Tűzkergető robot: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ebben a projektben egy tűzoltó robotot fogunk létrehozni, amely üldözi a lángot, és eloltja azt, ha levegőt fúj a ventilátorból.

Miután befejezte ezt a projektet, tudni fogja, hogyan kell használni a lángérzékelőket a PICO -val, hogyan kell leolvasni a kimeneti értéküket, és hogyan kell eljárni rajta, valamint hogyan kell használni a Darlington -érzékelőket egyenáramú motorokkal, és hogyan kell őket szabályozni. Természetesen egy nagyon jó tűzoltó robot mellett.

Kellékek

• PICO
• Lángérzékelő
• Kis egyenáramú motor
• Kis propeller
• L298N H-híd motorhajtó
• PCA9685 12 bites 16 csatornás PWM illesztőprogram
• 2WD robot alváz készlet
• Mini kenyeretábla
• Jumper vezetékek
• Csavarok és anyák

1. lépés: A lángérzékelő csatlakoztatása a PICO -hoz

Kezdjük tűzoltó robotunk legfontosabb részével, amely a tűz észlelésének képessége. Ezért kezdjük azokkal az alkatrészekkel, amelyek felelősek a tűz észleléséért, de mielőtt összeállítanánk, szereljük össze a 2WD robot alvázkészletünket, mivel ennek alapján építjük fel robotunkat.

Ebben a projektben 3 lángérzékelőt fogunk használni, és a robot önállóan mozog a leolvasott értékek alapján, ezeket az érzékelőket a robot alvázának középső, bal és jobb oldalára helyezzük. És úgy fogják elhelyezni, hogy képesek legyenek pontosan meghatározni a lángforrást és eloltani.

Mielőtt elkezdenénk használni a lángérzékelőket, beszéljünk azok működéséről: a lángérzékelő modulok főként infravörös vevő LED -ekből készülnek, amelyek érzékelik a lángok által kibocsátott infravörös fényt, és elküldik az adatokat digitális vagy analóg bemenetként. Ebben az esetben lángérzékelőt használunk, amely digitális kimenetet küld.

Lángérzékelő modul érintkezők:

• VCC: pozitív 5 volt, a PICO VCC csapjával csatlakoztatva.
• GND: negatív csap, a PICO GND csapjával összekapcsolva.
• D0: a digitális kimeneti tüske, amely a kívánt digitális PICO -n van csatlakoztatva.

Most csatlakoztassuk a PICO -hoz, hogy teszteljük a kábelezést és a kódlogikát, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy minden megfelelően működik. A lángérzékelők csatlakoztatása nagyon egyszerű, csak csatlakoztassa az érzékelők VCC -jét és GND -jét a VCC -hez, illetve a PICO GND -jéhez, majd csatlakoztassa a kimeneti csapokat az alábbiak szerint:

• D0 (jobb lángérzékelő) → A0 (PICO)
• D0 (középső lángérzékelő) → A1 (PICO)
• D0 (bal lángérzékelő) → A2 (PICO)

2. lépés: A PICO kódolása a lángérzékelőkkel

Most, hogy lángérzékelőink a PICO -hoz vannak csatlakoztatva, kezdjük el a kódolást, hogy tudjuk, melyik lángérzékelő előtt van láng, és melyikben nincs.

Kód logika:

• Állítsa a PICO A0, A2 és A3 csapjait INPUT csapokká
• Olvassa el az egyes érzékelő kimeneti értékeit
• Nyomtassa ki az egyes érzékelő kimeneti értékeit a soros monitoron, hogy megállapíthassuk, minden megfelelően működik -e.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy érzékelőink alacsony "0" értéket mutatnak, amikor tüzet érzékelnek, és magas "1" értéket, ha nem érzékelik a tüzet.

A kód teszteléséhez nyissa meg a soros monitort, és nézze meg, hogyan változik, ha tűz van előtte, ahhoz képest. A mellékelt képeken leolvasott, hogy egyáltalán nincs lángjuk, és egyetlen láng leolvasása a középső érzékelő előtt.

3. lépés: A ventilátor csatlakoztatása

Ahhoz, hogy a tűzoltó robot hatékony legyen, képesnek kell lennie a tűzoltásra, és ehhez létre kell hoznunk egy ventilátort, amelyet a tűzre irányítunk és eloltunk. És ezt a ventilátort egy kis egyenáramú motorral, propellert szerelve fogjuk létrehozni.

Kezdjük tehát a DC motorok csatlakoztatásával. Az egyenáramú motorok nagy áramfelvétellel rendelkeznek, így nem tudjuk közvetlenül csatlakoztatni őket a PICO -hoz, mivel csak 40 mA -t tud nyújtani GPIO -nként, míg a motornak 100 mA -re van szüksége. Ezért tranzisztorral kell csatlakoztatnunk, és a TIP122 tranzisztort fogjuk használni, mivel ezzel növelhetjük a PICO által biztosított áramot a motorhoz szükséges mennyiségre.

Hozzáadjuk egyenáramú motorunkat és egy külső "HELYTARTÓ" akkumulátort, hogy a motor a szükséges teljesítményt biztosítsa anélkül, hogy károsítaná a PICO -t.

