Wipy: Pastruesi i Tabelës së Motivuar Shumë: 8 Hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Prezantimi

A jeni lodhur ndonjëherë duke pastruar dërrasën e bardhë? A keni menduar ndonjëherë se sa do të përmirësohej jeta juaj nëse një robot do ta bënte këtë për ju? Tani keni mundësinë ta bëni këtë realitet me Wipy: pastruesin e tepërt të motivuar të tabelës. Wipy do të pastrojë siç duhet vizatimet tuaja të turpshme të këqija, dhe madje do ta bëjë atë me një buzëqeshje të lezetshme. As nuk keni nevojë ta aktivizoni! Thjesht do të pastrojë dërrasën kur më së paku e prisni … Uhhh …*kollë kollë*… ne, natyrisht, nënkuptojmë: kur keni më shumë nevojë për të!

Karakteristikat:

- Miku ynë i ardhshëm do të jetë në gjendje të qëndrojë në tabelë duke përdorur magnet dhe është në gjendje të lëvizë nëpër hapësirë duke përdorur rrota të mbërthyera.- Do të jetë në gjendje të ndjekë një vijë dhe ta fshijë atë duke përdorur një sensor që ndjek linjën dhe një sfungjer.- Wipy ka aftësia për të matur distancën në dorën tuaj duke përdorur një sensor të kohës së fluturimit.-Ne do t'i japim Wipy-t një personalitet të lezetshëm duke përdorur një ekran të vogël OLED.

Projekti u krye si pjesë e seminarit të Projektimit Kompjuterik dhe Prodhimit Dixhital në programin master ITECH.

Lasath Siriwardena, Simon Lut & Tim Stark

Hapi 1: Logjika e Wipy

Wipy punon bazuar në bashkëveprimin midis sensorit të linjës dhe sensorit të kohës së fluturimit. Në varësi të llojit të linjës që zbulon dhe sa e afërt është dora juaj, Wipy reagon në një numër mënyrash siç shihet në diagram.

Hapi 2: Komponentët dhe Teoria

Për të ri-krijuar këtë pjesë të mahnitshme të teknologjisë së përparuar të fshirjes do t'ju duhen artikujt e mëposhtëm:

Komponentët

Për të krijuar shasinë e robotit, do t'ju duhet qasje në një prestar lazer. Për rastin, u përdor një printer 3d.

Elementet e pllakës bazë ishin të gjitha të prera nga një fletë pleksiglas 500 x 250 x 4 mm.

Ne gjithashtu sugjerojmë që të merrni një Arduino Kit i cili do të përfshijë shumë nga përbërësit themelorë për këtë projekt (Amazon)

Baza & Rasti

1 x Rast i printuar 3D

1 x Pllakë bazë (Lasercut)

1 x Pllakë bazë e mesme (Lasercut)

1 x Pllakë bazë e poshtme (Lasercut)

36 x M3 Arra

5 x M3 Bulona 15 mm

4 x M3 Bulona 30 mm

2 x magnete (i kemi këtu)

Elektronika kryesore

1 x Arduino Uno R3 ose ekuivalent gjenerik - (Amazon)

1 x Mburoja e Zgjerimit Arduino (Përfshirë në çantën fillestare)

1 x Mini Breadboard (e përfshirë në çantën fillestare)

19 x tela Jumper (Të përfshira në çantën fillestare)

11 x [OPTIONAL EXTRA] Telat e bluzave pa saldim - (Amazon)

1 x Power bank me minimumi 2 fole USB - (Amazon). Shmangni bankat e lira të energjisë pasi burimi i energjisë mund të jetë jo i besueshëm.

1 Spool x CCA tela binjake për lidhjen e bankës së energjisë me Arduino & Motors - (Amazon)

1 x Blloqe Terminale të Vidhave - (Amazon)

Sensorë dhe Motorë

1 x Mikro -motorë, Komplet rrotash dhe Kllapa - (Pimoroni)

1 x [OPTIONAL SPARE] Kllapa motorike Skedar printimi 3D - (Thingiverse)

1 x 0.91 Ekran OLED - (Amazon

1 x IC L293D Motor Driver - (Amazon)

Sensor 1 x 5 kanalësh për përcjelljen e linjës IR - (Amazon)

1 x Sensori i kohës së fluturimit (VL53L0X) - (Amazon)

Mjetet

- Kaçavidë me kokë Phillips

- Kaçavidë me kokë të sheshtë

- Thikë artizanale

- Shirit kanal

Teori

Sensori i Ndjekjes së Linjës

Një grup prej pesë sensorësh IR përdoret në sensorin e linjës. Këta sensorë IR janë në gjendje të zgjedhin në gjendje të marrin ngjyrën. Sensori ka një emetues dhe një marrës. Emetuesi është në gjendje të gjuajë valë infra të kuqe, nëse një sipërfaqe është shumë reflektuese (si një sipërfaqe e bardhë), ajo ndërsa reflekton më shumë nga valët përsëri në marrësin IR. Nëse sipërfaqja thith rrezatimin, si një ngjyrë e zezë, marrësi IR do të marrë më pak rrezatim. Për të ndjekur linjën nevojiten të paktën dy sensorë.

