LF i bazuar në PIC dhe shmangia e robotit: 16 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Prezantimi

Në këtë udhëzues do të mësoni të bëni një robot që ndjek dhe shmang dritën. Frymëzimi im vjen nga robotët që imitojnë sjelljen e zakonshme njerëzore, për shembull ju nuk do të futeni vetëm në një mur pa asnjë arsye. Truri juaj komunikon me muskujt/ organet tuaja dhe menjëherë do t'ju ndalojë. Truri juaj punon shumë ngjashëm me një mikrokontrollues bazë që merr inputet dhe i përpunon ato në dalje, në këtë rast truri juaj mbështetet në sytë tuaj për informacion. Në të njëjtën kohë është e pranueshme të futesh në një mur kur dikush është i verbër. Truri juaj nuk merr hyrje nga sytë tuaj dhe nuk mund ta shohë murin. Ky robot nuk do të jetë vetëm një ndërtim i plotë në fund, por një përvojë interesante e të mësuarit në lidhje me komponentët elektronikë bazë, DIY dhe aftësitë e projektimit për të krijuar diçka, dhe e di që do ta shijoni. Unë e di se ka metoda shumë më të lehta dhe konvencionale ku nuk keni nevojë të ndërtoni qarqe vetë dhe të përdorni module bazë për të arritur të njëjtin rezultat, por unë mora një qasje më të ndryshme, përveç kësaj nëse jeni një arrë DIY si unë dhe kërkoni mësoni diçka të re ky është projekti perfekt për ju! Ky robot do të ndjekë dritën dhe kur një prekës prek murin do të kthehet dhe kthehet, kështu që këto janë funksionet themelore për këtë robot. Shpresoj të më shijoni projektin!

Hapi 1: Lista e materialeve

Pajisjet elektronike

Rezistencat

· Rezistencë 10K, att vat (x20)

· Rezistencë 2.2K, att vat (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· Rezistencë 1K, ¼ vat (x10)

· Rezistencë 220 ohm, ¼ vat (x4)

· Rezistencë 22K ¼ vat (x10)

Kondensatorët

· 10pf qeramike (x5)

· 2200uf elektrolitik, 25V (x2)

· 10nf qeramike (x4)

Gjysmëpërçuesit

· Transistor fuqie BD 139 NPN (x4)

· Transistor fuqie BD 140 PNP (x4)

· BC 327 transistor PNP (x4)

· Rregullatorët e tensionit LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· Mikrokontrollues PIC16F628A (x1)

· LED 5mm (ngjyra e zgjedhur nga ju) (x3)

Hardware

· Fletët e dërrasës së kompensatës

· Arrë ndarëse 5mm x 60mm (x4)

· Rrufe 5mm x 20mm (x8)

· Motorë me ingranazhe 12V 500mA (x2)

· Rrota 60mm shkumë (x2)

· Lidhëset e shqopës femërore (kërcyese) (x50)

· Bateri motorike 12V, 7.2Ah Gate (opsionale, bateri më e vogël mund të përdoret, por sigurohuni që të jetë 12V).

· Tela 2mm (10m)

· Kunjat e lidhësit të shqopës (bluzë) mashkullore (x50)

· Tub 3mm për tkurrjen e nxehtësisë (2m)

Hapi 2: Ndërtimi i qarqeve

Ndërtimi i qarqeve është mjaft i drejtë përpara, kjo është një përvojë e madhe mësimore për ata që nuk e kanë bërë kurrë më parë dhe praktikë e mirë për ata që kanë. Ju gjithmonë mund të provoni një metodë të ndryshme, por unë preferoj të përdor Veroboard sepse është më e lehtë me gjurmët që kalojnë për t'u bashkuar. Unë rekomandoj para ndërtimit të qarkut aktual për të bërë një model në tabelën e bukës dhe për të hartuar paraqitjen tuaj Veroboard për qarkun tuaj në letër, kjo tingëllon si shumë punë tani, por do të paguhet kur ndërtoni qarqet tuaja (veçanërisht për pikat referuese)

Ndërtimi i H-Urave

H-Bridge është një qark që është përgjegjës për drejtimin e motorëve tuaj i cili merr sinjal nga mikrokontrolluesi dhe ndalon ose i kthen motorët (ky është një U-H i modifikuar me 4011 i cili vepron si qark mbrojtës dhe shton më shumë tiparet e kontrollit). Më poshtë janë imazhet e diagramit të qarkut, paraqitjen e bordit Vera dhe qarkun përfundimtar (Mos harroni të ndërtoni 2 U-H, një për secilin motor).

