SKARA- Robot pastrues manual i pishinës Autonom Plus Plus: 17 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:11

• Koha është para dhe puna manuale është e shtrenjtë. Me ardhjen dhe përparimin në teknologjitë e automatizimit, një zgjidhje pa telashe duhet të krijohet për pronarët e shtëpive, shoqëritë dhe klubet për të pastruar pishinat nga mbeturinat dhe papastërtitë e jetës së përditshme, për të ruajtur higjienën e tyre personale si dhe për të ruajtur një standard të caktuar jetese.
• Duke u përballur me këtë dilemë kokë më kokë, unë krijova një makinë spastruese manuale të pastrimit të sipërfaqes së pishinës. Me mekanizmat e tij të thjeshtë por novatorë, lini atë në një pishinë të ndyrë gjatë natës dhe zgjohuni për ta pastruar dhe pikuar pa pagesë.
• Automati ka dy mënyra funksionale, një autonome e cila mund të ndizet me rrokullisjen e një butoni në telefon dhe të lihet pa mbikëqyrje për të bërë punën e saj dhe një mënyrë tjetër manuale për të marrë ato pjesë të veçanta të degëzave dhe gjetheve kur koha është thelbësore Me Në modalitetin manual ju mund të përdorni akselerometër në telefonin tuaj për të kontrolluar lëvizjen e robotit të ngjashme me lojën e garave në telefon. Aplikacioni i bërë me porosi është bërë duke përdorur aplikacionin Blynk dhe leximet e përshpejtuesit dërgohen në serverin kryesor dhe përsëri në celular, pastaj përmes të dhënave të kalimit të pikave të nxehta dërgohen në NodeMCU.
• Edhe sot, robotët e pastrimit shtëpiak shihen si pajisje ekzotike ose lodra luksoze, kështu që për të ndryshuar këtë mendim e zhvillova vetë. Prandaj në projekt, objektivi kryesor ishte projektimi dhe prodhimi i një pastruesi autonom të sipërfaqes së pishinës me përdorimin e teknologjive të disponueshme dhe të lira për të mbajtur të gjithë prototipin me kosto efikase dhe, për këtë arsye shumica e njerëzve mund ta ndërtojnë atë në shtëpinë e tyre ashtu si unë.

Hapi 1: Mekanizmi i punës

Lëvizja dhe Mbledhja:

• Mekanizmi bazë i prototipit tonë përbëhet nga një rrip transportues që rrotullohet vazhdimisht përpara për të mbledhur mbeturinat dhe papastërtitë.
• Dy motorë që drejtojnë rrotat e ujit të nevojshme për lëvizje.

Navigimi:

• Mënyra manuale: Duke përdorur të dhënat e përshpejtuesit të Mobile mund të kontrolloni drejtimin e Skara. Prandaj personi thjesht duhet të anojë telefonin e tij.
• Mënyra autonome: Unë kam zbatuar një lëvizje të rastësishme që plotëson algoritmin e shmangies së pengesave për të ndihmuar automatin kur ndjen afërsinë me një mur. Dy sensorë tejzanor përdoren për të zbuluar pengesat.

Hapi 2: Modeli CAD

• Modeli CAD është bërë në SolidWorks
• Ju mund të gjeni skedarin cad të mbyllur në këtë udhëzues

Hapi 3: Përbërësit

Mekanike:

1. Panele të prera me lazer -2nos
2. Fletë akrilike e trashë 4 mm
3. Fletë termokol ose polistiren
4. Shufra të prerë me torno
5. Fletë plastike e lakuar (përfundim druri)
6. Pjesë të printuara 3D
7. Vida dhe arra
8. Stencil (print "Skara")
9. Mseal- Epoksi
10. Pëlhurë Neto

Mjetet:

• Letër zmerile
• Bojra
• Mulli i këndit
• Stërvitje
• Hapëse
• Mjet tjetër i energjisë

Elektronikë:

• NodeMCU
• Lidhës vidhos: 2pin dhe 3pin
• Buck Converter mini 360
• Ndrysho çelësin
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- Transistor
• Rezistencë 4.7K
• Tela me një bërthamë
• L293d- Shoferi i motorit
• Sensor tejzanor- 2nos
• Motori DC 100rpm - 3 nos
• Bateri Acid Plumbi 12v
• Ngarkuesin e baterisë
• Bordi i bashkimit
• Teli i bashkimit
• Shufra e saldimit

Hapi 4: Shtypja 3d

• Shtypja 3D u bë nga një printer i montuar në shtëpi nga një miku im
• Mund të gjeni 4 skedarë të cilët duhet të printohen në 3D

• Pjesët u printuan 3D duke e konvertuar skedarin 3d CAD në formatin stl.