Për të kontrolluar motorët DC, do t'ju duhet një lloj drejtuesi për t'i kontrolluar ato. IC I2C L293D Motor Driver IC L293D është një drejtues motorësh që është një mënyrë e lirë dhe relativisht e thjeshtë për të kontrolluar shpejtësinë dhe drejtimin e rrotullimit të dy motorëve DC. Për një informacion më të thellë në lidhje me L293D, Lastminuteengineers ka një përmbledhje fantastike:

Sensori i kohës së fluturimit: Ky sensor është në gjendje të masë distancën duke përdorur një parim që tashmë është thënë në mënyrë të përshtatshme në titullin e sensorit: koha e fluturimit. Sensorshtë një sensor shumë i saktë dhe mund të gjendet në për shembull dronët ose sistemet LiDAR. Shtë në gjendje të gjuajë një lazer në një drejtim të caktuar dhe të masë kohën që duhet që lazeri të kthehet, nga kjo, distanca mund të llogaritet.

Hapi 3: Përgatitja e Rastit Bazë

Trupi i Wipy vjen në dy pjesë; një bazë të prerë me lazer dhe një kuti të printuar 3d.

1. Për bazën, mund të pritet me lazer ose të prerë me dorë në varësi të materialit. Ju lutemi gjeni skedarin e bashkangjitur në pjesën e përbërësve. Ne sugjerojmë përdorimin e materialeve të forta por të lehta si fletët akrilike (3 - 4 mm) ose kompensatë (2.5 - 3 mm). Gjatë fazës sonë të prototipimit, ne përdorëm bërthamën e shkumës 10 mm e cila funksionoi veçanërisht mirë dhe dizajni aktual duhet të funksionojë me të (do të nevojitet një rregullim i mirë). Shkuma e bërthamës është gjithashtu e lehtë për tu prerë me dorë për njerëzit pa qasje në hapëse lazer.

2. Rasti u shtyp me PLA me një lartësi shtrese prej 0.2 mm dhe një densitet mbushjeje prej 25%. Ne gjithashtu sugjerojmë një trashësi muri prej 0.8mm.

Hapi 4: Montimi i Elektronikës: Shofer Motor & I2C

Në montimin e pajisjeve elektronike ne së pari do të fillojmë me Shoferin e Motorit L293D.

1. Ngjiteni mini-panin e bukës në mburojën e zgjerimit Arduino.
2. Vendoseni L293D në fundin e mini bordit të bukës (ku pjesa e vogël plastike e lidhjes ngjitet në anën e shkurtër). Shënim, rrethi i plotë në majë të L293D duhet të jetë në fund të tabelës.
3. Lidhni së pari të gjitha telat e kërcyesit pa saldim
4. Lidhni telat e mbetur në Arduino dhe më pas në motorët. Nuk ka rëndësi nëse ngatërroni rendin e telave për motorët tuaj, pasi do të zbuloni pasi motori juaj të kthehet në rrugën e gabuar.
5. Ngarko kodin mostër të motorëve në Arduino për t'i provuar ato - mund të gjendet në fund të kësaj faqe: (kodi mostër Motors)

Hapi 5: Montimi i Bazës

Për të mbledhur bazën, ne sugjerojmë rendin e mëposhtëm.

1. Së pari, lidhni motorët me bazën e sipërme duke përdorur kllapat. Kllapat përdorin arra dhe bulona M2. Merrni me kujdes vidhosjen e bulonave pasi ato janë mjaft të vogla dhe të çoroditura.
2. Lidheni Arduino me pllakën e sipërme, sigurohuni që Arduino të jetë shkëputur nga kllapa e tij. Përdorni bulona M2 për ta lidhur atë. Nëse bulonat M2 nuk janë në zotërimin tuaj, ju gjithashtu mund të përdorni M3, por kërkon pak më shumë forcë brutale.
3. Tjetra: bashkoni bulonat në magnet, rrëshqitni pllakën e poshtme mbi bulonat dhe ngjitni bulonat në pllakën e mesme në vendet e treguara. Tani bashkoni pllakën e mesme dhe të poshtme.
4. Bashkangjisni sensorin e linjës në pllakën e mesme duke përdorur bulonat e treguar. Sigurohuni që të vendosni edhe bulonat fqinje në pllakën e mesme, pasi vrimat nuk janë më të arritshme kur sensori i linjës është i bashkangjitur.
5. Shtoni të gjitha bulonat në pllakën e mesme që lidhen me bazën e sipërme.
6. Së fundi, vendoseni dhe shtrëngoni pllakën e sipërme të bazës në pjesën tjetër të bazës.

Hapi 6: Çmenduria e magnetit

Tani vjen pjesa e ndërlikuar, duke provuar Wipy -in tuaj në një dërrasë të bardhë vertikale. Kjo pjesë bazohet në pak prova dhe gabime pasi ekziston një ekuilibër i mirë midis:

- Magnetët janë shumë të fortë, kështu që rrotat nuk mund të lëvizin.- Magnetët nuk janë aq të fortë saqë Wipy bie nga bordi.

