PF مبتنی بر LF و اجتناب از ربات: 16 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

معرفی

در این دستورالعمل شما یاد می گیرید که چگونه یک ربات را دنبال کنید و از آن اجتناب کنید. الهام من از روبات هایی است که رفتارهای معمولی انسان را تقلید می کنند ، به عنوان مثال شما بدون هیچ دلیلی وارد دیوار نمی شوید. مغز شما با ماهیچه ها/ اندام های شما ارتباط برقرار می کند و بلافاصله شما را متوقف می کند. مغز شما بسیار شبیه به یک میکروکنترلر اصلی است که ورودی ها را دریافت می کند و آنها را به خروجی پردازش می کند ، در این حالت مغز شما برای اطلاعات به چشم های شما متکی است. درعین حال هنگامی که فرد کور است به دیوار راه می رود. مغز شما هیچ ورودی از چشم شما دریافت نمی کند و نمی تواند دیوار را ببیند. این روبات نه تنها در پایان یک ساخت کامل خواهد بود بلکه یک تجربه یادگیری جالب در مورد اجزای الکترونیکی اساسی ، DIY و مهارت های طراحی برای ایجاد چیزی است ، و من می دانم که از آن لذت خواهید برد. من می دانم که روشهای بسیار ساده تر و معمولی تری وجود دارد که در آن نیازی نیست خودتان مدار بسازید و از ماژول های اولیه برای دستیابی به نتیجه یکسان استفاده کنید ، اما من رویکرد متفاوتی را در پیش گرفتم ، علاوه بر این اگر شما مانند من یک مهره DIY هستید و به دنبال آن هستید چیز جدیدی یاد بگیرید این پروژه ایده آل برای شماست! این ربات نور را دنبال می کند و هنگامی که یک لرزاننده دیوار را لمس می کند ، عقب می افتد و می چرخد ، بنابراین اینها عملکردهای اساسی این ربات هستند. امیدوارم از پروژه من لذت ببرید!

مرحله 1: فهرست مواد

وسایل الکترونیکی

مقاومت ها

· مقاومت 10K ، ¼ وات (x20)

· مقاومت 2.2K ، ¼ وات (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· مقاومت 1K ، ¼ وات (x10)

· مقاومت 220 اهم ، ¼ وات (x4)

· مقاومت 22K ¼ وات (x10)

خازن ها

· 10pf سرامیک (x5)

· الکترولیتی 2200uf ، 25V (x2)

· سرامیک 10nf (x4)

نیمه رساناها

· ترانزیستور قدرت BD 139 NPN (x4)

· ترانزیستور قدرت BD 140 PNP (x4)

· ترانزیستور BC 327 PNP (x4)

· تنظیم کننده های ولتاژ LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· میکروکنترلر PIC16F628A (x1)

· LED 5 میلی متر (رنگ دلخواه شما) (x3)

سخت افزار

· ورق تخته سه لا

· مهره فاصله 5 میلی متر در 60 میلی متر (x4)

· پیچ 5 میلی متر در 20 میلی متر (x8)

· موتورهای دنده ای 12V 500mA (x2)

· چرخ های فوم 60 میلی متری (x2)

· اتصالات هدر زن (جهنده) (x50)

· باتری موتور 12 ولت ، 7.2 آمپر ساعت گیت (می توان از باتری کوچکتر استفاده کرد اما مطمئن شوید که 12 ولت است).

· سیم 2 میلی متر (10 متر)

· پین های اتصال دهنده Heather (jumper) نر (x50)

· لوله 3 میلی متری حرارتی (2 متر)

مرحله 2: ایجاد مدارها

ساختن مدارها نسبتاً مستقیم است ، این یک تجربه یادگیری عالی برای کسانی است که قبلاً آن را انجام نداده اند و تمرین خوبی برای کسانی است که چنین کرده اند. همیشه می توانید روش متفاوتی را امتحان کنید ، اما من ترجیح می دهم از Veroboard استفاده کنم زیرا برای لحیم کاری مسیرهایی که در کنار هم قرار می گیرند راحت تر است. من توصیه می کنم قبل از ساختن مدار واقعی ، یک مدل روی تخته نان بسازید و طرح Veroboard خود را برای مدار روی کاغذ طراحی کنید ، در حال حاضر کار زیادی به نظر می رسد ، اما هنگام ساختن مدارهای شما (به ویژه برای نقاط مرجع) نتیجه خواهد داد.)