Hapi 3: Ndërtimi i Qarqeve LDR

Qarqet LDR veprojnë si sy për robotin i cili ndjen praninë e dritës dhe dërgon një sinjal tensioni në mikrokontrolluesin PIC, në mënyrë që të amplifikojë sinjalin e tensionit për PIC unë kam përdorur një amplifikator operacional 741. Mos harroni të ndërtoni 2 qarqe, një për secilin sy të robotit.

Hapi 4: Ndërtimi i Qarkut Mbështetës të PIC

Ky është qarku që është truri i robotit.

Hapi 5: Ndërtimi i Qarqeve Rregulluese të Tensionit

Furnizimi kryesor i tensionit që vjen në robot do të jetë 12V, kjo do të thotë që duhet të ketë një rregullator të tensionit në qarqet H-Bridge sepse ato punojnë në 9V dhe në qarqet PIC dhe LDR të cilat të dy punojnë në 5V. Tensioni gjithashtu duhet të jetë i qëndrueshëm për të mos dëmtuar përbërësit, këto qarqe do të rregullojnë tensionin, mos harroni të ndërtoni 2 qarqe. (Të gjitha imazhet janë më poshtë). Pasi të keni përfunduar qarqet vendosini ato në tensionin e duhur duke e kthyer VR dhe duke matur duke përdorur shumë metra. Mos harroni qarqet LDR dhe PIC kanë nevojë për +5V. Dhe H-Bridges kanë nevojë për +9V.

Hapi 6: Shtimi i kunjave në qark

Tani që keni ndërtuar qarqet tuaja është koha për t'u bashkuar në kunjat e kokës. Një metodë tjetër është lidhja e telit drejtpërdrejt në tabelë, por unë zbuloj se prishjet e telit janë më të zakonshme atëherë. Për të përcaktuar se ku të lidhni kunjat në paraqitjen Veroboard të çdo qarku, në çelësat nën modelin e qarkut do të gjeni simbolet për kunjat e kokës dhe pastaj thjesht shikoni modelin tuaj të qarkut, numëroni vrimat tuaja në tabelë për të ndjekur paraqitjen dhe pastaj vetëm lidhni kunjin. (Simboli që duhet të kërkoni do të jepet në një imazh). Mos harroni të zgjidhni paraqitjen e duhur për qarkun e duhur.

Hapi 7: Thyerja e gjurmëve të Veroboard

Qarqet tuaja pothuajse kanë përfunduar; gjëja më e rëndësishme që mbetet për të bërë tani është të prishësh gjurmët në Veroboard. Përsëri ndiqni të njëjtin parim duke përdorur çelësat në secilin qark për të përcaktuar se ku të prishni gjurmët, sigurohuni që të thyeni gjurmët deri në fund, unë kam përdorur një thikë artizanale (hobi). (Do të jepet një imazh i çelësit dhe një shembull i ndërprerjes së pistës).

Hapi 8: Kodimi i PIC

Tani që keni përfunduar qarqet tuaja mund të filloni të bëni pjesën kryesore të robotit, duke koduar PIC, kodimi i PIC është drejtpërdrejt përpara, kodi është shkruar në MPLab X, kodi burim dhe skedari i firmware (.hex) ofrohet në pakoja zip. Për të ndezur firmware -in në kontrolluesin PIC mund të përdorni çdo programues të disponueshëm.

Hapi 9: Futja e mikroçipave

Tani që keni përfunduar pjesën më të madhe të punës tuaj me qarqe është koha për gjënë e fundit, duke futur mikroçipet. Kjo është një detyrë mjaft e lehtë, por është ende e ndërlikuar, shumica e mikroçipave tuaj vijnë me sfungjerë të çuditshëm kur i blini nga dyqani, mund të pyesni pse, por patate të skuqura janë statike të ndjeshme që do të thotë se ju nuk mund t'i prekni me duart tuaja nëse nuk janë të veshur me një brez statik. Kjo përfshin 4011 dhe PIC, kështu që kini kujdes dhe mos prekni kunjat e këtyre mikroçipave, përndryshe do t'i dëmtoni ato. (Sigurohuni që po futni çipin në anën e duhur, do të jepet një shembull).

