PIC базиран LF и избягващ робот: 16 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Въведение

В тази инструкция ще се научите да правите лек след и избягване на робота. Моето вдъхновение идва от роботи, имитиращи обичайното човешко поведение, например няма просто да влезете в стена без причина. Мозъкът ви комуникира с мускулите/ органите ви и веднага ще ви спре. Мозъкът ви работи много подобно на основен микроконтролер, който приема входове и ги обработва в изходи, в този случай мозъкът ви разчита на очите ви за информация. В същото време е приемливо да се влиза в стена, когато човек е сляп. Мозъкът ви не получава никакви данни от очите ви и не вижда стената. Този робот ще бъде не само цялостно изграждане в края, но и страхотно обучение за основни електронни компоненти, DIY и дизайнерски умения за създаване на нещо и знам, че ще ви хареса. Знам, че има много по -лесни и конвенционални методи, при които не е нужно сами да изграждате схеми и да използвате основни модули, за да постигнете същия резултат, но аз взех по -различен подход, освен ако сте DIY гайка като мен и искате да научете нещо ново, това е идеалният проект за вас! Този робот ще следва светлината и когато докосне стената, той ще се обърне и ще се обърне, така че това са основните функции на този робот. Надявам се проектът да ми хареса!

Стъпка 1: Списък на материалите

Електрониката

Резистори

· 10K резистор, ¼ ват (x20)

· 2.2K резистор, ¼ ват (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K резистор, ¼ ват (x10)

· 220 ома резистор, ¼ ват (x4)

· 22K резистор, ват (x10)

Кондензатори

· 10pf керамика (x5)

· 2200uf електролитен, 25V (x2)

· 10nf керамика (x4)

Полупроводници

· Мощен транзистор BD 139 NPN (x4)

· BD 140 PNP захранващ транзистор (x4)

· BC 327 PNP транзистор (x4)

· Регулатори на напрежение LM350 (x2)

· 741 оп-усилвател (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A микроконтролер (x1)

· LED 5 мм (по ваш избор на цвят) (x3)

Хардуер

· Листове от шперплат

· 5 мм х 60 мм дистанционна гайка (x4)

· 5 мм х 20 мм болт (x8)

· Редукторни двигатели 12V 500mA (x2)

· Колела от пяна 60 мм (x2)

· Конектори за женски вереск (джъмпер) (x50)

· 12V, 7.2Ah батерия на двигател на портата (по избор може да се използва по -малка батерия, но се уверете, че е 12V).

· 2 мм проводник (10 м)

· Щифтове за свързване на мъжки хедър (джъмпер) (x50)

· 3 мм термосвиваема тръба (2 м)

Стъпка 2: Изграждане на вериги

Изграждането на схемите е сравнително лесно, това е чудесно обучение за тези, които никога не са го правили преди, и добра практика за тези, които са го направили. Винаги можете да опитате различен метод, но аз предпочитам да използвам Veroboard, защото е по -лесно, когато пистите преминават за запояване. Препоръчвам преди да изградите действителната схема, за да направите модел на дъската за хляб и да проектирате вашето оформление на Veroboard за вашата схема на хартия, това звучи като много работа сега, но ще се изплати при изграждането на вашите схеми (особено за референтните точки).

Изграждане на H-мостове

H-Bridge е верига, която отговаря за задвижването на вашите двигатели, която приема сигнал от микроконтролера и или спира, или обръща двигателите (това е модифициран H-Bridge с 4011, който действа като защитна верига и добавя още контролни функции). По-долу са дадени изображения на електрическата схема, оформлението на платката Vera и последната верига (Не забравяйте да изградите 2 H-моста, по един за всеки двигател).

Стъпка 3: Изграждане на LDR схеми

LDR схемите действат като очи към робота, който усеща наличието на светлина и изпраща сигнал за напрежение към микроконтролера PIC, за да усили сигнала за напрежение за PIC Използвах оперативен усилвател 741. Не забравяйте да изградите 2 вериги, по една за всяко око на робота.

Стъпка 4: Изграждане на PIC поддържаща схема

Това е веригата, която е мозъкът на робота.

Стъпка 5: Строителни вериги за регулиране на напрежението

Основното захранващо напрежение, постъпващо в робота, ще бъде 12V, това означава, че трябва да има регулатор на напрежението на веригите H-Bridge, тъй като те работят на 9V и на схемите PIC и LDR, които работят и на 5V. Напрежението също трябва да е стабилно, за да не повреди компоненти, тези вериги ще регулират напрежението, не забравяйте да изградите 2 вериги. (Всички изображения са по -долу). След като завършите веригите, задайте ги на правилното напрежение, като завъртите VR и измервате с помощта на мултиметър. Не забравяйте, че схемите LDR и PIC се нуждаят от +5V. А H-мостовете се нуждаят от +9V.