Magnetët që përdorëm janë të fortë, ndoshta pak më të fortë. Duke përdorur ndarës midis tabelës dhe magneteve, tërheqja mund të zvogëlohet. Hapësira ndarëse gjithashtu sigurojnë që pjesa e sipërme e bulonës të mos prekë dërrasën e bardhë. Ndarësit mund të ngjiten në magnet duke përdorur zam, ose, në fazën e prototipimit: shumë kaseta duck.

Ne kemi disa këshilla për funksionimin e duhur të magneteve:

- Magneti midis rrotave ka për qëllim të tërheqë rrotat në dërrasë në mënyrë që rrotat të kenë më shumë kontroll. Sigurohuni që ky magnet të jetë vetëm më i lartë se niveli i rrotave.- Sigurohuni që roboti të jetë në një kënd të vogël drejt magnetit të pasmë.- Filloni të eksperimentoni me më shumë magnete (më të vegjël) në anën e pasme. Si një grup magnetësh më të vegjël mund të fillojë të parandalojë robotin të ngasë në qarqe.

Rrotat tani duhet të rrotullohen në të njëjtin drejtim. Tani, provojeni në tabelë dhe qani me lot gëzimi nëse më në fund funksionon. Tani është koha për një festë të vogël fitoreje.

Hapi 7: Më shumë sensorë, më shumë argëtim

Tani që motorët dhe magnetët luajnë bukur me tjetrin, është koha për të shtuar disa veçori (të padobishme) në Wipy.

1. Sensori i linjës Duke përdorur kabllon e përfshirë, lidhni sensorin e linjës me tabelën e bukës siç tregohet. Kablloja jeshile në diagram është për SCL dhe e bardha është për SDA.

2. Shto ekran Le të shtojmë fytyrën e bukur të Wipy siç tregohet.

3. Sensori TofMë në fund, shtoni sensorin e distancës siç tregohet. Ky sensor do të zbulojë se sa afër është me dorën dhe do të ndalet në përputhje me rrethanat. Gjithashtu i jep Wipy -it tiparin (të bezdisshëm) të fshirjes së tabelës në momentin kur filloni të vizatoni në tabelë.

4. Kodi i Ngarkimit

Tani që të gjithë sensorët janë të lidhur, ne mund të fillojmë kodimin. Ngarko skedarin e kodit të bashkangjitur dhe shiko që Wipy të vijë në jetë. Ka komente në kod për t'ju ndihmuar ta kuptoni atë. Sigurohuni që të shkarkoni bibliotekat e duhura nga Sketch> Include Library> Manage Library. Biblioteka e sensorit të kohës së fluturimit (VL53L0X.h) mund të gjendet (Këtu)

5. Fuqia

Për të ndezur motorët dhe Arduino -n ndërsa Wipy po kalon me gëzim mbi dërrasën e bardhë ne rekomandojmë një bateri të jashtme. Për shembull, mund ta vendosni këtë në këndin e sipërm të tabelës dhe të drejtoni kabllot tek Wipy. Wipy do të ketë nevojë për dy furnizime me energji elektrike: 1 për Arduino dhe 1 për motorët siç tregohet në foto. Ne vendosëm të përdorim një bankë energjie që prodhon 2x 5V 2A. Bashkangjitni një direkt në Arduino (ose në Vin, USB ose në prizë). Sigurohuni që nëse jeni të lidhur me Vin që ka fuqi të mjaftueshme për Arduino dhe të gjithë sensorët.

6. Vendosja e të gjitha së bashku

Për t'i vënë të gjitha së bashku, ne sugjerojmë të ngjitni kasën OLED dhe sensorin Koha e Fluturimit dhe pastaj duke përdorur shirit të dyanshëm, lidhni kutinë me bazën.

Hapi 8: Dëshironi më shumë emocione të fshira?

Dëshironi të krijoni emocionin tuaj Wipy, ja si:

1. Krijoni emocionet tuaja të mahnitshme duke përdorur çdo softuer grafik (Adobe Photoshop, GIMP, etj) që mund të kursejë imazhe bitmap. Sigurohuni që të keni një rezolutë të njëjtë me ekranin tuaj. Për rastin tonë është 128 x 32 px.
2. Tjetra, ne duhet t'i konvertojmë këto bitmap në kod. Ne mund të përdorim mjetin online image2cpp për këtë. Ngarko imazhet që dëshironi të konvertoni
3. Pasi të keni ngarkuar, sigurohuni që cilësimet të jenë të sakta si rezolucioni dhe orientimi. Pasi gjithçka është e saktë, ndryshoni "Formatin e daljes së kodit" në "Arduino Code" dhe sigurohuni që të përdorni një identifikues të njëjtë me çfarëdo emocioni që dëshironi të zëvendësoni.
4. Pasi të keni mbaruar klikoni "Generate Code" dhe zëvendësoni kodin në Arduino Sketch.

Vrapues në Konkursin Arduino 2019