Sweepy: Set It & Forget It Studio Cleaner: 10 hapa (me fotografi)

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

Nga: Evan Guan, Terence Lo dhe Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Hyrje & Motivim

Sweepy pastruesi i studios u krijua në përgjigje të kushteve kaotike të studios së arkitekturës të lënë pas nga studentët barbarë. Jeni të lodhur nga sa i çrregullt është studio gjatë rishikimeve? Epo mos thuaj më. Me Sweepy, gjithçka që duhet të bëni është ta vendosni dhe ta harroni. Studio do të shpërthejë krejt e re më shpejt sesa ju nevojitet për të përfunduar atë model të projektit.

Sweepy është i vetëdijshëm dhe do të lëvizë duke fshirë të gjitha mbeturinat dhe copëzat sipas dëshirës së zemrës tuaj falë dy sensorëve tejzanor që i thonë të kthehet kur i afrohet një muri. Keni nevojë për Sweepy për të punuar më shumë? Nuk ka problem, vetëm bërtisni. Sweepy është duke dëgjuar vazhdimisht mjedisin e tij falë një sensor tingulli. Arritja e një pragu të caktuar të zhurmës do të bëjë që Sweepy të hyjë në një mënyrë të tërbuar, duke fshirë dhe lëvizur më shpejt për një periudhë të shkurtër.

Një studio pa Sweepy është ajo që është e çrregullt.

‏‏‎ ‎

Pjesë, Materiale & Mjete

Shumica e pjesëve në këtë listë mund të gjenden në Kit Starter Project ELEGOO UNO R3. Pjesë të tjera mund të blihen nga Creatron Inc. ose dyqane të tjera elektronike.

‏‏‎ ‎

Komponentët

x1 Bordi kontrollues ELEGOO UNO R3

x1 Moduli i Zgjerimit të Prototipit

x1 Sensor tejzanor (HC-SR04)

x1 Moduli i Sensorit të Tingullit (KY-038)

x2 Motorë DC N20 (ROBOT-011394)

x1 Mikro Servo Motor 9G (SG90)

x1 modul LCD (1602A)

x1 Bateri 9V

Rrota gome x2 60x8mm (UWHLL-601421)

x1 Rrota e Lirë Castor (64 mm lartësi)

x1 Furçë fshirëse (lartësia e dorezës 12 mm)

x2 Transistorë NPN (PN2222)

x3 Rezistorë (220Ω)

Diodat x2 (1N4007)

x1 Potenciometër (10K)

x15 Telat e kërcyesit të bordit të bukës

x26 Tela Dupont Femër-Mashkull

‏‏‎ ‎

Materiale

X1 Fletë kompensatë 3 mm (Madhësia e krevatit lazer 18 "x 32")

x6 vida M3 (YSCRE-300016)

x4 M3 Arra (YSNUT-300000)

x6 M2.5 Vida (YSCRE-251404)

x6 M2.5 Arra (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Mjetet

Komplet kaçavidash

Armë me zam të nxehtë

‏‏‎ ‎

Pajisjet

Kompjuter

Printer 3D

Prerës Laser

‏‏‎ ‎

Softuer

Arduino IDE

Hapi 1: Kuptimi i Logjikës

Qarku

Bordi kontrollues ELEGOO UNO R3 do të shërbejë si "truri" i robotit në të cilin kodi do të ngarkohet dhe përpunohet. Bashkangjitni Prototip Expansion Board dhe mini breadboard në krye të tij. Për të komunikuar me sensorët dhe aktivizuesit, përbërësit do të lidhen përmes dërrasës së bukës dhe telave.

Përfshirë më lart është një diagram i qarkut të kërkuar për ta bërë Sweepy të lumtur. Kushtojini vëmendje të veçantë hyrjes dhe daljes së telave. Ndihmon të ndiqni një tel duke shikuar ngjyrën e tij. Një lidhje e gabuar mund të bëjë që Sweepy të funksionojë gabimisht ose në rastin më të keq, të dëmtojë pajisjet elektronike nga një qark i shkurtër.

‏‏‎ ‎

Programimi

Bashkangjitur më poshtë është kodi i kërkuar për të ekzekutuar Sweepy. Hapni skedarin në Arduino IDE dhe ngarkojeni në Bordin e Kontrollit ELEGOO UNO R3. Për ta bërë këtë, duhet të lidhni bordin e kontrolluesit me kompjuterin tuaj përmes kabllit USB. Sigurohuni që porti i saktë është zgjedhur duke shkuar te Tools dhe Port në menunë zbritëse. Sigurohuni që të ngarkoni kodin para se të ndërtoni Sweepy për të mos pasur nevojë të lidhni kabllon USB ndërsa jeni në strehimin e printuar 3D.

