NÖVÉNY ROBOT: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Mindenki élvezi, ha otthon vannak növények, de néha elfoglalt életünkkel nem találunk időt arra, hogy jól vigyázzunk rájuk. Ebből a problémából ötleteltünk: Miért nem építünk robotot, amely gondoskodik rólunk?

Ez a projekt egy növényi robotból áll, amely gondoskodik önmagáról. Az üzem beépítve van a robotba, és képes lesz öntözni és fényt találni, miközben elkerüli az akadályokat. Ez a robot és az üzem több érzékelőjének használatával lehetséges. Ez az Instructable célja, hogy végigvezesse a növényi robot létrehozásának folyamatán, így nem kell minden nap aggódnia a növényei miatt!

Ez a projekt a Bruface Mechatronics része, és megvalósította:

Mercedes Arévalo Suárez

Daniel Blanquez

Baudouin Cornelis

Kaat Leemans

Marcos Martínez Jiménez

Basile Thisse

(4. csoport)

1. lépés: VÁSÁRLÁSI LISTA

Itt található minden olyan termék listája, amire szüksége lesz a robot építéséhez. Minden aláhúzott darabhoz link található:

3D nyomtatott Motors támogatás X1 (másolás 3D -ben)

3D nyomtatott kerekek + kerék-motor csatlakozás X2 (másolás 3D-ben)

AA Nimh elemek X8

Csiszolópapír tekercs X1

Arduino Mega X1

Golyós görgő X1

Akkumulátor tartó X2

Kenyeretábla a tesztekhez X1

Kenyértábla forrasztani X1

DC motorok (kódolóval) X2

Zsanérok X2

X1 higrométer

Fényfüggő ellenállások X3

Férfi-férfi és férfi-női ugrók

Motorpajzs X1

X1 növény (ez rajtad múlik)

Növényi edény X1

Üzemi támogatás X1 (3D nyomtatás)

Műanyag cső X1

Különböző értékű ellenállások

Karcoló papír X1

Csavarok

Sharp X3 érzékelők (GP2Y0A21YK0F 10-80 cm)

X1 kapcsoló

Vízszivattyú X1

Víztartály (kis Tupperware) X1

Vezetékek

Felhívjuk figyelmét, hogy ezek a döntések időbeli és költségvetési korlátokból adódnak (3 hónap és 200 €). Más döntéseket saját belátása szerint hozhat.

A KÜLÖNBÖZŐ VÁLASZTÁSOK MAGYARÁZATA

Arduino Mega az Arduino Uno felett: Először is meg kell magyaráznunk azt az okot, amiért egyáltalán használtuk az Arduino -t. Az Arduino egy nyílt forráskódú elektronikus prototípus-platform, amely lehetővé teszi a felhasználók számára interaktív elektronikus objektumok létrehozását. Nagyon népszerű mind a szakértők, mind a kezdők között, ami hozzájárul ahhoz, hogy sok információt találjon róla az interneten. Ez jól jöhet, ha problémája van a projektjével. Az Arduino Mega -t választottuk az Uno helyett, mert több csapja van. Valójában az Uno által használt érzékelők számához nem volt elegendő csap. A Mega is erősebb, és hasznos lehet, ha hozzáadunk néhány fejlesztést, például egy WIFI modult.

Nimh akkumulátorok: Az első ötlet az volt, hogy LiPo akkumulátorokat használjunk, mint sok robotprojektben. A LiPo jó kisülési sebességgel rendelkezik, és könnyen újratölthető. De hamar rájöttünk, hogy a LiPo és a töltő túl drága. Az egyetlen olyan akkumulátor, amely alkalmas erre a projektre, ahol a Nimh. Valójában olcsók, újratölthetőek és könnyűek. A motor működtetéséhez 8 darabra lesz szükségünk, hogy a tápfeszültséget 9,6 V (kisült) és 12 V (teljesen feltöltött) között biztosítsuk.

