SKARA- Autonom Plus бассейнді қолмен тазартатын робот: 17 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

• Уақыт ақша, ал қол еңбегі қымбат. Автоматтандыру технологиясының пайда болуымен және дамуымен үй иелері, қоғамдар мен клубтар үшін бассейндерді күнделікті өмірдің қоқысы мен кірінен тазарту, жеке гигиенаны сақтау, сондай -ақ белгілі бір өмір сүру деңгейін сақтау үшін еш қиындықсыз шешімді әзірлеу қажет.
• Бұл қиыншылықты жеңе отырып, мен бассейннің бетін автоматты түрде тазартатын қолмен жұмыс істейтін машинаны жасадым. Қарапайым, бірақ жаңашыл тетіктерімен оны лас бассейнге бір түнге қалдырыңыз да, таза және дақсыз болып ояныңыз.
• Автоматта функционалдылықтың екі режимі бар, біреуі автономды, оны телефондағы түймені басу арқылы қосуға болады және өз жұмысын орындау үшін қараусыз қалдырады, ал бұтақтар мен жапырақтардың нақты бөліктерін алу үшін басқа қолмен жұмыс режимі қажет.. Қол режимінде сіз телефоныңыздағы акселерометрді қолданып, роботтың қозғалысын басқара аласыз, ол телефонда жарыс ойынын ойнауға ұқсайды. Арнайы жасалған бағдарлама Blynk қосымшасының көмегімен жасалды және акселерометр көрсеткіштері негізгі серверге және ұялы телефонға жіберіледі, содан кейін нүктелік коммутация деректері NodeMCU -ге жіберіледі.
• Бүгінгі күні де үй тазалау роботтары экзотикалық техника немесе сәнді ойыншықтар ретінде қарастырылады, сондықтан мен бұл ойды өзгерту үшін оны өз бетімше жасадым. Жобаның негізгі мақсаты - қол жетімді және арзан технологияларды қолдана отырып, автономды бассейн тазартқышты жобалау және өндіру, бұл прототиптің барлық шығындарын үнемдеу үшін, сондықтан да оны мен сияқты көп адамдар өз үйлерінде тұрғыза алады.

1 -қадам: жұмыс механизмі

Қозғалыс және жинақ:

• Біздің прототиптің негізгі механизмі қоқыс пен кірді жинау үшін үнемі айналатын конвейер таспасынан тұрады.
• Локомотив үшін гидравликалық дөңгелектерді басқаратын екі қозғалтқыш.

Навигация:

• Қолмен жұмыс режимі: Mobile акселерометрінің көмегімен Skara бағытын басқаруға болады. Сондықтан адам телефонды еңкейтуі керек.
• Автономды режим: Мен қабырғаға жақындықты сезген кезде автоматқа көмектесу үшін кедергілерді болдырмау алгоритмін толықтыратын кездейсоқ қозғалысты енгіздім. Кедергілерді анықтау үшін екі ультрадыбыстық сенсор қолданылады.

2 -қадам: CAD моделі

• CAD моделі SolidWorks -те жасалған
• Сіз осы нұсқаулықта берілген кад файлын таба аласыз

3 -қадам: компоненттер

Механикалық:

1. Лазермен кесілген панельдер -2nos
2. Акрил парағы қалыңдығы 4 мм
3. Термокол немесе полистирол парағы
4. Токарлық кесілген шыбықтар
5. Қисық пластикалық парақ (ағаштан жасалған қаптама)
6. 3D басып шығарылған бөлшектер
7. Бұрандалар мен жаңғақтар
8. Трафарет («Скара» басылымы)
9. Мысал- эпоксидті
10. Таза мата

Құралдар:

• Қағаз
• Бояулар
• Бұрыш тартқыш
• Бұрғылау
• Кескіштер
• Басқа электр құралы

Электроника:

• NodeMCU
• Бұрандалы қосқыштар: 2 істікшелі және 3 істікшелі
• Mini 360 түрлендіргіші
• Ауыстыру
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- транзистор
• 4.7K резистор
• Бір ядролы сым
• L293d- мотор жүргізушісі
• Ультрадыбыстық сенсор- 2 жоқ
• 100 айн / мин тұрақты ток қозғалтқышы - 3nos
• 12в қорғасын қышқылды батарея
• Батарея зарядтаушысы
• Дәнекерлеу тақтасы
• Дәнекерлеу сымы
• Пісіру таяқшасы

4 -қадам: 3D басып шығару

• 3D басып шығаруды менің досымның бірі үйде құрастырылған принтермен жасады
• Сіз 3D форматында басылатын 4 файлды таба аласыз

• Бөлшектер 3d CAD файлын stl форматына түрлендіру арқылы 3d басып шығарылды.