ساخت پل های H

H-Bridge مداری است که وظیفه رانندگی موتورهای شما را بر عهده دارد و سیگنال را از میکروکنترلر دریافت می کند و یا موتورها را متوقف یا معکوس می کند (این یک H-Bridge اصلاح شده با 4011 است که به عنوان مدار محافظ عمل می کند و موارد بیشتری را اضافه می کند. ویژگی های کنترل) در زیر تصاویری از نمودار مدار ، طرح برد Vera و مدار نهایی (به یاد داشته باشید که 2 H-Bridges بسازید ، یکی برای هر موتور).

مرحله 3: ایجاد مدارهای LDR

مدارهای LDR مانند روباتی عمل می کنند که وجود نور را حس می کند و یک سیگنال ولتاژ به میکروکنترلر PIC ارسال می کند تا سیگنال ولتاژ را برای PIC من از 741 آمپر عملیاتی تقویت کند. به یاد داشته باشید که 2 مدار ایجاد کنید ، یکی برای هر چشم ربات.

مرحله 4: ایجاد مدار پشتیبانی PIC

این مداری است که مغز ربات است.

مرحله 5: ساختن مدارهای تنظیم ولتاژ

منبع اصلی ولتاژ وارد شده به ربات 12 ولت خواهد بود ، این بدان معناست که باید یک تنظیم کننده ولتاژ در مدارهای H-Bridge وجود داشته باشد زیرا آنها روی 9 ولت کار می کنند و روی مدارهای PIC و LDR که هر دو روی 5 ولت کار می کنند. ولتاژ همچنین باید پایدار باشد تا قطعات آسیب نبینند ، این مدارها ولتاژ را تنظیم می کنند ، به یاد داشته باشید که 2 مدار بسازید. (تمام تصاویر در زیر آمده است). پس از اتمام مدارها ، آنها را با چرخاندن VR و اندازه گیری با استفاده از چند متر روی ولتاژ مناسب تنظیم کنید. به یاد داشته باشید مدارهای LDR و PIC به +5V نیاز دارند. و H-Bridges به 9V ولت نیاز دارند.

مرحله 6: افزودن پین ها به مدار

اکنون که مدارهای خود را ایجاد کرده اید ، وقت آن است که روی پین هدر لحیم شوید. روش دیگر این است که سیم را مستقیماً به صفحه بچسبانید ، اما من متوجه می شوم که شکستن سیم بیشتر رایج است. برای تعیین محل اتصال پین ها در طرح Veroboard هر مدار ، در کلیدهای زیر طرح مدار نمادهایی برای پایه های سربرگ پیدا می کنید و سپس فقط به طراحی مدار خود نگاه کنید ، سوراخ های خود را روی صفحه بشمارید تا از دستور زیر پیروی کنید. و سپس فقط پین را لحیم کنید. (نمادی که باید به دنبال آن باشید در تصویر ارائه می شود). به خاطر داشته باشید که طرح صحیح را برای مدار درست انتخاب کنید.

مرحله 7: شکستن مسیرهای Veroboard

مدارات شما تقریباً به پایان رسیده است. مهمترین کاری که باید انجام دهید این است که مسیرهای Veroboard را بشکنید. مجدداً با استفاده از کلیدهای موجود در هر مدار ، از همان اصل پیروی کنید تا محل شکستن آهنگ ها مشخص شود ، مطمئن شوید که مسیرها را تا انتها بشکنید ، من از چاقوی کاردستی (سرگرمی) استفاده کردم. (تصویری از کلید و نمونه ای از وقفه در مسیر ارائه می شود).