Egyenáramú motorok kódolókkal: Figyelembe véve ennek a hajtóműnek a fő célját, hogy a kerekek forgási energiát nyújtsanak, két egyenáramú motort választottunk a szervo motorok helyett, amelyeknek korlátozott a forgásszöge, és amelyeket speciális feladatokhoz terveztek, ahol a pozíciót meg kell határozni pontosan. Az a tény, hogy kódolók vannak, növeli annak lehetőségét is, hogy szükség esetén nagyobb pontosságot kapjunk. Ne feledje, hogy végül nem használtuk a kódolókat, mert rájöttünk, hogy a motorok nagyon hasonlóak, és nem volt szükségünk a robotra, hogy pontosan kövessenek egy egyenest.

Sok egyenáramú motor van a piacon, és kerestük a költségvetésünknek és a robotunknak megfelelőt. E kényszerek kielégítése érdekében két fontos paraméter segített a motor kiválasztásában: a robot mozgatásához szükséges nyomaték és a robot sebessége (a szükséges fordulatszám meghatározásához).

1) Számítsa ki a fordulatszámot

Ennek a robotnak nem kell feltörnie a hanghatárt. Annak érdekében, hogy kövesse a fényt, vagy kövessen valakit egy házban, az 1 m/s vagy 3,6 km/h sebesség ésszerűnek tűnik. A fordulatszám fordításához a kerekek átmérőjét használjuk: 9 cm. A fordulatszámot a következőképpen adjuk meg: rpm = (60*sebesség (m/s))/(2*pi*r) = (60*1)/(2*pi*0,045) = 212 fordulat/perc.

2) Számítsa ki a szükséges maximális nyomatékot

Mivel ez a robot lapos környezetben fog fejlődni, a maximális nyomaték szükséges ahhoz, hogy elindítsa a robotot. Ha figyelembe vesszük, hogy a robot súlya a berendezéssel és minden alkotóelemével együtt körülbelül 3 kg, és a kerekek és a talaj közötti súrlódási erőket felhasználva könnyen megtaláljuk a nyomatékot. A talaj és a kerekek közötti 1 súrlódási együtthatót figyelembe véve: Súrlódási erők (Fr) = súrlódási együttható. * N (ahol N a robot tömege) így Fr = 1 * 3 * 10 = 30 N. Az egyes motorok nyomatéka a következőképpen található: T = (Fr * r)/2 ahol r a a kerekek sugara tehát T = (30*0,045)/2 = 0,675 Nm = 6,88 kg cm.

Ezek az általunk választott motor jellemzői: 6V 175 fordulat / perc és 4 kg cm 12V 350 fordulat / perc és 8 kg cm. Tudva, hogy lineáris interpolációval 9,6 és 12 V között lesz a tápfeszültség, egyértelműen látszik, hogy a fenti korlátok teljesülnek.

Fényérzékelők: Fényfüggő ellenállásokat (LDR) választottunk, mert ellenállásuk gyorsan változik a fénytől függően, és az LDR feszültsége könnyen mérhető, ha állandó feszültséget alkalmazunk az LDR -t tartalmazó feszültségosztóra.

Éles érzékelők: Az akadályok elkerülésére szolgálnak. Az éles távolságérzékelők olcsóak és könnyen használhatók, így népszerű választás tárgyak észlelésére és távolságtartására. Jellemzően magasabb frissítési gyakorisággal és rövidebb maximális észlelési tartományokkal rendelkeznek, mint a szonár távolságmérők. A piacon sokféle modell érhető el, különböző működési tartományokkal. Mivel ebben a projektben az akadályok észlelésére szolgálnak, az egyiket választottuk, amelynek működési tartománya 10-80 cm.

Vízszivattyú: A vízszivattyú egy egyszerű, könnyű és nem túl erős szivattyú, amely kompatibilis a motorok feszültségtartományával, és ugyanazt a táplálékot használja mindkettőhöz. Egy másik megoldás a növény vízzel történő etetésére az volt, hogy egy vízbázist választottak el a robottól, de sokkal egyszerűbb, ha a roboton van.

Higrométer: A higrométer egy páratartalom -érzékelő, amelyet a talajba kell helyezni. Szükség van rá, mivel a robotnak tudnia kell, hogy az edény mikor száraz, hogy vizet küldhessen hozzá.

