan pemotongan laser di laman web ini (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Batang Pelarik:

• Batang yang menghubungkan dua panel dan menyokong tong sampah dibuat oleh mesin pelarik dari kedai fabrikasi tempatan.
• Sebanyak 4 batang diperlukan

Langkah 6: Pembinaan Bin

• Tong dibuat dengan menggunakan kepingan akrilik yang dipotong menggunakan alat kuasa dengan dimensi yang merujuk pada lukisan CAD.
• Bahagian pemotong tong sampah dipasang dan disatukan menggunakan resin epoksi tahan air kelas industri.
• Seluruh casis dan komponennya dipasang bersama dengan bantuan bolt keluli tahan karat 4mm dan 3 kancing keluli tahan karat. Kacang yang digunakan adalah penguncian positif diri untuk mengelakkan kepatuhan apa pun.
• Lubang bulat di 2 sisi kepingan akrilik dilakukan untuk meletakkan motor

• Bateri dan elektronik kemudian dipotong dari kepingan plastik 1mm dan dibungkus ke dalam casis. Bukaan untuk wayar tertutup dengan betul dan bertebat.

Langkah 7: Pengapungan

• Komponen terakhir yang berkaitan dengan struktur murni adalah alat pengapungan yang digunakan untuk memberi keseluruhan prototaip daya apung positif dan juga mengekalkan pusat gravitasi ke sekitar pusat geometri keseluruhan prototaip.
• Peranti pengapungan dibuat dari polistirena (termokol). Kertas pasir digunakan untuk membentuknya dengan betul
• Ini kemudian dilekatkan pada bingkai di lokasi dengan menggunakan mSeal dengan dihitung dengan mempertimbangkan batasan di atas.

Langkah 8: Sokongan Sensor Ultrasonik

• Ia dicetak 3d dan plat belakang dibuat dengan menggunakan plat timah
• Ia dilampirkan dengan menggunakan mseal (sejenis epoksi)

Langkah 9: Elektronik

• Bateri asid plumbum 12V digunakan untuk memberi tenaga kepada seluruh sistem
• Ia disambungkan selari dengan penukar buck dan pengawal motor L293d
• Buck converter menukar 12v hingga 5v untuk sistem
• IRF540n mosfet digunakan sebagai suis digital untuk mengawal motor tali sawat
• NodeMCU digunakan sebagai pengawal mikro utama, ia menghubungkan ke telefon bimbit dengan menggunakan WiFi (hotspot)

Langkah 10: Tali pinggang penghantar

• Ia dibuat dengan menggunakan kain bersih yang dibeli dari kedai tempatan
• Kain dipotong terpasang dengan cara melingkar agar dibuat berterusan

Langkah 11: Melukis

Skara dilukis dengan menggunakan cat sintetik

Langkah 12: Potong Laser Simbol Skara

• Stencil dipotong dengan menggunakan laser buatan sendiri yang dibuat oleh rakan saya.
• Bahan di mana pemotongan laser dilakukan adalah kepingan pelekat

Langkah 13: Pengekodan

Bahan Pra Pengekodan:

• Untuk projek ini, saya menggunakan Arduino IDE untuk memprogram NodeMCU saya. Ini adalah cara yang lebih mudah jika anda sudah menggunakan Arduino sebelumnya, dan anda tidak perlu mempelajari bahasa pengaturcaraan baru, seperti Python atau Lua misalnya.

• Sekiranya anda tidak pernah melakukan ini sebelumnya, pertama anda harus menambahkan sokongan papan ESP8266 ke perisian Arduino.
• Anda boleh mendapatkan versi terbaru untuk Windows, Linux atau MAC OSX di laman web Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/softwareMuat turun secara percuma, pasang di komputer anda dan lancarkan.
• Arduino IDE sudah dilengkapi dengan sokongan untuk banyak papan yang berbeza: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún, dan lain-lain. Sayangnya ESP8266 tidak secara lalai di antara papan pengembangan yang disokong itu. Oleh itu, untuk memuat naik kod anda ke papan asas ESP8266, anda mesti menambahkan sifatnya ke perisian Arduino terlebih dahulu. Navigasi ke Fail> Keutamaan (Ctrl +, pada Windows OS); Tambahkan URL berikut ke kotak teks Pengurus Papan Tambahan (yang ada di bahagian bawah tetingkap Pilihan):

• Sekiranya kotak teks tidak kosong, ini bermaksud telah menambahkan papan lain sebelumnya di Arduino IDE sebelumnya. Tambahkan koma di hujung URL sebelumnya dan yang di atas.

• Tekan butang "Ok" dan tutup Tetingkap Pilihan.
• Navigasi untuk Alat> Papan> Pengurus Papan untuk menambah papan ESP8266 anda.
• Ketik "ESP8266" pada kotak teks carian, pilih "esp8266 oleh ESP8266 Community" dan pasangkannya.
• Sekarang Arduino IDE anda akan siap bekerja dengan banyak papan pengembangan berasaskan ESP8266, seperti ESP8266 generik, NodeMcu (yang saya gunakan dalam tutorial ini), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos, dll.
• Dalam projek ini, saya menggunakan perpustakaan Blynk. Perpustakaan Blynk harus dipasang secara manual. Muat turun perpustakaan Blynk di https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… Buka zip fail, dan salin folder ke folder Perpustakaan / alat Arduino IDE.