• Rrota e ujit ka një dizajn intuitiv me pendë në formë fletë ajrore për të zhvendosur ujin në mënyrë më efikase sesa modelet tradicionale. Kjo ndihmon në tërheqjen e më pak ngarkesës nga motori, si dhe në rritjen e dukshme të shpejtësisë së lëvizjes së automatit.

Hapi 5: Panelet e prera me lazer dhe shufrat me torno

Kolegjet anësore:

• Për ta bërë realitet paraqitjen e CAD, materialet që do të zgjidheshin për konstruktin e prototipit duhej të konsideroheshin me kujdes, duke pasur parasysh se e gjithë struktura do të kërkohej të kishte një pluskim pozitiv neto.
• Struktura kryesore mund të shihet në figurë. Zgjedhja fillestare për kornizën ishte që të shkonte me serinë Alumini 7 për shkak të peshës së saj më të lehtë, rezistencës më të mirë ndaj korrozionit dhe ngurtësisë më të mirë strukturore. Sidoqoftë, për shkak të mos disponueshmërisë së materialit në tregun vendor, më duhej ta bëja atë me Mobil Steel.
• Side Frame Cad u konvertua në formatin. DXF dhe iu dha shitësit. Ju mund ta gjeni skedarin e mbyllur në këtë udhëzues.
• Prerja me lazer është bërë në LCG3015
• Ju gjithashtu mund të jepni prerje me lazer në këtë faqe në internet (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Shufra torno:

• Shufrat që lidhin dy panele dhe mbështesin kazanin është bërë nga përpunimi i tornave nga dyqani i fabrikimit lokal.
• Nevojiten gjithsej 4 shufra

Hapi 6: Ndërtimi i koshit

• Shporta është bërë duke përdorur fletë akrilike të cilat janë prerë duke përdorur mjete elektrike me dimensione duke marrë referencë nga vizatimi CAD.
• Seksionet individuale të prera të kazanit mblidhen dhe ngjiten së bashku duke përdorur rrëshirë epoksi rezistente ndaj ujit të shkallës së industrisë.
• E gjithë shasia dhe përbërësit e saj janë mbledhur së bashku me ndihmën e bulonave prej çeliku inox 4 mm dhe 3 kunjave prej çeliku inox. Arrat e përdorura janë mbyllëse vetë-pozitive në mënyrë që të shmangin pajtueshmërinë e çdo natyre.
• Vrima rrethore në 2 anët e fletëve akrilike janë bërë për të vënë motorë

• Kutia e baterisë dhe pajisjeve elektronike pritet më pas nga fleta plastike 1 mm dhe paketohet në shasi. Hapjet për telat të mbyllur dhe izoluar siç duhet.

Hapi 7: Lundrimi

• Komponenti i fundit që lidhet thjesht me strukturën janë pajisjet e flotacionit të cilat përdoren për t'i dhënë të gjithë prototipit një lëvizje pozitive, si dhe për të ruajtur qendrën e tij të gravitetit në afërsisht qendrën gjeometrike të të gjithë prototipit.
• Pajisjet e notimit u fabrikuan nga polistireni (termokol). Letra e rërës u përdor për t'i dhënë formën e duhur
• Këto më pas u lidhën me kornizën në vende duke përdorur mSeal duke u llogaritur duke marrë parasysh kufizimet e mësipërme.

Hapi 8: Mbështetje e sensorit tejzanor

• Ishte shtypur 3D dhe pllakat e pasme u bënë duke përdorur pllaka kallaji
• Shtë bashkangjitur duke përdorur mseal (një lloj epoksi)

Hapi 9: Elektronikë

• Bateria e acidit plumbi 12V përdoret për të fuqizuar të gjithë sistemin
• Ai u lidh paralelisht me konvertuesin buck dhe kontrolluesin motorik L293d
• Konvertuesi Buck konverton 12v në 5v për sistemin
• IRF540n mosfet përdoret si ndërprerës dixhital për të kontrolluar motorin e rripit transportues
• NodeMCU përdoret si mikrokontrollues kryesor, lidhet me celularin duke përdorur WiFi (pikë e nxehtë)