2. lépés: MECHANIKAI TERVEZÉS

Alapvetően a robot kialakítása egy téglalap alakú dobozból áll, amelynek alsó oldalán három kerék és a felső oldalon nyitható fedél található. Az üzem tetejére kerül a víztárolóval. Az ültető edényt a növénycserep rögzítésébe helyezzük, amely a robot felső deszkájára van csavarozva. A víztartály egy kis Tupperware -t karcol a robot felső deszkáján, és a vízpumpa is karcos a víztartály alján, így minden könnyen eltávolítható, amikor a Tupperware -t vízzel tölti fel. Egy kis lyuk van a tartály fedelében a növénycserépbe kerülő vízcső és a dobozban lévő szivattyú tápláléka miatt. Így lyuk készül a doboz felső deszkáján, és a higrométer kábelei is áthaladnak ezen a lyukon.

Először is azt akartuk, hogy a robot vonzó kialakítású legyen, ezért úgy döntöttünk, hogy az elektronikus részt elrejtjük egy dobozba, a növény és a víz előtt. Ez azért fontos, mert a növények a ház díszítésének részét képezik, és nem befolyásolják vizuálisan a teret. A dobozban található alkatrészek könnyen elérhetők lesznek a felső oldalon lévő fedélen keresztül, az oldalsó burkolatok pedig a szükséges lyukakkal rendelkeznek, így például könnyen be lehet kapcsolni a robotot, vagy ha akarjuk, csatlakoztatni az Arduino -t egy laptophoz újra programozni.

A dobozban található alkatrészek: az Arduino, a motorvezérlő, a motorok, az LDR, a cölöptartók, a kenyérlap és a zsanérok. Az Arduino kis oszlopokra van szerelve, így az alja nem sérül, és a motorvezérlő az Arduino tetejére van felszerelve. A motorokat a motor rögzítéseihez csavarják, majd a motor rögzítéseit a doboz alsó deszkájához. Az LDR -t egy kis darab kenyérlapra forrasztják. A mini woods deszkákat ehhez a kenyértáblához ragasztják, hogy a robot oldallapjaihoz csavarják. Egy LDR van elöl, egy a bal oldalon és egy a jobb oldalon, hogy a robot a legnagyobb fényerő mellett tudja az irányt. A cölöptartókat a doboz alsó felületéhez karcolják, hogy könnyen eltávolíthassák őket, és cserélhessék a cölöpöket, vagy újratölthessék őket. Ezután a kenyértáblát az alsó deszkához csavarják, kis háromszög alakú oszlopokkal, amelyek a kenyértábla sarkának alakú lyukakkal támasztják alá. Végül a csuklópántokat a hátsó és a felső felületre csavarják.

Az elülső oldalon három éles csavar lesz közvetlenül becsavarva, hogy a lehető legjobban észleljék és elkerüljék az akadályokat.

Bár a fizikai tervezés fontos, nem feledkezhetünk meg a technikai részről, robotot építünk, és praktikusnak kell lennie, és amennyire csak lehetséges, optimalizálnunk kell a teret. Ez az oka annak, hogy téglalap alakot válasszunk, ez volt a legjobb módszer az összes alkatrész elrendezésére.

Végül, a mozgáshoz a készüléknek három kereke lesz: két szabványos motoros hátul és egy golyós görgő elöl. Háromciklusú hajtásban, konfigurációban, elöl kormányzásban és hátsó vezetésben jelennek meg.

3. lépés: ALKATRÉSZEK GYÁRTÁSA

A robot fizikai megjelenése érdeklődésének megfelelően módosítható. Műszaki rajzok találhatók, amelyek jó földelésként szolgálhatnak saját tervezésük során.

Lézerrel vágott alkatrészek:

Mind a hat alkatrészt, amelyek a robot tokját alkotják, lézerrel vágták le. Az anyag újrahasznosított fa volt. Ez a doboz plexiből is készülhet, ami egy kicsit drágább.

3D nyomtatott alkatrészek:

A robot hátulján elhelyezett két szabványos kerék PLA -ban 3D nyomtatással készült. Ennek az az oka, hogy az egyetlen módja annak, hogy minden igényt kielégítő kereket találjunk (illik az egyenáramú motorokhoz, méret, súly…), ha saját magunk tervezzük meg őket. A motor rögzítését költségvetési okokból 3D nyomtatással is elvégezték. Ezután a növényi edénytartót, az Arduino -t tartó oszlopokat és a kenyértáblát tartó sarkokat is 3D -ben nyomtattuk, mert szükségünk volt egy bizonyos alakzatra a robotunkban.