Pengekodan Utama:

• Anda mesti mengemas kini kunci autentikasi Blynk dan kelayakan WiFi anda (ssid dan kata laluan) sebelum memuat naik kod.
• Muat turun kod dan perpustakaan yang disediakan di bawah.
• Buka kod yang disediakan ("kod akhir") di Arduino IDE dan muat naik ke NodeMCU.

• Beberapa sensor telefon pintar juga boleh digunakan dengan Blynk. Kali ini saya mahu menggunakan accelerometer untuk mengawal robot saya. Miringkan telefon dan robot akan membelok ke kiri / kanan atau bergerak ke depan / ke belakang.

Langkah 14: Penjelasan Kod

• Dalam projek ini saya hanya perlu menggunakan perpustakaan ESP8266 dan Blynk. Mereka ditambahkan pada awal kod.
• Anda perlu mengkonfigurasi kunci kebenaran Blynk dan kelayakan Wi-Fi anda. Dengan cara ini ESP8266 anda dapat mencapai penghala Wi-Fi anda dan menunggu arahan dari pelayan Blynk. Ganti "taipkan kod kebenaran anda sendiri", XXXX dan YYYY dengan kunci autentikasi anda (anda akan menerimanya di e-mel anda), SSID dan kata laluan rangkaian Wi-Fi anda.
• Tentukan pin NodeMCU yang disambungkan ke jambatan h. Anda mungkin menggunakan nilai literal (D1, D2, dll.) Nombor GPIO setiap pin.

Langkah 15: Siapkan Blynk

• Blynk adalah perkhidmatan yang dirancang untuk mengawal perkakasan dari jauh melalui sambungan internet. Ini membolehkan anda membuat gadget Internet of Things dengan mudah, dan menyokong beberapa perisian keras, seperti Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi, dll.
• Anda dapat menggunakannya untuk mengirim data dari telefon pintar Android atau iOS (atau tablet) ke peranti jauh. Anda juga dapat membaca, menyimpan, dan memaparkan data yang diperoleh oleh sensor perkakasan anda.
• Aplikasi Blynk digunakan untuk pembuatan antara muka pengguna. Ini memiliki variasi widget: butang, slider, joystick, display, dll. Pengguna menyeret dan melepaskan widget ke papan pemuka dan membuat antara muka grafik khusus untuk banyak projek.
• Ia mempunyai konsep 'tenaga'. Pengguna bermula dengan 2000 mata tenaga percuma. Setiap widget yang digunakan (dalam proyek apa pun) menghabiskan sedikit tenaga, sehingga membatasi jumlah maksimum widget yang digunakan pada projek tersebut. Butang, misalnya, menggunakan 200 titik tenaga. Dengan cara ini, seseorang dapat membuat antara muka dengan hingga 10 butang misalnya. Pengguna boleh membeli titik tenaga tambahan, dan membuat antara muka yang lebih kompleks dan / atau beberapa projek yang berbeza.
• Perintah dari Aplikasi Blynk dimuat naik ke Pelayan Blynk melalui internet. Perkakasan lain (NodeMCU, misalnya) menggunakan Perpustakaan Blynk untuk membaca arahan dari pelayan dan melakukan tindakan. Perkakasan juga dapat beberapa data ke pelayan, yang mungkin ditampilkan di Aplikasi.
• Muat turun aplikasi Blynk untuk Android atau iOS dari pautan berikut:
• Pasang aplikasi dan Buat akaun baru. Selepas itu anda akan bersedia untuk membuat projek pertama anda. Anda juga perlu memasang perpustakaan Blynk dan mendapatkan kod pengesahan. Prosedur memasang perpustakaan telah dijelaskan pada langkah sebelumnya.
• · Fungsi BLYNK_WRITE (V0) digunakan untuk membaca nilai akselerometer. Pecutan pada paksi-y digunakan untuk mengawal apakah robot harus membelok ke kanan / kiri, dan percepatan paksi-z digunakan untuk melihat apakah robot seharusnya bergerak maju / mundur. Sekiranya nilai ambang tidak melebihi, motor akan berhenti.
• Muat turun aplikasi blynk di objek Drag accelerometer mudah alih dari Widget Box dan jatuhkannya di papan pemuka. Di bawah Tetapan Butang tetapkan pin maya sebagai output. Saya menggunakan pin maya V0. Anda harus mendapatkan Auth Token dalam Aplikasi Blynk.
• Pergi ke Tetapan Projek (ikon kacang). Untuk butang Manual / Autonomi Saya telah menggunakan V1 dalam aplikasi Untuk tali pinggang penghantar saya telah menggunakan V2 sebagai output.
• Anda dapat melihat tangkapan skrin aplikasi terakhir pada gambar.

Langkah 16: Perhimpunan Akhir

Saya melekatkan semua bahagian

Oleh itu projek ini selesai

Langkah 17: Kredit

Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada rakan-rakan saya untuk:

1. Zeeshan Mallick: Membantu saya dengan model CAD, pembuatan casis

2. Ambarish Pradeep: Penulisan Kandungan

3. Patrick: Percetakan 3d dan Pemotongan Laser

Hadiah Kedua dalam Cabaran IoT