Hapi 10: Rrip transportieri

• Shtë bërë duke përdorur pëlhurë neto të blera nga dyqani lokal
• Pëlhurë ishte prerë një bashkangjitur në një mënyrë rrethore për të bërë është e vazhdueshme

Hapi 11: Pikturë

Skara u pikturua duke përdorur ngjyra sintetike

Hapi 12: Prerja me lazer e simbolit Skara

• Stencil u pre duke përdorur lazer të bërë në shtëpi të bërë nga miku im.
• Materiali mbi të cilin është bërë prerja me lazer është fletë ngjitëse

Hapi 13: Kodimi

Materialet para-koduese:

• Për këtë projekt kam përdorur Arduino IDE për programimin e NodeMCU tim. Wayshtë mënyra më e lehtë nëse keni përdorur tashmë një Arduino më parë, dhe nuk do të keni nevojë të mësoni një gjuhë të re programimi, si Python ose Lua për shembull.

• Nëse nuk e keni bërë kurrë më parë, së pari do të duhet të shtoni mbështetjen e bordit ESP8266 në softuerin Arduino.
• Ju mund ta gjeni versionin më të fundit për Windows, Linux ose MAC OSX në faqen e internetit të Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/softwareShkarkoni atë falas, instalojeni në kompjuterin tuaj dhe niseni atë.
• Arduino IDE tashmë vjen me mbështetje për shumë borde të ndryshme: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Y,n, etj. Fatkeqësisht ESP8266 nuk është si parazgjedhje në mesin e atyre bordeve të supozuar të zhvillimit. Pra, në mënyrë që të ngarkoni kodet tuaja në një tabelë bazë ESP8266, së pari duhet të shtoni vetitë e tij në softuerin e Arduino. Shkoni te Skedari> Preferencat (Ctrl +, në Windows OS); Shtoni URL -në e mëposhtme tek kutia e tekstit Menaxher i Bordeve Shtesë (ajo në fund të dritares së Preferencave):

• Nëse kutia e tekstit nuk ishte e zbrazët, do të thotë që tashmë keni shtuar tabela të tjera më parë në Arduino IDE më parë. Shtoni një presje në fund të URL -së së mëparshme dhe asaj të mësipërme.

• Shtypni butonin "Ok" dhe mbyllni Dritaren e Preferencave.
• Shkoni te Mjetet> Bordi> Menaxher i bordeve për të shtuar bordin tuaj ESP8266.
• Shkruani "ESP8266" në kutinë e tekstit të kërkimit, zgjidhni "esp8266 by ESP8266 Community" dhe instalojeni.
• Tani Arduino IDE juaj do të jetë gati për të punuar me shumë borde zhvillimi të bazuara në ESP8266, si ato të përgjithshme ESP8266, NodeMcu (të cilat i kam përdorur në këtë tutorial), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos, etj.
• Në këtë projekt, kam përdorur bibliotekën Blynk. Biblioteka Blynk duhet të instalohet me dorë. Shkarkoni bibliotekën Blynk në https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… Zbërtheni skedarin dhe kopjoni dosjet në bibliotekat/dosjet e mjeteve Arduino IDE.

Kodimi kryesor:

• Ju do të duhet të azhurnoni çelësin e autorit Blynk dhe kredencialet tuaja WiFi (ssid dhe fjalëkalimin) para se të ngarkoni kodin.
• Shkarkoni kodin dhe bibliotekat e dhëna më poshtë.
• Hapni kodin e dhënë ("kodi përfundimtar") në Arduino IDE dhe ngarkojeni atë në NodeMCU.
• Disa sensorë të smartphone mund të përdoren gjithashtu me Blynk. Këtë herë doja të përdorja përshpejtuesin e tij për të kontrolluar robotin tim. Anojeni telefonin dhe roboti do të kthehet majtas/djathtas ose do të lëvizë përpara/prapa.

Hapi 14: Shpjegimi i Kodit

• Në këtë projekt më duhej të përdorja vetëm bibliotekat ESP8266 dhe Blynk. Ato shtohen në fillim të kodit.