Nuk rekomandohet të ndryshoni variablat në kod përveç nëse keni përvojë ose nuk e dini se çfarë po bëni.

Hapi 2: Mbledhja e të gjitha pjesëve, materialeve dhe mjeteve

Për të filluar projektin, mblidhni të gjitha pjesët, materialet dhe mjetet e përshkruara në listën e mësipërme. Siç u përmend më parë, shumica e pjesëve në listë mund të gjenden në ELEGOO UNO R3 Starter Kit, si dhe në Creatron Inc. ose dyqane të tjera elektronike.

Rekomandohet shumë që të filloni printimin 3D sa më shpejt që të jetë e mundur pasi procesi mund të marrë disa orë për të përfunduar. Cilësimet e rekomanduara janë: Lartësia e shtresës 0.16mm, mbushja 20% dhe trashësia e murit 1.2mm me buzë dhe mbështetëse. Skedari i printimit 3D është bashkangjitur më poshtë.

Prerja me lazer gjithashtu mund të marrë një kohë të mirë, prandaj sigurohuni që të filloni herët. Skedari i prerë me lazer gjithashtu përmban një shtresë për gdhendjen e një udhëzuesi që siguron që përbërësi i duhur është montuar në vendin e duhur. Sigurohuni që të kontrolloni dy herë atë që pritet dhe çfarë po gdhend, duke ndryshuar cilësimet e fuqisë dhe shpejtësisë në mënyrë të përshtatshme. Skedari i prerjes me lazer është bashkangjitur gjithashtu më poshtë.

Ndërsa ne përdorëm kompensatë për robotin tonë, mos ngurroni të përdorni çdo material që ju pëlqen, si akrilik, për aq kohë sa trashësia është rreth 3mm.

Hapi 3: Sigurimi i Pllakës Bazë

Aplikoni zam rreth perimetrit të pllakës bazë dhe ngjiteni atë në pjesën e poshtme të strehimit të printuar 3D. Rreshtoni të dy pjesët sa më shumë që të mundeni, duke siguruar gjithashtu që udhëzuesi i gdhendjes me prerjen me lazer është i drejtuar lart.

Hapi 4: Montimi i përbërësve të pllakës bazë

Pasi pllaka bazë është e siguruar në mënyrë adekuate, ne mund të fillojmë lidhjen e raundit të parë të përbërësve elektronikë. Kjo përfshin motorët DC me rrota, servo motor, ekran LCD dhe paketë baterie. Një udhëzues gdhendjeje i prerë me lazer është përfshirë në pllakën bazë për të siguruar vendosjen e duhur të përbërësve për lehtësinë tuaj. Për ta bërë qarkun më të lehtë, përbërësit duhet të sigurohen me telat e tyre të përshtatshëm tashmë të kyçur.

Rrotat duhet të rrëshqasin në dy fole në të dyja anët me motorin DC të drejtuar nga brenda. Sigurojeni këtë me kapëset e bardha të përfshira duke përdorur dy vida dhe arra për secilën (M2.5).

Servo motori gjithashtu duhet të sigurohet duke përdorur të njëjtat vida dhe arra (M2.5) ndërsa sigurohet që ingranazhi i bardhë që del jashtë nga poshtë është në anën e përparme të robotit. Kjo do të fuqizojë lëvizjen gjithëpërfshirëse të furçës.

Ekrani LCD duhet të rrëshqasë në xhepin e përparmë të kutisë me kunjat drejtuar poshtë. Sigurojeni këtë me disa copëza zam të nxehtë në çdo cep.

Së fundi, paketa e baterisë duhet të rrëshqasë në xhepin e pasmë të kutisë me çelësin ndezës-fikur përballë nga jashtë në vrimën e vrimës. Kjo mundëson që roboti të ndizet dhe fiket.

Hapi 5: Sigurimi i Pllakës Mbështetëse

Më tej, është koha për të siguruar "trurin" e Sweepy. Duke përdorur katër vida dhe arra (M3), montoni Bordin e Kontrollit UNO R3 dhe Modulin e Zgjerimit të Prototipit në krye të pllakës mbështetëse. Kjo do të veprojë si kati i dytë i strehimit. Para kësaj, kodi Arduino IDE tashmë duhet të ngarkohet në tabelë dhe të jetë gati për të shkuar.