• Су доңғалағының дәстүрлі конструкцияларға қарағанда суды тиімдірек жылжытуға арналған желбезек тәрізді қанаттары бар интуитивті дизайны бар. Бұл қозғалтқыштан жүктемені аз алуға, сондай -ақ автоматтың қозғалыс жылдамдығын едәуір арттыруға көмектеседі.

5 -қадам: Лазерлік кесу панельдері мен токарлық штангалар

Бүйірлік панельдер:

• АЖЖ -ны шындыққа айналдыру үшін, прототиптің конструкциясы үшін таңдалатын материалдарды мұқият қарау керек еді, өйткені барлық құрылым таза таза көтергіштікке ие болуын талап етеді.
• Негізгі құрылымды суреттен көруге болады. Алғашқы таңдау алюминий 7 сериясымен жүру болды, себебі оның салмағы жеңіл, коррозияға жақсы төзімді және құрылымдық қаттылығы жақсы. Алайда, материал жергілікті нарықта болмағандықтан, оны жұмсақ болаттан жасауға тура келді.
• Side Frame Cad. DXF форматына түрлендіріліп, сатушыға берілді. Сіз бұл нұсқаулықта файлды таба аласыз.
• Лазерлік кесу LCG3015 -те жүргізілді
• Сіз сондай-ақ осы веб-сайтта лазермен кесуге болады (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Токарлық штангалар:

• Екі панельді біріктіретін және қоқыс жәшігіне тірек болатын шыбықтар жергілікті өндіріс дүкенінен токарлық өңдеу арқылы жасалған.
• Барлығы 4 таяқша қажет болды

6 -қадам: қоқыс жәшігінің құрылысы

• Қоқыс жәшігі сызбадан алынған өлшемдері бар электр құралдарының көмегімен кесілген акрил парақтарының көмегімен жасалады.
• Қоқыс жәшіктерінің жекелеген кесінділері суға төзімді эпоксидті шайырды қолдана отырып, жиналады және жабыстырылады.
• Бүкіл шасси мен оның компоненттері тот баспайтын болаттан жасалған 4 мм болттар мен тот баспайтын болаттан жасалған 3 шпильканың көмегімен жиналады. Қолданылатын жаңғақтар кез келген сипатқа сәйкес келмеу үшін өздігінен бекітіледі.
• Қозғалтқыштарды салу үшін акрилді парақтардың екі жағындағы дөңгелек тесік жасалды

• Батарея мен электроника корпусы 1 мм пластикалық парақтан кесіліп, корпусқа салынған. Сымдардың саңылаулары дұрыс тығыздалған және оқшауланған.

7 -қадам: флотация

• Құрылымға қатысты соңғы компонент - бұл барлық прототипке оңға көтерілуге, сондай -ақ оның ауырлық центрін шамамен барлық прототиптің геометриялық центріне дейін сақтауға арналған флотациялық қондырғылар.
• Флотациялық қондырғылар полистиролдан (термокол) жасалған. Оларды дұрыс пішіндеу үшін құмды қағаз қолданылды
• Содан кейін олар жоғарыда көрсетілген шектеулерді ескере отырып, mSeal көмегімен орындарға кадрға бекітілді.

8 -қадам: Ультрадыбыстық сенсорды қолдау

• Ол 3D басып шығарылды, ал артқы тақтайшалар қалайы табақшалардың көмегімен жасалды
• Ол mseal (эпоксидтің бір түрі) көмегімен бекітілген

9 -қадам: электроника

• 12В қорғасын қышқылды батарея бүкіл жүйені қуаттандыру үшін қолданылады
• Ол параллель конвертермен және L293d қозғалтқыш контроллерімен қосылған
• Бак түрлендіргіші жүйе үшін 12В -тан 5В -қа түрлендіреді
• IRF540n mosfet конвейерлік қозғалтқышты басқарудың цифрлық қосқышы ретінде қолданылады
• NodeMCU негізгі микроконтроллер ретінде пайдаланылады, ол ұялы байланысқа WiFi (хотспот) арқылы қосылады.

