Wipy: тым мотивацияланған тақта тазартқышы: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Кіріспе

Сіз тақтаны тазартудан шаршадыңыз ба? Егер сіз үшін робот мұны жасай алатын болса, сіздің өміріңіз қаншалықты жақсаратыны туралы ойландыңыз ба? Сізде мұны Wipy -мен шындыққа айналдыруға мүмкіндік бар: тым мотивацияланған тақта тазалаушысы. Wipy сіздің ұятсыз нашар сызбаларыңызды дұрыс тазартады, тіпті оны сүйкімді күлкімен жасайды. Сізге оны іске қосудың қажеті жоқ! Ол сіз күтпеген кезде тақтаны тазартады … Уххх**жөтел*… біз, әрине, мынаны айтамыз: сізге ең қажет болғанда!

Ерекше өзгешеліктері:

- Біздің болашақ досымыз магнитті қолдана отырып тақтаға жабыса алады, ал доңғалақтардың көмегімен кеңістікте қозғала алады.- Ол сызықты қадағалап, сенсор мен губкамен өшіре алады.- Wipy бар ұшу уақыты сенсорының көмегімен қолыңызбен қашықтықты өлшеу мүмкіндігі.-Біз Wipy-ге кішкентай OLED экранды қолдана отырып, сүйкімді тұлға сыйлаймыз.

Жоба ITECH магистрлік бағдарламасы бойынша есептеу дизайны мен цифрлық өндіріс семинары аясында жүргізілді.

Ласат Сиривердена, Саймон Лут және Тим Старк

1 -қадам: Wipy логикасы

Wipy желілік сенсор мен ұшу уақыты сенсорының өзара әрекеттесуіне негізделген. Ол қандай сызықты анықтайтынына және сіздің қолыңыздың қаншалықты жақын екеніне байланысты, Wipy диаграммада көрсетілгендей әр түрлі жолмен әрекет етеді.

2 -қадам: Компоненттер мен теория

Бұл керемет тазарту технологиясының керемет бөлігін қайта жасау үшін сізге келесі элементтер қажет болады:

Компоненттер

Роботтың корпусын жасау үшін сізге лазерлік кескішке қол жеткізу қажет. Бұл жағдайда 3d принтері қолданылды.

Негізгі пластинаның барлық элементтері 500х250х4 мм плексиглас парағынан кесілген.

Біз сізге осы жобаның көптеген негізгі компоненттерін қамтитын Arduino жинағын алуды ұсынамыз (Amazon)

Негізгі жағдай

1 x 3D басып шығарылған корпус

1 x Жоғарғы табақша (Lasercut)

1 x Ортаңғы табақша (Lasercut)

1 x Астыңғы тақтайша (Lasercut)

36 x M3 жаңғақтар

5 x M3 болттар 15 мм

4 x M3 болттары 30 мм

2 x магнит (біз оларды осында алдық)

Негізгі электроника

1 x Arduino Uno R3 немесе жалпы баламасы - (Amazon)

1 x Arduino кеңейту қалқаны (бастапқы жинаққа кіреді)

1 x шағын тақта (бастапқы жинаққа кіреді)

19 x қосқыш сымдар (стартер жинағына кіреді)

11 x [ҚОСЫМША ҚОСЫМША] Дәнекерсіз өткізгіш сымдар - (Amazon)

Ең аз 2 USB ұясы бар 1 x қуат банкі - (Amazon). Арзан қуат банктерінен аулақ болыңыз, себебі қуат көзі сенімсіз болуы мүмкін.

Қуат банкін Arduino & Motors -ке қосуға арналған 1 катушка х CCA қос сымы - (Amazon)

1 x бұрандалы терминал блоктары - (Amazon)

Датчиктер мен қозғалтқыштар

1 x микроқозғалтқыштар, дөңгелектер жинағы мен кронштейндер жинағы - (пиморони)

1 x [ОПЦИОНАЛДЫҚ ҚОСЫМША] Мотор жақшалары 3D басып шығару файлы - (Thingiverse)

1 x 0,91 дюймдік OLED экраны - (Amazon

1 x L293D мотор драйвері IC - (Amazon)

1 x 5 арналы IR желісінің бақылау сенсоры - (Amazon)

1 x Ұшу датчигінің уақыты (VL53L0X) - (Amazon)

Құралдар

- Филлипс бұрағыш

- Жалпақ бұрағыш

- Қолөнер пышағы

- Құбыр таспасы

Теория

Жолды бақылау сенсоры

Линзенсорда бес ИҚ сенсорының жиыны қолданылады. Бұл ИҚ сенсорлары түс таңдау қабілетіне ие. Сенсорда эмиттер мен қабылдағыш бар. Эмитент инфрақызыл толқындарды түсіре алады, егер беті өте шағылысатын болса (ақ бет сияқты), ол ИҚ қабылдағышта толқындардың көп бөлігін көрсетеді. Егер бет қара түсті сияқты сәулеленуді жұтса, ИҚ қабылдағыш сәулеленуді аз қабылдайды. Сызық бойынша жүру үшін кем дегенде екі сенсор қажет.