Rrëshqiteni pllakën mbështetëse në kutinë nga lart derisa të mbështetet në tre parvaze të integruara në kutinë e printimit 3D për të siguruar lartësinë e duhur. Sigurojeni këtë pllakë me dy vida (M3) përmes vrimave në të dy skajet.

Vidhni telat nga përbërësit në pllakën bazë lart dhe përmes vrimave të pllakës mbështetëse. Ekrani LCD dhe telat e servo motorit duhet të kalojnë nëpër vrimën e përparme ndërsa telat e motorit DC duhet të kalojnë nëpër vrimat anësore. Telat e baterisë mund të kalojnë nëpër secilën vrimë sipas dëshirës.

Hapi 6: Montimi i Komponentëve Elektronikë Finalë

Duke përdorur zam të nxehtë, lidhni dy sensorët tejzanor në pjesën e përparme të strehimit me modulet e shkasit dhe ekos që shtrihen jashtë vrimave ose "syve". Kunjat në njërin sensor duhet të shikojnë lart dhe tjetri poshtë, siç tregohet nga vrima në pllakën mbështetëse. Kjo është për të siguruar që modulet e jehonës dhe shkyçjes të jenë simetrike në strehim kur dërgoni dhe merrni sinjale.

Së fundi, vendosni zam të nxehtë në pjesën e pasme të sensorit të zërit dhe ngjiteni atë në çarë në anën e brendshme të strehimit. Pjesa e sipërme e mikrofonit duhet të jetë e barabartë me pjesën e sipërme të skajit të strehimit në mënyrë që kapaku i Sweepy të vihet. Mikrofoni do të rreshtohej me vrimën në kapak siç do ta shihni më vonë.

Hapi 7: Tela, tela dhe më shumë tela

Hapi tjetër është padyshim pjesa më e vështirë, por më e rëndësishme për të siguruar që Sweepy është mirë dhe i lumtur: qarku. Duke përdorur diagramin Fritzing në krye të këtij Instructables si udhëzues, lidhni të gjitha telat nga përbërësit në Modulin e Zgjerimit Prototip.

Sigurohuni që çelësi i baterisë të jetë i fikur para se të lidhni kabllon e energjisë në tabelë. Meqenëse kodi tashmë duhet të ngarkohet në tabelë, Sweepy nuk do të jetë në gjendje të përmbajë entuziazmin e tij për pastrimin dhe të fillojë të punojë në momentin që merr energji, edhe kur jeni ende duke punuar në tela.

Kushtojini vëmendje të veçantë hyrjeve dhe daljeve të çdo teli. Ndihmon për të përdorur ngjyrën e telit për ta ndjekur atë përgjatë rrugës së tij.

Hapi 8: Shtimi i pjesëve lëvizëse

Tani është koha për rrotën e pasme të Sweepy dhe furçën fshirëse.

Rrota e pasme duhet të jetë një rrotë pluhuri që mund të rrotullohet lirshëm përreth. Duhet të jetë afërsisht 6.4 cm në lartësi nga lart poshtë, por toleranca mund të jetë bujare në varësi të forcës poshtë që dëshironi të ushtrojë furça. Bashkojeni këtë nën pllakën mbështetëse përmes vrimës në pllakën bazë.

Furça fshirëse është gjithashtu bujare në tolerancë, por doreza duhet të ulet afërsisht 1.2 cm nga toka. Doreza gjithashtu duhet të jetë afërsisht 10 cm e gjatë për të parandaluar që ajo të godasë strehimin ndërsa fshihet mbrapa dhe e katërta. Sigurojeni këtë në shtojcën e levës së bardhë të përfshirë me servo motorin me zam.

Hapi 9: Mbylleni të Gjithën Fikur

Për të përfunduar spastrimin tuaj personal, duhet të bëni kapakun e tij. Ngjiteni buzën e kapakut nën pllakën e kapjes me vrimë mbi të. Sigurohuni që vrima të jetë e lidhur me mikrofonin e sensorit të zërit. Së fundi, ngjiteni kapakun në majë të Sweepy, duke i lidhur skajet e përparme me pjesën e përparme të strehimit.