مرحله 8: کدگذاری PIC

اکنون که مدارهای خود را به پایان رساندید ، می توانید قسمت اصلی ربات را شروع کنید ، کدگذاری PIC ، کدگذاری PIC مستقیماً ، کد در MPLab X نوشته شده است ، کد منبع و فایل سیستم عامل (.hex) در بسته zip برای فلش سیستم عامل به کنترل کننده PIC می توانید از هر برنامه نویس موجود استفاده کنید.

مرحله 9: قرار دادن ریزتراشه ها

اکنون که بیشتر کار خود را با مدارها به پایان رسانده اید ، وقت آن است که آخرین کار را انجام دهید ، وارد کردن ریزتراشه ها. این یک کار نسبتاً آسان است اما هنوز هم مشکل است ، اکثر میکروچیپ های شما هنگام خرید اسفنج های عجیب و غریب به فروشگاه می آیند ، ممکن است تعجب کنید که چرا ، اما چیپس ها از نظر استاتیک حساس هستند ، به این معنی که شما نمی توانید آنها را با دستان خود لمس کنید مگر اینکه یک باند ایستا پوشیده اند این شامل 4011 و PIC است ، بنابراین مراقب باشید و پین های این میکروچیپ ها را لمس نکنید در غیر این صورت به آنها آسیب می رسانید. (مطمئن شوید که تراشه را در سمت راست وارد کرده اید ، یک مثال ارائه می شود).

مرحله 10: آزمایش مدارها

مدارات شما اکنون کامل شده است. وقت آن است که آنها را آزمایش کنیم! برای آزمایش مدارات خود به یک مولتی متر نیاز دارید (مولتی متر دستگاهی است که تفاوت ولتاژ ، جریان و مقاومت را اندازه گیری می کند) ، خوشبختانه مولتی متر مدرن چند عملکرد دیگر دارد. اول از همه شما باید یک بازرسی بصری اولیه از مدار انجام دهید ، هر گونه ترک ، خرابی سیم و قطع اتصال را بررسی کنید. پس از اینکه از این موضوع راضی هستید ، مهم است که همه قطب های مدار را بررسی کنید ، به عنوان مثال: ترانزیستورهای شما باید در مسیر مناسب قرار داشته باشند و میکروچیپ های شما باید به درستی وارد شوند. پس از آن وقت آن است که قسمت زیرین صفحه مدار را بررسی کنید ، هرگونه شورت بین مسیرها را از نظر بصری بررسی کنید و سپس فقط مطمئن شوید که یک چاقوی دستی برداشته اید و فقط آن را بین خطوط فلزی تخته برش زده تا مطمئن شوید. آخرین نکته ای که باید به آن توجه کنید ، استراحت های شماست ، هر بازه ای را که در مدار خود قرار دارید بازرسی بصری کنید تا مطمئن شوید که مسیر در تمام طول مسیر شکسته شده است. برای بررسی صحیح ، باید تنظیمات مولتی مترهای خود را بر روی پیوستگی تنظیم کنید (یک تصویر در زیر ارائه می شود) و یک سرنخ را در یک طرف مسیر Brocken و سر دیگر را در طرف دیگر قرار دهید ، اگر مولتی متر شما بوق می زند که خرابی شما معیوب است و شما باید دوباره آن را انجام دهید توصیه می کنم هر مدار را به صورت جداگانه آزمایش کنید تا دچار سردرگمی نشوید. (قبل از انجام مرحله بعدی ، تمام خطاهای خود را برطرف کنید). به یاد داشته باشید که مدارها را با تنظیم ولتاژ مناسب اجرا کنید:

· H-Bridges: 9 ولت

· LDR + PIC: 5 ولت

مرحله 11: مونتاژ بدنه روبات

اکنون که کار مدار شما به پایان رسیده است ، وقت آن است که برخی کارهای DIY را انجام دهید ، اکنون ما قسمت بالای ربات را مونتاژ می کنیم. قسمت بالایی اساساً از تمام مدارها و حسگرها تشکیل شده است. اول از همه باید سوراخ هایی را روی تخته سه لا خود برای مهره ها و پیچ های جداکننده ایجاد کنید ، یک سانتیمتر را از هر گوشه سوراخ کنید (مهم نیست که در کجا انتخاب می کنید سوراخ ها را تا زمانی که ساختار شما پایدار است و مطابقت دارد ، سوراخ کنید. به سوراخ های ایجاد شده در تخته پایین). در حال حاضر کارهای بیشتری باید انجام دهید … مدار ، هنگام انجام این کار مراقب باشید تا به برد آسیب نرساند و مطابق چیدمان برد مدار خود (برای آسیب ندیدن قطعات) ، محل سوراخ ها را انتخاب کنید. روش ساده تر این است که تخته ها را روی تخته سه لا بچسبانید (هنگام انجام این کار سعی کنید به طرح من بچسبید ، H-Bridges که در پشت نصب شده است و غیره).

مرحله 12: مونتاژ بدن ربات (قسمت 2)

اکنون که قسمت بالایی را مونتاژ کرده اید ، وقت آن است که قسمت پایینی را مونتاژ کنید. در قسمت پایین همه تنظیم کننده های ولتاژ ، موتورهای محرک و خازن ها قرار دارد. اولین قدم شما نصب موتورها روی تخته سه لا است. من دو روش اساسی برای نصب موتورها ترجیح می دهم ، یا آنها را در وسط تخته سه لا یا در یک طرف دلخواه خود نصب کنید. اگر می خواهید موتورها را در کنار خود نصب کنید ، باید به یاد داشته باشید که یک چرخ فلک جلو بخرید تا به ربات کمک کند تا به درستی تعادل داشته باشد و خود را مانور دهد. به یاد داشته باشید که قبل از نصب صحیح موتورها ، برخی از اندازه گیری ها و بررسی های اولیه را انجام دهید ، توصیه می کنم موتور را با زیپ کابل نصب کنید که ارزان و تکمیل آن آسان است ، ابتدا با توجه به اندازه گیری های مورد نظر موتور خود را با چسب حرارتی چسبانده و سپس دو سوراخ در دو طرف موتور ایجاد کنید. موتور را در تخته سه لا قرار دهید و فقط از یک کاپیت زیپ برای نگه داشتن آن استفاده کنید (به یاد داشته باشید که زیپ کراوات خود را به درستی محکم کنید). قرار دادن تنظیم کننده ها و خازن ها آسان خواهد بود (با فضای موجود روی تخته سه لا بداهه سازی کنید) و آنها را با استفاده از روش مهره فاصله یا چسب حرارتی نصب کنید (توصیه می کنم خازن ها را بچسبانید). در نهایت سوراخ هایی را برای نصب تخته بالا روی آن بچرخانید (از همان اندازه هایی که در قسمت بالایی انجام دادید استفاده کنید) ، من توصیه می کنم سوراخ های کوچکتر را سوراخ کرده و مهره های فاصله را داخل آن فشار دهید.

مرحله 13: سیم کشی

اکنون که مدارهای خود را لحیم کرده اید ، بررسی کرده و نصب کرده اید ، وقت آن است که همه چیز را به هم وصل کنید. اصول اولیه سیم کشی این است که همه مدارها در نهایت به PIC وصل می شوند که اطلاعات را پردازش و ارسال می کند ، به یاد داشته باشید که سیم کشی شما بسیار مهم است و باید مطمئن شوید که همه چیز درست است. خوب ، حالا نحوه سیم کشی ، حالا متوجه شدید که چرا من روش هید پین را انتخاب کردم زیرا این کار را آسان تر می کند. اگر سیم بلوز زن دارید ، می توانید تخته ها را به سرعت به هم وصل کنید ، در غیر این صورت می توانید سیم معمولی را روی پین هدر بچسبانید (بلوزها بهتر هستند زیرا اگر پین ها را اشتباه کرده اید مجبور نیستید دوباره لحیم کنید). نمودار سیم کشی در تصویر ارائه می شود.