10 -қадам: конвейерлік таспа

• Ол жергілікті дүкеннен сатып алынған таза матадан жасалған
• Матаны дөңгелек етіп бекітіп, үзіліссіз етіп жасады

11 -қадам: Сурет салу

Скара синтетикалық бояулармен боялған

12 -қадам: Skara Symbol лазерлік кесу

• Трафарет менің досымның қолымен жасалған лазер көмегімен кесілген.
• Лазерлік кесу жасалған материал - жапсырма парағы

13 -қадам: кодтау

Алдын ала кодтау элементтері:

• Бұл жоба үшін мен NodeMCU бағдарламалау үшін Arduino IDE қолдандым. Егер сіз бұрын Arduino қолданған болсаңыз, сізге Python немесе Lua сияқты жаңа бағдарламалау тілін үйренудің қажеті жоқ.

• Егер сіз мұны бұрын ешқашан жасамаған болсаңыз, алдымен Arduino бағдарламалық жасақтамасына ESP8266 тақтасын қолдауды қосуыңыз керек.
• Сіз Windows, Linux немесе MAC OSX үшін ең соңғы нұсқаны Arduino веб -сайтынан таба аласыз: https://www.arduino.cc/en/main/software Тегін жүктеп алыңыз, компьютерге орнатыңыз және іске қосыңыз.
• Arduino IDE қазірдің өзінде көптеген тақталардың қолдауымен келеді: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún және т. ESP8266 негізгі тақтасына кодты жүктеу үшін алдымен оның қасиеттерін Arduino бағдарламалық жасақтамасына қосу қажет болады. Файл> Параметрлер тармағына өтіңіз (Windows операциялық жүйесінде Ctrl +); Қосымша тақта менеджерінің мәтіндік жәшігіне келесі URL мекенжайын қосыңыз (Параметрлер терезесінің төменгі жағындағы):
• Егер мәтіндік жолақ бос болмаса, бұл Arduino IDE -ге бұрын басқа тақталарды қосқан дегенді білдіреді. Алдыңғы URL мекенжайы мен жоғарыдағы үтірдің соңына үтір қосыңыз.

• «Ok» түймесін басып, «Параметрлер» терезесін жабыңыз.

• Құралдар> Тақта> ESP8266 тақтасын қосу үшін тақта менеджері тармағына өтіңіз.
• Мәтін жолағына «ESP8266» теріңіз, «esp8266 by ESP8266 қауымдастығын» таңдап, оны орнатыңыз.
• Енді сіздің Arduino IDE жалпы ESP8266, NodeMcu (мен осы оқулықта қолдандым), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos және т.
• Бұл жобада мен Blynk кітапханасын қолдандым. Blynk кітапханасы қолмен орнатылуы керек. Blynk кітапханасын https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… жүктеп алыңыз. Файлды ашыңыз және қалталарды Arduino IDE кітапханаларына/құралдар қалтасына көшіріңіз.

Негізгі кодтау:

• Кодты жүктемес бұрын сізге Blynk аутентификация кілті мен WiFi тіркелгі деректерін (ssid және пароль) жаңарту қажет болады.
• Төменде берілген кодты және кітапханаларды жүктеңіз.
• Arduino IDE -де берілген кодты («соңғы код») ашыңыз және оны NodeMCU -ге жүктеңіз.

• Смартфонның кейбір сенсорларын Blynk көмегімен де қолдануға болады. Бұл жолы мен роботты басқару үшін оның акселерометрін қолданғым келді. Телефонды еңкейтіңіз, сонда робот солға/оңға немесе алға/артқа жылжиды.