Hapi 10: Testimi i qarqeve

Qarqet tuaja tani janë të plota; është koha për t'i testuar ato! Për të testuar qarqet tuaja do t'ju duhet një multimetër (një multimetër është një pajisje që mat dallimet në tension, rrymë dhe rezistencë), për fat të mirë multimetri modern ka disa funksione të tjera. Para së gjithash ju duhet të bëni një inspektim vizual bazë të qarkut, duke kontrolluar për ndonjë çarje, prishje telash dhe shkyçje. Pasi të jeni të kënaqur për këtë është e rëndësishme të kontrolloni të gjitha polaritetet në qark, për shembull: transistorët tuaj duhet të jenë në rrugën e duhur dhe mikroçipet tuaj duhet të futen siç duhet. Pas kësaj është koha për të kontrolluar pjesën e poshtme të tabelës së qarkut, kontrolloni për çdo pantallona të shkurtra në mes të gjurmëve në mënyrë vizuale dhe pastaj vetëm për t'u siguruar që të merrni një thikë artizanale dhe thjesht ta ndani atë midis shinave metalike të tabelës për t'u siguruar. Gjëja e fundit që duhet të keni kujdes janë pushimet tuaja, bëni një inspektim vizual të secilës pushim në qarkun tuaj për t'u siguruar që pista të jetë thyer deri në fund. Për të kontrolluar siç duhet, duhet të rregulloni cilësimet e multimetrave tuaj në vazhdimësi (një imazh do të jepet më poshtë) dhe të vendosni njërën plumb në njërën anë të pistës Brocken dhe tjetrën në anën tjetër, nëse multimetri juaj bip, pushimi juaj është i gabuar dhe ju duhet ta bëni përsëri. Unë këshilloj që të testoni secilin qark individualisht për të mos u ngatërruar. (Rregulloni të gjitha gabimet tuaja para se të bëni hapin tjetër). Mos harroni të drejtoni qarqet me rregullimin e duhur të tensionit:

· H-Urat: 9V

· LDR + PIC: 5V

Hapi 11: Montimi i Trupit të Robotit

Tani që puna juaj e qarkut është përfunduar, është koha për të bërë vetë, tani ne do të montojmë pjesën e sipërme të robotit. Pjesa e sipërme në thelb përbëhet nga të gjitha qarqet dhe sensorët. Para së gjithash ju duhet të shponi vrima në dërrasën tuaj të kompensatës për arrat dhe vidhat ndarëse, shponi një centimetër nga njëra anë në çdo cep (nuk është me të vërtetë e rëndësishme se ku zgjidhni të shponi vrimat tuaja për sa kohë që struktura juaj është e qëndrueshme dhe korrespondon tek vrimat e shpuara në tabelën e poshtme). Tani ka ende shumë shpime për të bërë…..nëse ju vendosni të montoni tabelën tuaj në arra me distancë, ju duhet të shponi shat për to (shikoni diametrin e arrës tuaj dhe zgjidhni stërvitjen në përputhje me rrethanat), ju gjithashtu duhet të shponi vrima në pajisjen tuaj. qark, jini të kujdesshëm kur e bëni këtë për të mos dëmtuar tabelën dhe zgjidhni se ku dëshironi të jenë vrimat sipas paraqitjes së tabelës tuaj të qarkut (për të mos dëmtuar gjurmët). Një metodë tjetër më e lehtë është thjesht ngjitja e dërrasave në kompensatë (kur e bëni këtë, përpiquni t'i përmbaheni paraqitjes sime, H-Bridges të montuara në pjesën e pasme, etj.)

Hapi 12: Montimi i Trupit të Robotit (pjesa 2)

Tani që keni mbledhur pjesën e sipërme, është koha për të mbledhur pjesën e poshtme. Në pjesën e poshtme do të vendosen të gjithë rregullatorët e tensionit, motorët lëvizës dhe kondensatorët. Hapi juaj i parë do të jetë montimi i motorëve në tabelën e kompensatës. Unë preferoj dy mënyra themelore për të montuar motorët, ose i montoni në mes të panelit të kompensatës ose në njërën anë të zgjedhjes suaj. Nëse vendosni të montoni motorët anash, duhet të mbani mend të blini një volant të përparmë për të ndihmuar robotin të balancojë dhe manovrojë vetë siç duhet. Mos harroni të bëni disa matje dhe kontrolle themelore para se të montoni siç duhet motorët tuaj, unë rekomandoj montimin e motorit me zinxhirë kabllo që është i lirë dhe i lehtë për tu përfunduar, së pari ngjitni nxehtësisht motorin tuaj sipas matjeve tuaja të dëshiruara pastaj shponi dy vrima në të dy anët e motor në kompensatë dhe thjesht përdorni një kravatë me zinxhir për ta mbajtur atë (mos harroni të shtrëngoni kravatën tuaj me zinxhir siç duhet). Vendosja e rregullatorëve dhe kondensatorëve do të jetë e lehtë (improvizoni me hapësirën që keni në kompensatë) dhe montojini ato duke përdorur metodën e arrës spacer ose ngjitësin e nxehtë, (rekomandoj ngjitjen e kondensatorëve). Më në fund shponi vrima për montimin e tabelës së sipërme (përdorni të njëjtat matje si në pjesën e sipërme), unë rekomandoj shpimin e vrimave më të vogla dhe shtypni duke i përshtatur arrat e ndarësit.