Ndizeni energjinë nga mbrapa dhe shikoni Sweepy të ndjekë ëndrrat e saj për ta bërë studion një vend më të pastër për të gjithë.

Hapi 10: Rezultatet & Reflektimi

Pavarësisht planifikimit të gjerë të projektimit, gabimet ndodhin, por është në rregull: është e gjitha pjesë e procesit të të mësuarit. Dhe për ne, gjërat nuk ishin ndryshe.

Një nga sfidat tona më të mëdha ishte dizajnimi i banesave të Sweepy për të mbyllur të gjithë përbërësit e nevojshëm. Kjo nënkuptonte matjen e përpiktë të dimensioneve të të gjithë përbërësve, planifikimin e shtigjeve me tela, sigurimin e integritetit strukturor, etj. Ne përfunduam me printimin 3D dhe prerjen me lazer të dy përsëritjeve të strehimit të Sweepy -t, i dyti ishte versioni përfundimtar bazuar në atë që kemi mësuar nga i pari përsëritje

Një pengesë e madhe me të cilën përballemi është aftësitë e kufizuara të sensorit tejzanor: ai nuk mbulonte një zonë mjaft të madhe dhe Sweepy herë pas here godiste një mur kur afrohej në një kënd. Kjo u zgjidh me përfshirjen e një sensori të dytë tejzanor për të rritur në mënyrë efektive zonën e efektit.

Ne gjithashtu fillimisht zgjodhëm një motor servo për të kontrolluar rrotullimin, por nuk ishte aq efektiv dhe strukturor i shëndoshë sa kishim shpresuar. Si rezultat, ne zëvendësuam rrotën e pasme me një rrotë të lirë rrotullimi dhe shtymë përgjegjësinë e kthimit te dy rrotat e shoferit përmes kthesës diferenciale (njëra rrotë do të lëvizte më ngadalë se tjetra për të simuluar rrotullimin). Ndërsa kjo nënkuptonte bërjen e ndryshimeve të mëdha në kod, ai thjeshtoi në mënyrë efektive modelin tonë të përgjithshëm, duke nxjerrë më pak një servo motor nga ekuacioni.

‏‏‎ ‎

Përsëritjet e së ardhmes

Gjithmonë ka vend për përmirësim. Në të ardhmen, një ndryshim i projektimit për projektin tonë është marrja parasysh e mirëmbajtjes së Sweepy dhe aksesueshmërisë së pjesëve të brendshme të tij. Ne kishim përjetuar çështje të shumta duke përfshirë dështimet e motorit dhe bateritë e shkarkuara të cilat na kërkonin të ndanim Sweepy vetëm për të fikur përbërësit që ishte shumë jo intuitiv. Në të ardhmen, ne do të hartonim një strehë me hapje të funksionueshme që do të lejojnë qasje në përbërësit e saj siç është bateria.

Ne po konsiderojmë gjithashtu përdorimin e një sensori presioni në pjesën e përparme për të zbuluar kur Sweepy përplaset në një sipërfaqe pasi zbuluam se sensori tejzanor është i pasigurt ndonjëherë, veçanërisht kur afrohemi në një kënd të pjerrët. Duke pasur një sensor mekanik, Sweepy do të ishte më konsistent në vendosjen kur dhe kur të mos kthehet.

Ndërsa Sweepy funksionon mirë brenda dhomave të vogla, mund të jetë më pak efektive në hapësira më të mëdha. Kjo ndodh sepse Sweepy është programuar vetëm të kthehet sa herë që zbulon një sipërfaqe para tij, por përndryshe do të vazhdojë në një vijë të drejtë derisa toka të shkatërrohet. Në të ardhmen, mund të jetë e vlefshme të programoni paraprakisht një shteg të caktuar pastrimi për Sweepy kështu që të qëndrojë brenda një kufiri në vend që të endet përgjithmonë.

‏‏‎ ‎

Referencat & Kreditet

Ky projekt u krijua si pjesë e kursit të Llogaritjes Fizike (ARC385) në Fakultetin Daniels të Fakultetit të Arkitekturës, Peizazhit dhe Dizajnit në UofT.

‏‏‎ ‎

Anëtarët e Ekipit

• Evan Guan
• Terence Lo
• Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Frymëzuar nga

• Fshesë me korrent Roomba Robot
• Wipy: Pastruesi i Tabelave të Motivuara tepër
• Kushtet e çrregullta të hapësirës në studio