Робот за преследване на огън: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В този проект ще създадем противопожарен робот, който преследва пламък и го гаси, като издухва въздух към него от вентилатор.

След като приключите с този проект, ще знаете как да използвате сензори за пламък с PICO, как да четете тяхната изходна стойност и как да действате върху нея, и как да използвате сензори на Дарлингтън с DC двигатели и как да ги контролирате. Това разбира се заедно с много готин пожарогасител.

Консумативи

• PICO
• Сензор за пламък
• Малък DC мотор
• Малко витло
• L298N шофьор на H-мост
• PCA9685 12-битов 16-канален PWM драйвер
• 2WD робот шаси комплект
• Мини дъска
• Кабелни проводници
• Винтове и гайки

Стъпка 1: Свързване на сензора за пламък към PICO

Нека започнем с най -важната част от нашия противопожарен робот, която е способността да открива пожари, когато те се случат. Ето защо ще започнем с компонентите, които са отговорни за откриването на пожара, но преди да го направим, нека съберем нашия комплект с 2WD робот шаси, тъй като ще изградим нашия робот въз основа на него.

В този проект ще използваме 3 сензора за пламък и ще накараме робота да се движи независимо, като използва техните показания, ще поставим тези сензори в средната, лявата и дясната страна на шасито на робота. И те ще бъдат поставени по такъв начин, че да могат да определят точно източника на пламъка и да го гасят.

Преди да започнем да използваме сензорите за пламък, нека поговорим как работят: модулите на сензора за пламък са направени главно от инфрачервени светодиоди на приемника, които могат да открият инфрачервената светлина, която се излъчва от пламъците, и да изпращат данните като цифров или аналогов вход в нашия в случай, че ще използваме сензор за пламък, който изпраща цифров изход.

Изводи на модула на сензора за пламък:

• VCC: положителни 5 волта, свързани с VCC щифта на PICO.
• GND: отрицателен щифт, свързан с GND извод на PICO.
• D0: изводът за цифров изход, свързан с желания цифров на PICO.

Нека сега го свържем с нашия PICO, за да тестваме нашето окабеляване и логика на кода, за да се уверим, че всичко работи правилно. Свързването на сензорите за пламък е много лесно, просто свържете VCC и GND на сензорите съответно към VCC и GND на PICO, след което свържете изходните щифтове, както следва:

• D0 (сензор за десен пламък) → A0 (PICO)
• D0 (сензор за среден пламък) → A1 (PICO)
• D0 (сензор за ляв пламък) → A2 (PICO)

Стъпка 2: Кодиране на PICO с сензорите за пламък

Сега, когато имаме нашите сензори за пламък, свързани с PICO, нека започнем да кодираме, така че да знаем пред кой сензор за пламък има пламък и кой не.

Кодова логика:

• Задайте щифтовете A0, A2 и A3 на PICO като INPUT щифтове
• Прочетете изходната стойност на всеки сензор
• Отпечатайте всяка изходна стойност на сензора на серийния монитор, за да можем да диагностицираме дали всичко работи правилно или не.

Моля, обърнете внимание, че нашите сензори имат ниско четене "0", когато усещат огън, и високо четене "1", когато не усещат огън.

За да тествате кода си, отворете серийния монитор и вижте как се променя, когато имате огън пред него, в сравнение с това, когато го прави. Приложените изображения имат показания за липса на пламък и показанията на един пламък пред средния сензор.

Стъпка 3: Свързване на вентилатора

За да бъде роботът за гасене на пожар ефективен, той трябва да има способността да се бори с огъня и за това ще създадем вентилатор, който ще насочим към огъня и ще го гасим. И ние ще създадем този вентилатор, като използваме малък DC мотор с монтиран витло.

Така че, нека започнем със свързването на нашите DC двигатели. Двигателите с постоянен ток имат висок ток, така че не можем директно да ги свържем с нашия PICO, тъй като той може да предложи само 40 mA на GPIO щифт, докато двигателят се нуждае от 100 mA. Ето защо трябва да използваме транзистор, за да го свържем, и ще използваме транзистора TIP122, тъй като можем да го използваме, за да повишим тока, предоставен от нашия PICO, до необходимото количество на двигателя.

Ще добавим нашия DC двигател и външна батерия "PLACE HOLDER", за да осигурим на двигателя необходимата мощност, без да навредим на PICO.