4. lépés: ELEKTRONIKA

Éles érzékelők: Az éles érzékelők három érintkezővel rendelkeznek. Kettő közülük táplálásra szolgálnak (Vcc és Ground), az utolsó pedig a mért jel (Vo). Az étkezéshez a pozitív feszültség 4,5 és 5,5 V között lehet, ezért az Arduino 5 V -os feszültségét fogjuk használni. A Vo csatlakoztatva lesz az Arduino egyik analóg csatlakozójához.

Fényérzékelők: A fényérzékelők működéséhez kis áramkörre van szükség. Az LDR sorba van kapcsolva 900 kOhm ellenállással, hogy feszültségosztót hozzon létre. A föld a nem az LDR -hez csatlakoztatott ellenállás tüskéjéhez van csatlakoztatva, az Arduino 5 V -ja pedig az ellenálláshoz nem csatlakoztatott LDR csapjához. Az ellenállás és az LDR egymással összekapcsolt tűje az Arduino analóg tűjéhez van kötve ennek a feszültségnek a mérésére. Ez a feszültség 0 és 5 V között változik, 5 V a teljes fénynek és nulla közelében a sötétnek. Ezután az egész áramkört forrasztják egy kis kenyérlapra, amely elfér a robot oldalsó deszkáin.

Akkumulátorok: Az elemek 4 cölöpből állnak, egyenként 1,2 és 1,5 V között, tehát 4,8 és 6 V között. Ha két cölöptartót sorba teszünk, akkor 9,6 és 12 V között van.

Vízszivattyú: A vízszivattyú csatlakozója (hálózati csatlakozó) ugyanolyan típusú, mint az Arduino tápellátása. Az első lépés a csatlakozás megszakítása és a vezeték leválasztása annak érdekében, hogy a vezeték földelésre, a vezeték pozitív feszültségre legyen. Mivel a szivattyút szeretnénk vezérelni, sorba fogjuk tenni egy kapcsolóként használt áramszabályozható tranzisztorral. Ezután egy dióda kerül a szivattyúval párhuzamosan, hogy megakadályozza a visszaáramlást. A tranzisztor alsó lába az Arduino/akkumulátorok közös földjéhez, a középső pedig az Arduino digitális tüskéjéhez van csatlakoztatva 1 kOhm -os ellenállással, hogy átalakítsa az Arduino feszültségét áramgá, a felső lábát pedig a fekete kábelhez. a pumpa. Ezután a szivattyú piros kábele az akkumulátor pozitív feszültségéhez csatlakozik.

Motorok és pajzs: A pajzsot forrasztani kell, nem forrasztva szállítjuk. Miután ez megtörtént, az Arduino -ra kerül, a pajzs összes fejlécét az Arduino csapjaiba vágva. A pajzsot az elemek táplálják, és ezután táplálja az Arduino -t, ha egy jumper be van kapcsolva (narancssárga csapok az ábrán). Ügyeljen arra, hogy ne helyezze el az áthidalót, amikor az Arduino a pajzson kívül más módon működik, mivel az Arduino akkor táplálja a pajzsot, és megégetheti a kapcsolatot.

Breadboard: Mostantól minden alkatrész forrasztva lesz a kenyértáblára. Az egyik cölöptartó, az Arduino, a motorvezérlő és az összes érzékelő talaja ugyanabban a sorban forrasztható (a kenyérsoron soraink azonos potenciállal rendelkeznek). Ezután a második cölöptartó fekete kábele ugyanabba a sorba forrasztható, mint az első cölöptartó piros, amelynek földje már forrasztva van. Ezután egy kábelt forrasztanak ugyanabba a sorba, mint a második cölöptartó piros kábelét, amely megfelel a sorban lévő kettőnek. Ez a kábel a kapcsoló egyik végéhez, a másik vége pedig a kenyérlapra forrasztott huzalhoz csatlakozik egy szabad sorban. A szivattyú piros kábele és a motorvezérlő tápláléka ehhez a sorhoz forrasztható (a kapcsoló nincs ábrázolva). Ezután az Arduino 5V -ját egy másik sorra forrasztják, és minden érzékelő táplálási feszültségét ugyanazon a soron forrasztják. Próbáljon meg forrasztani egy jumpert a kenyértáblán és egy jumpert az alkatrészen, amikor lehetséges, hogy könnyen le tudja választani őket, és könnyebb lesz az elektromos alkatrészek összeszerelése.