Стъпка 6: Добавяне на щифтове към веригата

Сега, след като сте изградили схемите си, е време да запоите щифтовете на заглавката. Друг метод е да запоявате тел направо към дъската, но намирам, че прекъсванията на проводниците са по -често срещани тогава. За да определите къде да запоите щифтовете, погледнете върху оформлението на Veroboard на всяка верига, в клавишите под дизайна на схемата ще намерите символите за щифтовете на заглавката и след това просто погледнете дизайна на вашата схема, пребройте дупките си на дъската, за да следвате оформление и след това просто запоявайте щифта. (Символът, който трябва да търсите, ще бъде представен в изображение.) Не забравяйте да изберете правилното оформление за правилната верига.

Стъпка 7: Пречупване на следи от Veroboard

Вашите схеми са почти завършени; най -важното, което остава да направите сега, е да прекъснете следите на Veroboard. Отново следвайте същия принцип, като използвате клавишите на всяка верига, за да определите къде да прекъснете следите, уверете се, че сте прекъснали следите докрай, използвах занаятчийски (хоби) нож. (Ще бъде предоставено изображение на ключа и пример за прекъсване на песента).

Стъпка 8: Кодиране на PIC

Сега, когато сте завършили веригите си, можете да започнете да правите основната част на робота, да кодирате PIC, кодирането на PIC е направо напред, кодът е написан в MPLab X, изходният код и файлът на фърмуера (.hex) са предоставени в пакета с цип. За да мигате фърмуера към PIC контролера, можете да използвате всеки наличен програмист.

Стъпка 9: Поставяне на микрочипове

Сега, когато сте завършили по -голямата част от работата си с вериги, е време за последното нещо, вмъкването на микрочиповете. Това е доста лесна задача, но все пак е сложна, повечето от вашите микрочипове идват в странни гъби, когато ги купувате от магазина, може би се чудите защо, но чиповете са чувствителни към статично действие, което означава, че не можете да ги докоснете с ръце, освен ако не носят статична лента. Това включва 4011 и PIC, така че бъдете внимателни и не докосвайте щифтовете на тези микрочипове, в противен случай ще ги повредите. (Уверете се, че поставяте чипа от правилната страна, ще бъде предоставен пример).

Стъпка 10: Тестване на вериги

Вашите схеми вече са завършени; време е да ги тестваме! За да тествате схемите си, ще ви е необходим мултицет (мултицет е устройство, което измерва разликите във напрежението, тока и съпротивлението), за щастие съвременният мултицет има още няколко функции. Първо трябва да направите основна визуална проверка на веригата, да проверите за пукнатини, прекъсвания на проводници и прекъсвания. След като сте доволни от това, важно е например да проверите всички полярности във веригата: транзисторите ви трябва да са правилните и микрочиповете ви трябва да бъдат поставени правилно. След това е време да проверите долната страна на платката, да проверите визуално за къси паузи между коловозите и след това просто да се уверите, че вземете занаятчийски нож и просто го нарязвате между металните колони на дъската, за да се уверите. Последното нещо, на което трябва да обърнете внимание, са вашите почивки, направете визуална проверка на всяко прекъсване във вашата верига, за да се уверите, че пистата е прекъсната докрай. За да проверите правилно, трябва да настроите мултиметровата си настройка към непрекъснатост (изображение ще бъде предоставено по -долу) и да поставите единия отвод от едната страна на счупената писта, а другия от другата страна, ако вашият мултицет издава звуков сигнал, почивката ви е дефектна и трябва да го направите отново. Съветвам да тествате всяка схема поотделно, за да не се объркате. (Поправете всичките си грешки, преди да направите следващата стъпка). Не забравяйте да стартирате веригите с подходящо регулиране на напрежението:

· H-мостове: 9V

· LDR + PIC: 5V

Стъпка 11: Сглобяване на тялото на робота

Сега, когато вашата верижна работа е свършена, е време да направите някои „направи си сам“, сега ще сглобяваме горната част на робота. Горната част се състои основно от всички схеми и сензори. Първо трябва да пробиете дупки в дъската за шперплат за дистанционните гайки и винтове, да пробиете по един сантиметър отстрани на всеки ъгъл (не е много важно къде избирате да пробиете дупките си, стига структурата ви да е стабилна и да отговаря до дупките, пробити на долната дъска). Сега трябва да направите още малко пробиване ….. ако решите да монтирате дъската си върху дистанционни гайки, трябва да пробиете мотики за тях (вижте диаметъра на вашата гайка и изберете съответно свредлото), също трябва да пробиете дупки в верига, бъдете внимателни, когато правите това, за да не повредите платката и изберете къде искате да бъдат отворите според оформлението на вашата платка (за да не повредите коловозите). Друг по-лесен метод е просто да залепите дъските върху шперплата (когато правите това, опитайте се да се придържате към моето оформление, H-мостове, монтирани отзад и т.н.)