14 -қадам: кодты түсіндіру

• Бұл жобада мен тек ESP8266 және Blynk кітапханаларын пайдалануым керек болды. Олар кодтың басында қосылады.
• Сізге Blynk авторизация кілті мен Wi-Fi тіркелгі деректерін конфигурациялау қажет болады. Осылайша сіздің ESP8266 Wi-Fi маршрутизаторына қол жеткізе алады және Blynk серверінен пәрмендерді күтеді. «Авторизация кодын теріңіз», XXXX және YYYY аутентификация кілтімен (сіз оны электрондық поштаңызға аласыз), SSID және Wi-Fi желісінің құпия сөзімен ауыстырыңыз.
• H-көпірге қосылған NodeMCU түйреуіштерін анықтаңыз. Сіз әр істіктің GPIO нөмірінің әріптік мәнін (D1, D2, т.б.) пайдалана аласыз.

15 -қадам: Blynk орнатыңыз

• Blynk - бұл Интернет байланысы арқылы аппараттық құралдарды қашықтан басқаруға арналған қызмет. Бұл сізге Интернет заттарының гаджеттерін оңай құруға мүмкіндік береді және Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi және т.
• Сіз оны Android немесе iOS смартфонынан (немесе планшеттен) қашықтағы құрылғыға деректерді жіберу үшін пайдалана аласыз. Сондай -ақ, мысалы, сенсорлар арқылы алынған деректерді оқуға, сақтауға және көрсетуге болады.
• Blynk қосымшасы пайдаланушы интерфейсін құру үшін қолданылады. Ол виджеттердің алуан түріне ие: түймелер, жүгірткілер, джойстик, дисплейлер және т.
• Оның «энергия» ұғымы бар. Пайдаланушылар 2000 ақысыз энергия нүктесінен бастайды. Қолданылатын виджеттер (кез келген жобада) энергияны тұтынады, осылайша жобаларда қолданылатын виджеттердің максималды санын шектейді. Мысалы, түйме 200 энергия нүктесін тұтынады. Осылайша, интерфейсті 10 түймені құруға болады, мысалы. Пайдаланушылар қосымша энергия нүктелерін сатып ала алады, неғұрлым күрделі интерфейстер және/немесе бірнеше түрлі жобалар жасай алады.
• Blynk қосымшасының командалары Интернет арқылы Blynk серверіне жүктеледі. Басқа аппараттық құрал (мысалы, NodeMCU) бұл командаларды серверден оқу және әрекеттерді орындау үшін Blynk кітапханаларын қолданады. Аппараттық құрал қосымшада көрсетілуі мүмкін кейбір деректерді серверге бере алады.
• Android немесе iOS үшін Blynk қосымшасын келесі сілтемелерден жүктеңіз:
• Бағдарламаны орнатыңыз және жаңа есептік жазба жасаңыз. Осыдан кейін сіз бірінші жобаны жасауға дайын боласыз. Сізге Blynk кітапханаларын орнату және авторизация кодын алу қажет болады. Кітапхананы орнату процедурасы алдыңғы қадамда сипатталған.
• · BLYNK_WRITE (V0) функциясы акселерометр мәндерін оқу үшін қолданылды. У осіндегі үдеу роботтың оңға/солға бұрылуын бақылау үшін пайдаланылды, ал з осінің үдеуі роботтың алға/артқа қозғалуы керектігін білу үшін қолданылады..
• Blynk қосымшасын мобильді Drag акселерометріне Widget Box -тен жүктеп алып, оны бақылау тақтасына қойыңыз. Түйме параметрлері астында виртуалды түйреуішті шығыс ретінде тағайындаңыз. Мен V0 виртуалды пинін қолдандым. Сіз Blynk қосымшасында растау белгісін алуыңыз керек.
• Жоба параметрлеріне өтіңіз (жаңғақ белгісі). Қолмен/Автономды батырмасы үшін мен V1 -ді конвейерлік таспада қолдандым, V2 -ді шығыс ретінде қолдандым.
• Сіз суреттерде соңғы қосымшаның скриншотын көре аласыз.

16 -қадам: Қорытынды жиналыс

Мен барлық бөлшектерді қостым

Осылайша жоба аяқталды

17 -қадам: Несие

Мен достарыма алғыс айтқым келеді:

1. Zeeshan Mallick: CAD үлгісінде, шасси өндірісінде маған көмектеседі

2. Ambarish Pradeep: Мазмұн жазу

3. Патрик: 3d басып шығару және лазерлік кесу

IoT Challenge екінші жүлдесі