5. lépés: PROGRAMOZÁS

A program folyamatábrája:

A program meglehetősen egyszerűvé vált az állapotváltozók fogalmával. Amint a folyamatábrán látható, ezek az állapotok a prioritás fogalmát is előidézik. A robot ebben a sorrendben ellenőrzi a feltételeket:

1) 2. állapotban: Van -e elegendő nedvességtartalma a növénynek a nedvesség_szint funkcióval? Ha a nedvességmérő által mért nedvességszint 500 alatt van, akkor a szivattyú addig működik, amíg a nedvességszint 500 fölé nem emelkedik. Ha az üzemben elegendő víz van, a robot 3 -as állapotba kerül.

2) 3. állapotban: Keresse meg a legtöbb fény irányát. Ebben az állapotban a növény elegendő vízzel rendelkezik, és követnie kell az irányt a legtöbb fény mellett, elkerülve az akadályokat. A light_direction funkció megadja a három fényérzékelő irányát, amely a legtöbb fényt kapja. A robot ezután a következő_fény funkcióval működteti a motorokat, hogy kövesse ezt az irányt. Ha a megvilágítás szintje meghalad egy bizonyos küszöbértéket (elegendő_fény), a robot megáll, hogy kövesse a fényt, mivel elég van ebben a helyzetben (stop_motorok). Annak érdekében, hogy elkerüljék a 15 cm alatti akadályokat a fény követése közben, egy funkciós akadályt vezettek be, amely visszaállítja az akadály irányát. Az akadályok megfelelő elkerülése érdekében az elkerülési_obstacle funkciót megvalósítottuk. Ez a funkció úgy működteti a motort, hogy tudja, hol van az akadály.

6. lépés: ÖSSZESZERELÉS

A robot összeszerelése valójában nagyon egyszerű. A legtöbb alkatrész csavarozva van a dobozhoz, hogy megtartsa helyét. Ezután a cölöptartó, a víztartály és a szivattyú megkarcolódik.

7. lépés: KÍSÉRLETEK

Általában a robot építésekor a dolgok nem mennek simán. A tökéletes eredmény eléréséhez sok tesztre van szükség a következő változtatásokkal. Itt egy kiállítás a növényi robot folyamatából!

Az első lépés az volt, hogy a robotot motorokkal, Arduino -val, motorvezérlővel és fényérzékelőkkel szerelték fel egy prototípus -kenyérszettel. A robot éppen abba az irányba tart, ahol a legtöbb fényt mérte. Egy küszöböt határoztak meg annak érdekében, hogy megállítsák a robotot, ha elegendő fénye van. Miközben a robot csúszott a padlón, csiszolópapírt tettünk a kerekekre, hogy szimulálja a gumit.

Ezután az éles érzékelőket hozzáadták a szerkezethez, hogy elkerüljék az akadályokat. Kezdetben két érzékelőt helyeztek el az előlapra, de egy harmadikat adtak hozzá középen, mivel az éles érzékelők észlelési szöge nagyon korlátozott. Végül két érzékelőnk van a robot szélén, amelyek balra vagy jobbra, egy középen pedig akadályokat észlelnek, és érzékelik, hogy van -e előtt akadály. Az akadályokat akkor észleli, ha a hegyes feszültség meghalad egy bizonyos értéket, amely megfelel a robot 15 cm -es távolságának. Ha az akadály az egyik oldalon van, a robot kerülje el, és amikor egy akadály van a közepén, a robot megáll. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a hegyek alatti akadályok nem észlelhetők, ezért az akadályoknak bizonyos magasságban kell lenniük.