• Ju do të duhet të konfiguroni çelësin tuaj të autorizimit Blynk dhe kredencialet tuaja Wi-Fi. Në këtë mënyrë ESP8266 juaj do të jetë në gjendje të arrijë në ruterin tuaj Wi-Fi dhe të presë për komandat nga serveri Blynk. Zëvendësoni "shkruani kodin tuaj të autorizimit", XXXX dhe YYYY me çelësin tuaj të autorizimit (do ta merrni në e-mailin tuaj), SSID dhe fjalëkalimin e rrjetit tuaj Wi-Fi.
• Përcaktoni kunjat e NodeMCU të lidhur me h-h. Ju mund të përdorni vlerën e mirëfilltë (D1, D2, etj.) Të numrit GPIO të secilës kunj.

Hapi 15: Vendosni Blynk

• Blynk është një shërbim i krijuar për të kontrolluar harduerin nga distanca përmes një lidhjeje në internet. Kjo ju lejon të krijoni vegla Internet of Things lehtësisht, dhe mbështet disa pajisje të vështira, të tilla si Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi, etj.
• Mund ta përdorni për të dërguar të dhëna nga një smartphone (ose tabletë) Android ose iOS në një pajisje të largët. Ju gjithashtu mund të lexoni, ruani dhe shfaqni të dhëna të marra nga sensorët tuaj harware, për shembull.
• Aplikacioni Blynk përdoret për krijimin e ndërfaqes së përdoruesit. Ajo ka një shumëllojshmëri të widget -eve: butona, rrëshqitës, levë, ekrane, etj. Përdoruesit tërheqin dhe lëshojnë miniaplikacionin në pult dhe krijojnë një ndërfaqe grafike të personalizuar për shumë projekte.
• Ajo ka një koncept 'energjie'. Përdoruesit fillojnë me 2000 pika energjie falas. Çdo widget i përdorur (në çdo projekt) konsumon pak energji, duke kufizuar kështu numrin maksimal të widget -eve të përdorura në projekte. Një buton, për shembull, konsumon 200 pika energjie. Në këtë mënyrë, mund të krijoni një ndërfaqe me deri në 10 butona për shembull. Përdoruesit mund të blejnë pika shtesë të energjisë dhe të krijojnë ndërfaqe më komplekse dhe/ose disa projekte të ndryshme.
• Komandat nga Blynk App ngarkohen në Blynk Server përmes internetit. Një pajisje tjetër (një NodeMCU, për shembull) përdor Bibliotekat Blynk për të lexuar ato komanda nga serveri dhe për të kryer veprime. Pajisjet kompjuterike gjithashtu mund të japin disa të dhëna në server, të cilat mund të shfaqen në Aplikacion.
• Shkarkoni aplikacionin Blynk për Android ose iOS nga lidhjet e mëposhtme: https://play.google.com/store/apps/details?id=cc….
• Instaloni aplikacionin dhe krijoni një llogari të re. Pas kësaj ju do të jeni gati për të krijuar projektin tuaj të parë. Ju gjithashtu do të duhet të instaloni bibliotekat Blynk dhe të merrni kodin e autorit. Procedura për instalimin e bibliotekës u përshkrua në hapin e mëparshëm.
• · Funksioni BLYNK_WRITE (V0) u përdor për të lexuar vlerat e përshpejtuesit. Përshpejtimi në boshtin y u përdor për të kontrolluar nëse roboti duhet të kthehet djathtas/majtas, dhe nxitimi i boshtit z përdoret për të parë nëse roboti supozohet të lëvizë përpara/prapa. Nëse vlerat e pragut nuk tejkalohen, motorët do të ndalen Me
• Shkarkoni aplikacionin blynk në celular Tërhiqeni objektin e përshpejtuesit nga Widget Box dhe lëshojeni në pult. Nën Button Settings caktoni një pin virtual si dalje. Kam përdorur pin virtual V0. Ju duhet të merrni Auth Token në Aplikacionin Blynk.
• Shkoni te Parametrat e Projektit (ikona e arrës). Për butonin Manual/Autonom, kam përdorur V1 në aplikacionin Për rrip transportues, kam përdorur V2 si dalje.
• Ju mund të shihni një pamje të ekranit të aplikacionit përfundimtar në fotografi.

Hapi 16: Asambleja Përfundimtare

I bashkangjit të gjitha pjesët

Prandaj projekti ka përfunduar

Hapi 17: Kredite

Dua të falënderoj miqtë e mi për:

1. Zeeshan Mallick: Më ndihmoni me modelin CAD, prodhimin e shasisë

2. Ambarish Pradeep: Shkrimi i përmbajtjes

3. Patrick: Shtypja 3D dhe Prerja me Laser

Çmimi i dytë në Sfidën IoT