DC моторът трябва да бъде свързан, както следва:

• Основен щифт (TIP122) → D0 (PICO)
• Колекторен щифт (TIP122) → Електрически проводник с постоянен ток "Електродвигателите с постоянен ток нямат полярности, така че няма значение кой проводник"
• Щифт на излъчвателя (TIP122) → GND
• Празният проводник на DC двигателя → Положително (червен проводник) на външната батерия

Не забравяйте да свържете GND на батерията с GND на PICO, тъй като ако тя не е свързана, веригата изобщо няма да работи

Кодовата логика на вентилатора: кодът е много прост, просто ще променим кода, който вече трябва да включим, когато показанието на средния сензор е високо, и ще изключим вентилатора, когато показанието на средния сензор е ниско.

Стъпка 4: Свързване на роботите на автомобилните двигатели

Сега, когато нашият робот може да открива пожари и да ги гаси с вентилатор, когато огънят е точно пред него. Време е да се даде възможност на робота да се движи и да се позиционира директно пред огъня, за да може да го загаси. Вече използваме нашия комплект с 2WD робот шаси, който се доставя с 2 DC предавки, които ще използваме.

За да можете да контролирате скоростта и посоката на движение на постояннотоковия двигател, трябва да използвате L298N H-мостовия драйвер на двигателя, който е модул на двигател, който има възможност да контролира скоростта и посоката на движение на двигателя, с възможност за захранване на двигателите от външен източник на захранване.

Драйверът на двигателя L298N се нуждае от 4 цифрови входа за управление на посоката на въртене на двигателя и 2 PWM входа за контрол на скоростта на въртене на двигателя. Но за съжаление, PICO има само един PWM изходен щифт, който не може да контролира както посоката, така и скоростта на въртене на двигателя. Тук използваме модула за разширение на PCA9685 PWM пинове, за да увеличим PICO PWM, за да отговаря на нашите нужди.

Окабеляването сега стана малко по -сложно, тъй като свързваме 2 нови двигателя заедно с 2 модула за тяхното управление. Но това няма да е проблем, ако следвате предоставените схеми и стъпки:

Нека започнем с PCA9685 PWM модул:

• Vcc (PCA9685) → Vcc (PICO)
• GND (PCA9685) → GND
• SDA ((PCA9685) → D2 (PICO)
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)

Сега, нека свържем модула на драйвера на двигателя L298N:

Нека започнем, като го свържем към нашия източник на захранване:

• +12 (модул L298N) → Положителен червен проводник (батерия)
• GND (модул L298N) → GND

За да контролирате посоката на въртене на двигателя:

• In1 (L298N модул) → PWM 0 пин (PCA9685)
• In2 (L298N модул) → PWM 1 пин (PCA9685)
• In3 (L298N модул) → PWM 2 пинов (PCA9685)
• In4 (L298N модул) → PWM 3 пинов (PCA9685)

За да контролирате скоростта на въртене на двигателя:

• enableA (L298N модул) → PWM 4 пинов (PCA9685)
• enableB (L298N модул) → PWM 5 пинов (PCA9685)

Драйверът на двигателя L298N може да изведе регулирани +5 волта, които ще използваме за захранване на нашия PICO:

+5 (модул L298N) → Vin (PICO)

Не свързвайте този щифт, ако PICO се захранва чрез USB

Сега, когато всичко е свързано, ние ще програмираме робота да се движи директно срещу пламъка и да включи вентилатора.

Стъпка 5: Завършване на кода

Сега, когато всичко е свързано правилно, е време да го кодираме, за да работи и то. И това са нещата, които искаме да постигне нашият код:

Ако усети огън право напред (средният сензор усеща огъня), тогава роботът се движи надясно към него, докато достигне зададеното разстояние и включи вентилатора

Ако усети огън от дясната страна на робота (десният сензор усеща огъня), тогава роботът се върти, докато огънят е точно пред робота (средният сензор), след което се движи към него, докато достигне зададеното разстояние и включва вентилатора

Ако усети огън от лявата страна на робота, той ще направи същото както по -горе. Но ще се обърне наляво вместо надясно.

И ако изобщо не усети пожар, всички сензори ще изведат ВИСОКА стойност, спирайки робота.

Стъпка 6: Готови сте

В този проект ние се научихме как да четем изхода на сензора и да предприемаме действия в зависимост от него, как да използваме транзистора на Дарлингтън с DC двигатели и как да управляваме DC двигатели. И използвахме всичките си знания, за да създадем робот за гасене на пожар като приложение. Което е много яко x)

Моля, не се колебайте да задавате въпроси, които може да имате в коментарите или на нашия уебсайт mellbell.cc. И както винаги продължавай да правиш:)