Ezt követően tesztelték a szivattyút és a nedvességmérőt. A szivattyú addig küld vizet, amíg a nedvességmérő feszültsége egy száraz edénynek megfelelő érték alatt van. Ezt az értéket kísérletileg mértük és határoztuk meg száraz és párás cserépnövényekkel végzett teszteléssel.

Végül mindent együtt teszteltek. Az üzem először ellenőrzi, hogy van -e elegendő víz, majd elkezdi követni a fényt, miközben elkerüli az akadályokat.

8. lépés: ZÁRÓ TESZT

Itt vannak videók arról, hogyan működik végül a robot. Remélem élvezed!

9. lépés: MIT TANULTUNK EZT A PROJEKTET?

Bár a projekt általános visszajelzései nagyszerűek, mert sokat tanultunk, a határidők miatt meglehetősen stresszesek voltunk az építkezés során.

Felmerült problémák

Esetünkben számos probléma merült fel a folyamat során. Néhányuk könnyen megoldható volt, például amikor az alkatrészek szállítása késett, csak kerestük a város üzleteit, ahol megvásárolhattuk őket. Mások kicsit több gondolkodást igényelnek.

Sajnos nem minden problémát sikerült megoldani. Első ötletünk az volt, hogy egyesítsük a háziállatok és a növények tulajdonságait, és mindegyikből a legjobbat hozzuk ki. A növények számára meg tudnánk tenni, ezzel a robottal olyan növényt tudunk létrehozni, amely díszíti a házainkat, és nem kell gondoskodnunk róla. A háziállatok esetében azonban nem találtunk módot arra, hogy szimulálják az általuk létrehozott társaságot. Különféle módokon gondolkodtunk, hogy hogyan kövessük az embereket, és elkezdtünk egyet megvalósítani, de nem volt időnk befejezni.

További fejlesztések

Bár szerettünk volna mindent megszerezni, amit akartunk, a tanulás ezzel a projekttel elképesztő volt. Talán több idővel még jobb robotot szerezhetnénk. Íme néhány ötlet a robotunk fejlesztésére, amelyeket talán néhányan kipróbálnak:

- Különböző színű (piros, zöld, stb.) LED -ek hozzáadása, amely jelzi a felhasználónak, mikor kell feltölteni a robotot. Az akkumulátor mérése elvégezhető egy feszültségosztóval, amelynek maximális feszültsége 5 V, amikor az akkumulátor teljesen fel van töltve, hogy ezt a feszültséget Arduino segítségével mérje. Ezután a megfelelő LED bekapcsol.

- Vízérzékelő hozzáadása, amely tájékoztatja a felhasználót, mikor kell feltölteni a víztartályt (vízmagasság -érzékelő).

- Felület létrehozása, hogy a robot üzeneteket küldhessen a felhasználónak.

És nyilvánvalóan nem feledkezhetünk meg arról a célról, hogy az embereket kövesse. A háziállatok az egyik legjobb dolog, amit az emberek szeretnek, és jó lenne, ha valaki elérné, hogy a robot szimulálja ezt a viselkedést. Ennek megkönnyítése érdekében itt mindent meg fogunk adni.

10. lépés: Hogyan lehet rávenni a robotot az emberek követésére?

Kitaláltuk, hogy a legjobb módja ennek három ultrahangos érzékelő, egy adó és két vevő használata.

Adó

Az adó esetében 50% -os üzemi ciklust szeretnénk. Ehhez 555 -ös időzítőt kell használnia, mi az NE555N -t használtuk. A képen láthatja, hogyan kell felépíteni az áramkört. De hozzá kell adnia egy extra kondenzátort a 3 kimenethez, például 1 µF. Az ellenállások és kondenzátorok kiszámítása a következő képletekkel történik: (1. és 2. kép)

Mivel 50% -os terhelési ciklus kívánatos, t1 és t2 egyenlők lesznek egymással. Tehát egy 40 kHz-es távadóval t1 és t2 1,25*10-5 s lesz. Ha C1 = C2 = 1 nF értéket vesz fel, akkor R1 és R2 kiszámítható. Vettük R1 = 15 kΩ és R2 = 6,8 kΩ, győződjünk meg róla, hogy R1> 2R2!