Тұрақты ток қозғалтқышын басқару үшін сізге оларды басқаратын драйвер қажет. I2C L293D мотор драйвері IC L293D - мотор драйвері, ол екі тұрақты ток қозғалтқышының айналу жылдамдығын да, бағытын да басқарудың арзан және салыстырмалы әдісі. L293D туралы толығырақ ақпарат алу үшін Lastminuteengineers фантастикалық шолуға ие:

Ұшу датчигі: Бұл сенсор сенсордың атауында ыңғайлы көрсетілген принцип бойынша қашықтықты өлшей алады: ұшу уақыты. Бұл өте дәл сенсор және оны дрондарда немесе LiDAR жүйелерінде табуға болады. Ол лазерді белгілі бір бағытқа түсіре алады және лазердің оралу уақытын өлшей алады, сол арқылы қашықтықты есептеуге болады.

3 -қадам: Негізгі жағдайды дайындау

Випидің денесі екі бөліктен тұрады; лазермен кесілген негіз және 3D басып шығарылған корпус.

1. Негіз үшін оны материалға байланысты лазерлік немесе қолмен кесуге болады. Файлды компоненттер бөлімінен табыңыз. Біз акрил парақтары (3 - 4 мм) немесе фанера (2,5 - 3 мм) сияқты берік, бірақ жеңіл материалдарды қолдануды ұсынамыз. Прототиптендіру кезеңінде біз 10 мм көбік өзегін қолдандық, ол өте жақсы жұмыс істеді және қазіргі конструкция онымен жұмыс істеуі керек (біраз баптау қажет болады). Көбік өзегін лазерлік кескіштерге қолы жетпейтін адамдар үшін қолмен кесу оңай.

2. Корпус қабаты биіктігі 0,2 мм және толтыру тығыздығы 25%PLA көмегімен басылды. Біз сондай -ақ 0,8 мм қабырғаның қалыңдығын ұсынамыз.

4 -қадам: электрониканы жинау: мотор драйвері және I2C

Электрониканы құрастыруда біз алдымен L293D мотор драйверінен бастаймыз.

1. Шағын тақтаны Arduino кеңейту қалқанына жабыстырыңыз.
2. L293D шағын тақтаның ең соңына қойыңыз (кішкене пластикалық қосылыс бөлігі қысқа жаққа шығып кетеді). Назар аударыңыз, L293D үстіндегі толық шеңбер тақтаның соңында болуы керек.
3. Алдымен барлық дәнекерсіз өтпелі сымдарды қосыңыз
4. Қалған сымдарды Arduino -ға, содан кейін қозғалтқыштарға қосыңыз. Қозғалтқыштың сымдарының тәртібін шатастыру маңызды емес, себебі сіздің қозғалтқышыңыз бұрылып кеткенін білесіз.
5. Қозғалтқыштардың үлгі кодын тексеру үшін Arduino -ға жүктеңіз - оны осы беттің төменгі жағында табуға болады: (Motors үлгі коды)

5 -қадам: негізді жинау

Базаны жинау үшін келесі ретті ұсынамыз.

1. Алдымен кронштейндерді қолданып қозғалтқыштарды жоғарғы негізге қосыңыз. Жақшада М2 гайкалар мен болттар қолданылады. Бұрандаларды бұрап алуға асығыңыз, себебі олар өте кішкентай.
2. Arduino -ны үстіңгі тақтаға қосыңыз, Arduino кронштейнінен ажыратылғанына көз жеткізіңіз. Оны қосу үшін M2 болттарын қолданыңыз. Егер M2 болттары сіздің иелігіңізде болмаса, сіз M3 -ті де қолдана аласыз, бірақ оған күштірек күш қажет.
3. Келесі: болттарды магнитке бекітіңіз, төменгі пластинаны болттар үстіне сырғытыңыз және болттарды көрсетілген орындарға ортаңғы пластинаға бекітіңіз. Енді ортаңғы және төменгі тақтаны бекітіңіз.
4. Көрсетілген болттарды қолданып, сызық сенсорын ортаңғы тақтаға бекітіңіз. Көршілес болттарды ортаңғы тақтаға қоюды ұмытпаңыз, себебі сызық сенсоры бекітілген кезде тесіктерге енді кіруге болмайды.
5. Жоғарғы негізге қосылатын ортаңғы табаққа барлық болттарды қосыңыз.
6. Соңында, үстіңгі тақтайшаны негіздің қалған бөлігіне қойып, бекітіңіз.

6 -қадам: Магниттік ақылсыздық

Енді сіздің Wipy -ді тік тақтада сынап көрудің қиын бөлігі келеді. Бұл бөлім аздаған сынақтар мен қателіктерге негізделген, өйткені олардың арасында жақсы тепе-теңдік бар:

- Магниттер тым күшті, сондықтан дөңгелектер қозғала алмайды.- Магниттер жеткілікті күшті емес, сондықтан Випи тақтадан құлап кетеді.