Az egyenáramú motort az alábbiak szerint kell csatlakoztatni:

• Alapcsap (TIP122) → D0 (PICO)
• Gyűjtőcsap (TIP122) → egyenáramú motorvezeték "Az egyenáramú motorok nem rendelkeznek polaritással, így nem mindegy, melyik vezeték"
• Emitter pin (TIP122) → GND
• A DC motor üres vezeték → A külső akkumulátor pozitív (piros vezeték)

Ne felejtse el csatlakoztatni az akkumulátor GND -jét a PICO GND -jéhez, mert ha nincs csatlakoztatva, az áramkör egyáltalán nem fog működni

A ventilátor kódlogikája: a kód nagyon egyszerű, csak módosítjuk azt a kódot, amelyet már be kell kapcsolnunk, amikor a középső érzékelő leolvasása magas, és kapcsoljuk ki a ventilátort, ha a középső érzékelő értéke alacsony.

4. lépés: A robotkocsimotorok csatlakoztatása

Most, hogy robotunk képes észlelni a tüzeket, és ventilátorral elolthatja őket, amikor a tűz közvetlenül előtte van. Ideje megadni a robotnak a mozgás képességét, és közvetlenül a tűz elé állítani, hogy elolthassa. Már használjuk a 2WD robot alvázkészletünket, amely 2 hajtóműves DC -vel érkezik, amelyet használni fogunk.

Az egyenáramú motor menetsebességének és irányának szabályozásához az L298N H-híd motorvezérlőt kell használni, amely egy motorvezérlő modul, amely képes szabályozni a motor futási sebességét és irányát, és képes táplálni a motorokat külső áramforrásról.

Az L298N motorvezérlőnek 4 digitális bemenetre van szüksége a motorok forgásirányának szabályozásához, és 2 PWM bemenetre a motorok fordulatszámának szabályozásához. De sajnos a PICO -nak csak egyetlen PWM kimeneti csapja van, amely nem tudja szabályozni a motor forgásának irányát és sebességét. Itt használjuk a PCA9685 PWM csapok bővítő modulját, hogy növeljük a PICO PWM -jét az igényeinknek megfelelően.

A kábelezés most kicsit bonyolultabbá vált, mivel 2 új motort és 2 modult csatlakoztatunk a vezérléshez. Ez azonban nem jelent problémát, ha követi a megadott sémákat és lépéseket:

Kezdjük a PCA9685 PWM modullal:

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

Most csatlakoztassuk az L298N motorvezérlő modult:

Kezdjük azzal, hogy csatlakoztatjuk az áramforrásunkhoz:

• +12 (L298N modul) → Pozitív piros vezeték (akkumulátor)
• GND (L298N modul) → GND

A motor forgásirányának szabályozása:

• In1 (L298N modul) → PWM 0 pin (PCA9685)
• In2 (L298N modul) → PWM 1 tű (PCA9685)
• In3 (L298N modul) → PWM 2 pin (PCA9685)
• In4 (L298N modul) → PWM 3 tűs (PCA9685)

A motor forgási sebességének szabályozása:

• enableA (L298N modul) → PWM 4 tűs (PCA9685)
• enableB (L298N modul) → 5 tűs PWM (PCA9685)

Az L298N motorvezérlő szabályozott +5 voltos feszültséget tud kibocsátani, amelyet a PICO bekapcsolására használunk:

+5 (L298N modul) → Vin (PICO)

Ne csatlakoztassa ezt a tűt, ha a PICO USB -n keresztül van bekapcsolva

Most, hogy minden csatlakoztatva van, programozzuk a robotot, hogy mozgassa magát, hogy közvetlenül szemben álljon a lánggal, és kapcsolja be a ventilátort.

5. lépés: A kód befejezése

Most, hogy minden megfelelően csatlakoztatva van, ideje kódolni, hogy az is működjön. Ezeket a dolgokat szeretnénk elérni kódunkkal:

Ha egyenesen előre érzékeli a tüzet (a középső érzékeli a tüzet), akkor a robot jobbra mozog felé, amíg el nem éri a beállított távolságot, és be nem kapcsolja a ventilátort

Ha tüzet érzékel a robot jobb oldalán (a jobb érzékelő érzékeli a tüzet), akkor a robot addig forog, amíg a tűz közvetlenül a robot (a középső érzékelő) elé nem kerül, majd elindul felé, amíg el nem éri a beállított távolságot és bekapcsolja a ventilátort

Ha tüzet érzékel a robot bal oldalán, akkor ugyanazt fogja tenni, mint fent. De jobbra balra fog fordulni.

És ha egyáltalán nem érzékel tüzet, akkor az összes érzékelő HIGH értéket ad ki, leállítva a robotot.

6. lépés: Kész

Ebben a projektben megtanultuk, hogyan kell olvasni az érzékelő kimenetét, és attól függően cselekedni, hogyan kell használni a Darlington tranzisztorokat egyenáramú motorokkal, és hogyan kell vezérelni az egyenáramú motorokat. És minden tudásunkat felhasználtuk egy tűzoltó robot létrehozására alkalmazásként. Ami nagyon jó x)

Kérjük, ne habozzon feltenni kérdéseit a megjegyzésekben vagy a mellbell.cc weboldalunkon. És mint mindig, készítsd tovább:)