Стъпка 12: Сглобяване на тялото на робота (част 2)

Сега, когато сте сглобили горната част, е време да сглобите долната част. На дъното ще се поместят всички регулатори на напрежение, задвижващи двигатели и кондензатори. Първата ви стъпка ще бъде монтирането на двигателите върху дъската от шперплат. Предпочитам два основни начина за монтиране на двигатели, или да ги монтирате в средата на панела от шперплат или от едната страна по ваш избор. Ако решите да монтирате двигатели отстрани, не забравяйте да закупите преден маховик, за да подпомогнете баланса на робота и да го маневрирате правилно. Не забравяйте да направите някои основни измервания и проверки, преди да монтирате правилно вашите двигатели, препоръчвам да монтирате двигателя с кабелни ципове, които са евтини и лесни за завършване, първо горещо залепете двигателя си според вашите желани измервания, след което пробийте два отвора от двете страни на мотор в шперплата и просто използвайте цип, за да го държите (не забравяйте да затегнете правилно ципа си). Поставянето на регулатори и кондензаторите ще бъде лесно (импровизирайте с пространството, което имате на шперплата) и ги монтирайте с помощта на метод на дистанционна гайка или горещо лепило (препоръчвам да залепите кондензаторите). Накрая пробийте отвори за монтиране на горната дъска (използвайте същите измервания, както направихте върху горната част), препоръчвам да се пробият по -малки отвори и да се притиснат монтажните дистанционни гайки.

Стъпка 13: Окабеляване

Сега, когато сте запояли, проверили и монтирали веригите си, е време да свържете всичко заедно. Основите на окабеляването са, че всички вериги в крайна сметка ще бъдат свързани към PIC, който ще обработва и изпраща информация, не забравяйте, че вашето окабеляване е много важно и трябва да се уверите, че всичко е правилно. Добре, сега за начина на свързване, сега разбирате защо избрах да използвам метода на хедър, защото това го улеснява. Ако имате женски джъмпер проводник, можете бързо да свържете платките заедно, ако не, можете просто да запоите нормален проводник върху щифта на вереса (джъмперите са по-добри, защото ако сте сбъркали щифтове, не е необходимо да ги запоявате отново). На изображението ще бъде представена електрическа схема.

Стъпка 14: Прикрепяне и свързване на уплътнители

Вашият робот ще използва два пипала, за да усети стената пред него. Прикрепването на сензорите е сравнително просто, като по принцип два микро превключвателя действат като ляво и дясно. Горещо ги залепете в предната част на втората дъска. Схемата на връзките ще бъде предоставена по -долу. (Не забравяйте да разберете щифтове за микро превключватели, напр. COM).

Стъпка 15: Тестващ робот

Добре, това е изходният момент, който сте чакали, за да задействате робота си за първи път !! Не се измъквайте прекалено сега, това никога не работи за първи път, ако е така ВИЕ СТЕ ЕДИН ЩАСТЛИВ СТРОИТЕЛ !! Сега не се разочаровайте, ако не работи, не се притеснявайте, че определено ще стане скоро. По -долу съм направил списък на всички възможни проблеми, с които може да се сблъскате, и как да ги решите.

· Цялото нещо не прави нищо. Проверете захранващите вериги и връзките към захранващите щифтове на платката, също така проверете за проблеми с полярността.

· Двигатели, завъртащи се в противоположни посоки. Сменете поляритета на един двигател, който трябва да го изпрати, като се обърне в другата посока, също може да е проблем с програмирането.

· Нещо започва да пуши или чувствате, че нещо е наистина горещо. КЪСО СЪЕДИНЕНИЕ!! Изключете незабавно, за да избегнете повреда. Проверете всички възможни вериги, включително кабелни връзки.

· Двигателите се въртят наистина бавно. Увеличете тока към робота. Или евентуален недостиг на H-Bridge.

· Роботът не възприема правилно светлината. Регулирането на VR на веригите LDR може да бъде проблем с програмирането.

· Роботът се държи необичайно и прави странни неща. Програмиране! Двойна проверка на програмния код.

· Роботът не усеща стената. Проверете връзките на микропревключватели.

Това са проблемите, които се случиха с моя робот, ако имате необичаен проблем, не се колебайте да промените или модифицирате дизайна ми към по -добро, не забравяйте, че всички се учим и няма такова нещо като перфектно.

Стъпка 16: Проба и грешка

Ако след много часове опити, проверка и тестване на вашия робот все още не работи, не го хвърляйте към стената или го разкъсвайте и губете надежда. Опитайте да излезете навън, само да си подишате чист въздух или просто да спите, имал съм много такива моменти и знаете ли защо? Електрониката е едно трудно хоби, един компонент се проваля- всичко се проваля. Не забравяйте да го разделите на раздели по време на тестването и винаги бъдете отворени с дизайна и оформлението. Бъдете свободни и креативни и никога не се отказвайте !!! Ако моят проект ви е харесал, моля, гласувайте ме в конкурса make it move, надявам се да ви хареса!