Біз қолданған магниттер күшті, шамасы тым күшті. Тақтай мен магниттер арасындағы аралықтарды қолдану арқылы тартылуды азайтуға болады. Аралықтар сонымен қатар болттың жоғарғы жағы тақтаға тиіп кетпеуін қамтамасыз етеді. Аралықтарды магнитке желімнің көмегімен бекітуге болады, немесе прототиптеу кезеңінде: көптеген магнитофон.

Бізде магниттердің дұрыс жұмыс істеуі үшін бірнеше кеңестер бар:

- Дөңгелектер арасындағы магнит дөңгелектерді ұстап тұру үшін дөңгелектерді тақтаға тартуға арналған. Бұл магнит дөңгелектер деңгейінен жоғары екеніне көз жеткізіңіз.- Роботтың артқы магнитке қарай сәл бұрышта екеніне көз жеткізіңіз. Кішігірім магниттер массиві ретінде роботтың шеңбер бойымен жүруіне жол бермеуге болады.

Дөңгелектер енді сол бағытта айналуы керек. Енді тақтада көріңіз және егер ол нәтиже берсе, қуаныштан көз жасын төгіңіз. Кішкене жеңіс кешінің уақыты келді.

7 -қадам: сенсорлар көбірек, көңілді

Енді қозғалтқыштар мен магниттер екіншісімен жақсы ойнайтындықтан, Wipy -ге кейбір (пайдасыз) мүмкіндіктерді қосатын кез келді.

1. Сызық сенсоры Жинақтағы кабельді пайдаланып, сенсорды тақтаға көрсетілгендей жалғаңыз. Диаграммадағы жасыл кабель SCL үшін, ал ақ түсті SDA үшін.

2. Экран қосу Випидің сүйкімді жүзін көрсетілгендей қосайық.

3. Тоф сенсоры Ақырында, қашықтық датчигін көрсетілгендей қосыңыз. Бұл сенсор оның қолына қаншалықты жақын екенін анықтап, соған сәйкес тоқтайды. Ол сонымен қатар Wipy -ге тақтаға сурет сала бастаған кезде тақтаны сүртудің (тітіркендіргіш) мүмкіндігін береді.

4. Кодты жүктеу

Енді барлық сенсорлар қосылғаннан кейін біз кодтауды бастай аламыз. Қосылған код файлын жүктеңіз және Wipy -дің өмірге келуін қараңыз. Оны түсінуге көмектесетін кодта түсініктемелер бар. Сәйкес кітапханаларды Sketch> Кітапхананы қосу> Кітапхананы басқару бөлімінен жүктеп алғаныңызға көз жеткізіңіз. Ұшу уақытын (VL53L0X.h) сенсорлық кітапханадан табуға болады (Мұнда)

5. Қуат

Қозғалтқыштар мен Arduino -ны қуаттандыру үшін Wipy ақ тақта үстінде қуана өтіп бара жатқанда, біз сыртқы батареяны ұсынамыз. Сіз, мысалы, оны тақтаның жоғарғы бұрышына қойып, Wipy -ге кабельдерді қосуға болады. Wipy -ге екі қуат көзі қажет болады: 1 Arduino үшін және 1 фотода көрсетілгендей қозғалтқыштар үшін. Біз 2х 5В 2А шығатын қуат банкін қолдануды шештік. Біреуді тікелей Arduino -ға бекітіңіз (Vin, USB немесе қуат портында). Винге қосылған болса, Arduino мен барлық сенсорларға жеткілікті қуат бар екеніне көз жеткізіңіз.

6. Барлығын біріктіру

Барлығын біріктіру үшін біз корпусқа OLED мен ұшу уақытының датчигін жабыстыруды ұсынамыз, содан кейін екі жақты таспаны қолданып, корпусты негізге қосыңыз.

8 -қадам: Қосымша эмоциялар алғыңыз келе ме?

Өзіңіздің Wipy эмоцияңызды жасағыңыз келсе, мына жерде:

1. Растрлық кескіндерді сақтай алатын кез келген графикалық бағдарламалық жасақтаманы (Adobe Photoshop, GIMP, т.б.) қолдана отырып, таңғажайып эмоцияларды жасаңыз. Экранмен бірдей ажыратымдылыққа ие болыңыз. Біздің жағдайда бұл 128 x 32 пиксель.
2. Әрі қарай, біз бұл нүктелік карталарды кодқа түрлендіруіміз керек. Біз бұл үшін image2cpp онлайн құралын жасай аламыз. Түрлендіргіңіз келетін суреттерді жүктеңіз
3. Жүктелгеннен кейін параметрлердің ажыратымдылық пен бағдар сияқты дұрыс екеніне көз жеткізіңіз. Барлығы дұрыс болғаннан кейін, «кодты шығару форматын» «Arduino коды» етіп өзгертіңіз және эмоцияны ауыстырғыңыз келетін идентификаторды қолданғаныңызға көз жеткізіңіз.
4. Аяқтағаннан кейін «Кодты жасау» түймесін басып, Arduino эскизіндегі кодты ауыстырыңыз.

Arduino 2019 байқауында екінші орын