Amikor ezt az oszcilloszkóp áramkörében teszteltük, a következő jelet kaptuk. A skála 5 µs/div, így a frekvencia a valóságban 43 kHz körül lesz. (3. kép)

Vevő

A vevő bemeneti jele túl alacsony lesz ahhoz, hogy az Arduino pontosan tudja feldolgozni, ezért a bemeneti jelet erősíteni kell. Ez egy invertáló erősítő elkészítésével történik.

Az opamphoz egy LM318N -t használtunk, amit 0 V -ról és 5 V -ról tápláltunk az Arduino -tól. Ehhez meg kellett emelnünk a feszültséget az oszcilláló jel körül. Ebben az esetben logikus lesz 2,5 V -ra emelni. Mivel a tápfeszültség nem szimmetrikus, az ellenállás elé kondenzátort is kell helyeznünk. Így egy felüláteresztő szűrőt is készítettünk. Az általunk használt értékekkel a frekvenciának 23 kHz -nél magasabbnak kellett lennie. Amikor A = 56 erősítést használtunk, a jel telítődésbe lép, ami nem jó, ezért inkább A = 18 -at használtunk. Ez még mindig elegendő lesz. (4. kép)

Most, hogy erősített sinushullámunk van, állandó értékre van szükségünk, hogy az Arduino meg tudja mérni. Ennek egyik módja egy csúcsérzékelő áramkör létrehozása. Így láthatjuk, hogy az adó távolabb van -e a vevőtől, vagy más szögben van, mint korábban, ha állandó jelet kapunk, amely arányos a vett jel intenzitásával. Mivel szükségünk van egy precíziós csúcsérzékelőre, az 1N4148 diódát a feszültségkövetőbe helyezzük. Ezzel nincs dióda veszteségünk, és létrehoztunk egy ideális diódát. Az opamp esetében ugyanazt használtuk, mint az áramkör első részében, és ugyanazzal a tápegységgel, 0 V és 5 V feszültséggel.

A párhuzamos kondenzátornak nagy értékűnek kell lennie, ezért nagyon lassan kisül, és továbbra is ugyanazt a csúcsértéket látjuk, mint a valós érték. Az ellenállást is párhuzamosan kell elhelyezni, és nem lesz túl alacsony, mert különben a kisülés nagyobb lesz. Ebben az esetben 1,5µF és 56 kΩ elegendő. (5. kép)

A képen a teljes áramkör látható. Hol van a kimenet, amely az Arduino -ba kerül. A 40 kHz -es váltóáramú jel pedig a vevő lesz, ahol a másik végét a földhöz csatlakoztatják. (6. kép)

Mint korábban említettük, nem tudtuk integrálni az érzékelőket a robotba. De biztosítjuk a tesztek videóit, hogy megmutassuk, hogy az áramkör működik. Az első videóban az erősítés (az első OpAmp után) látható. Az oszcilloszkópon már 2,5 V eltolás van, így a jel középen van, az amplitúdó változik, amikor az érzékelők irányt változtatnak. Amikor a két érzékelő egymással szemben áll, a szinusz amplitúdója magasabb lesz, mint akkor, ha az érzékelők nagyobb szöget zárnak be a kettő között. A második videón (az áramkör kimenete) az egyenirányított jel látható. Ismét a teljes feszültség magasabb lesz, ha az érzékelők egymással szemben vannak, mint amikor nincsenek. A jel nem teljesen egyenes a kondenzátor kisülése és a feszültség/osztás miatt. Tudtuk mérni az állandó jel csökkenését, amikor a szög vagy az érzékelők közötti távolság már nem volt optimális.

Az ötlet az volt, hogy a robotnak legyen vevője, a felhasználónak pedig adója. A robot képes volt megfordítani önmagát, hogy érzékelje, melyik irányban az intenzitás a legmagasabb, és ebbe az irányba mehet. Jobb megoldás lehet, ha két vevőegység van, és követjük a vevőt, amely érzékeli a legmagasabb feszültséget, és még jobb módszer, ha három vevőt elhelyezünk, és úgy helyezzük el őket, mint az LDR -t, hogy tudjuk, melyik irányba sugározzuk a felhasználó jelét (egyenes, balra vagy jobbra).