مرحله 14: اتصال و اتصال Feelers

ربات شما برای تشخیص دیوار روبرو از دو دستگاه ضامن دار استفاده می کند. اتصال چسبنده ها نسبتاً ساده است ، اساساً دو سوئیچ میکرو آن به عنوان ضامن چپ و راست عمل می کنند. آنها را در جلوی تخته دوم خود چسب داغ کنید. نمودار مدار اتصالات در زیر ارائه می شود. (به یاد داشته باشید که پین های سوئیچ میکرو را بشناسید ، به عنوان مثال. COM).

مرحله 15: آزمایش روبات

خوب ، این همان لحظه ای است که منتظر آن بودید تا سرانجام ربات خود را برای اولین بار آتش بزنید !! در حال حاضر خیلی بیرون نروید ، این اولین بار کار نمی کند ، اگر این کار شما یک سازنده خوش شانس هستید !! حالا اگر کار نکرد ناامید نشوید ، نگران نباشید قطعاً به زودی. در زیر لیستی از تمام مشکلات احتمالی که ممکن است با آنها روبرو شوید و راه حل آنها را تهیه کرده ام.

· کل کار هیچ کاری نمی کند. مدارهای منبع تغذیه و اتصالات پین های برد را بررسی کنید ، همچنین مشکلات قطبی را بررسی کنید.

· حرکت موتورها در جهت مخالف. یکی از قطب های موتور را عوض کنید و آن را به طرف دیگر بفرستید ، همچنین ممکن است یک مسئله برنامه نویسی باشد.

· چیزی شروع به سیگار کشیدن می کند یا احساس می کنید چیزی واقعاً داغ است. مدار کوتاه!! برای جلوگیری از آسیب ، بلافاصله آن را خاموش کنید. تمام مدارهای احتمالی از جمله اتصالات سیم را بررسی کنید.

· موتورها واقعاً آهسته می چرخند. افزایش جریان در ربات یا کمبود احتمالی H-Bridge.

· ربات به درستی نور را حس نمی کند. تنظیم VR در مدارهای LDR ، می تواند یک مشکل برنامه نویسی باشد.

· ربات رفتار غیرمعمول دارد و کارهای عجیب انجام می دهد. برنامه نويسي! کد برنامه نویسی را دوبار بررسی کنید.

· ربات دیوار را حس نمی کند. اتصالات روی میکرو سوئیچ ها را بررسی کنید.

بنابراین اینها مشکلاتی است که برای ربات من اتفاق افتاده است ، اگر مشکلی غیرمعمول دارید با خیال راحت طرح های من را تغییر دهید یا اصلاح کنید ، به یاد داشته باشید که همه ما در حال یادگیری هستیم و چیزی به عنوان کامل وجود ندارد.

مرحله 16: آزمایش و خطا

اگر بعد از چندین ساعت تلاش ، بازرسی و آزمایش روبات شما هنوز جواب نداد ، آن را به دیوار نیندازید یا آن را پاره نکنید و امید خود را از دست بدهید. سعی کنید بیرون بروید فقط کمی هوای تازه بگیرید یا فقط روی آن بخوابید ، من چنین لحظات زیادی را تجربه کرده ام ، و آیا می دانید چرا؟ الکترونیک یک سرگرمی سخت است ، یک جزء شکست می خورد- همه چیز شکست می خورد. فراموش نکنید که هنگام آزمایش آن را به چند قسمت تقسیم کنید و همیشه ذهن خود را با طراحی و طرح باز نگه دارید. آزاد و خلاق باشید و هرگز تسلیم نشوید !!! اگر از پروژه من خوشتان آمد لطفاً در مسابقه make it move به من رای دهید ، امیدوارم از آن لذت ببرید!