Hapi 13: Instalimet elektrike

Tani që keni bashkuar, kontrolluar dhe montuar qarqet tuaja, është koha për të lidhur gjithçka. Bazat e instalimeve elektrike janë që të gjitha qarqet përfundimisht do të lidhen me PIC e cila do të përpunojë dhe dërgojë informacion, mbani mend se instalimet tuaja janë shumë të rëndësishme dhe duhet të siguroheni që gjithçka është e saktë. Ok, tani për mënyrën e telave, tani e kuptoni pse zgjodha të shkoj me metodën e pin pinit, sepse e bën më të lehtë. Nëse keni tela bluzë femër, mund t'i lidhni shpejt dërrasat së bashku, nëse jo, thjesht mund të lidhni tela normale në kunjin e shqopës (kërcyesit janë më të mirë, sepse nëse keni gabuar kunjat nuk keni pse të ribashkoni). Një diagram i instalimeve elektrike do të jepet në figurë.

Hapi 14: Bashkimi dhe lidhja e furnizuesve

Roboti juaj do të përdorë dy ndezës për të ndjerë murin përballë tij. Lidhja e tarifave është mjaft e thjeshtë, në thelb dy çelsat e tij mikro që veprojnë si vidhosës majtas dhe djathtas. Ngjitini ato në pjesën e përparme të tabelës tuaj të dytë. Diagrami i qarkut të lidhjeve do të jepet më poshtë. (Mos harroni të kuptoni kunjat e mikroçelësit, p.sh. COM).

Hapi 15: Testimi i robotit

Mirë, ky është momenti i fundit që keni pritur, për të ndezur përfundimisht robotin tuaj për herë të parë !! Mos u nxirrni shumë tani kjo kurrë nuk funksionon herën e parë, nëse ndodh TI JENI NDURTUES NJ ONE LUCK !! Tani mos u zhgënjeni nëse nuk funksionon, mos u shqetësoni patjetër që do të ndodhë së shpejti. Më poshtë kam bërë një listë për të gjitha problemet e mundshme me të cilat mund të përballeni dhe si t'i zgjidhni ato.

· E gjithë gjë nuk bën asgjë. Kontrolloni qarqet e furnizimit me energji dhe lidhjet me kunjat e energjisë të bordit, gjithashtu kontrolloni për çështjet e polaritetit.

· Motorët që kthehen në drejtime të kundërta. Ndërroni një polaritet të motorëve që duhet ta dërgojë duke u kthyer në anën tjetër, mund të jetë gjithashtu një çështje programimi.

· Diçka fillon të pijë duhan ose mendoni se diçka është vërtet e nxehtë. QARK I SHKURTËR!! Fikeni menjëherë për të shmangur dëmtimin. Kontrolloni të gjitha qarqet e mundshme duke përfshirë lidhjet me tela.

· Motorët kthehen vërtet ngadalë. Rritja e rrymës në robot. Ose mungesa e mundshme e H-Bridge.

· Roboti nuk po e ndien dritën siç duhet. Rregulloni VR në qarqet LDR, mund të jetë një çështje programimi.

· Roboti po sillet në mënyrë të pazakontë dhe po bën gjëra të çuditshme. Programim! Kontrolloni dyfish kodin e programimit.

· Roboti që nuk e ndjen murin. Kontrolloni lidhjet në mikro-çelsin.

Pra, këto janë problemet që i kanë ndodhur robotit tim, nëse keni një problem të pazakontë mos ngurroni të ndryshoni ose modifikoni modelet e mia për mirë, mbani mend që ne të gjithë po mësojmë dhe nuk ka diçka të tillë si perfekte.

Hapi 16: Gjyqi dhe Gabimi

Nëse pas shumë orësh përpjekjesh, kontrollimi dhe testimi i robotit tuaj ende nuk funksionon, mos e hidhni në mur ose mos e copëtoni dhe humbni shpresën. Provoni të ecni jashtë vetëm duke marrë pak ajër të pastër ose thjesht flini në të, unë kam pasur shumë momente të tilla, dhe a e dini pse? Elektronika është një hobi i vështirë, një komponent dështon- gjithçka dështon. Mos harroni ta ndani atë në seksione gjatë testimit dhe gjithmonë mbani një mendje të hapur me dizajnin dhe paraqitjen. Jini të lirë dhe krijues dhe kurrë mos u dorëzoni !!! Nëse ju pëlqeu projekti im, ju lutem më votoni në konkursin make it move, shpresoj që juve ta shijoni!