ربات تعقیب کننده آتش: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

در این پروژه ، ما قصد داریم یک ربات آتش نشان بسازیم که شعله را تعقیب کرده و با دمیدن هوا از طرف فن آن را خاموش می کند.

پس از اتمام کار با این پروژه ، نحوه استفاده از حسگرهای شعله با PICO ، نحوه خواندن مقدار خروجی آنها و نحوه عملکرد بر روی آن و نحوه استفاده از سنسورهای دارلینگتون با موتورهای DC و نحوه کنترل آنها را خواهید دانست. البته همراه با یک ربات آتش نشان بسیار جالب.

تدارکات

• PICO
• سنسور شعله
• موتور DC کوچک
• پروانه کوچک
• درایور موتور L298N H-Bridge
• درایور PCA9685 12 بیتی PWM 16 کاناله
• کیت شاسی ربات 2WD
• مینی برد برد
• سیم های بلوز
• پیچ و مهره

مرحله 1: اتصال سنسور شعله به PICO

بیایید با مهمترین قسمت ربات اطفاء حریق خود ، یعنی توانایی تشخیص حریق در هنگام وقوع ، شروع کنیم. به همین دلیل است که ما قصد داریم با اجزای مسئول تشخیص آتش شروع کنیم ، اما قبل از انجام این کار ، بیایید کیس شاسی ربات 2WD خود را جمع آوری کنیم ، زیرا روبات خود را بر اساس آن می سازیم.

ما در این پروژه از 3 سنسور شعله استفاده می کنیم و ربات را مجبور می کنیم با استفاده از خوانش های خود حرکت کند ، این سنسورها را در وسط ، چپ و راست شاسی ربات قرار می دهیم. و آنها به گونه ای قرار می گیرند که بتوانند منبع شعله را دقیق مشخص کرده و آن را خاموش کنند.

قبل از شروع استفاده از سنسورهای شعله ، بیایید در مورد نحوه عملکرد آنها صحبت کنیم: ماژول های حسگر شعله عمدتا از LED های گیرنده مادون قرمز ساخته شده اند که می توانند نور مادون قرمز را که از شعله ساطع می شود تشخیص داده و داده ها را به صورت ورودی دیجیتال یا آنالوگ در دستگاه ما ارسال کنند. در صورت استفاده از سنسور شعله که خروجی دیجیتال را ارسال می کند.

خروجی پین ماژول سنسور شعله:

• VCC: مثبت 5 ولت ، متصل به پین VCC PICO.
• GND: پین منفی ، متصل به پین GND PICO.
• D0: پین خروجی دیجیتال ، متصل به دیجیتال مورد نظر در PICO.

اکنون بیایید آن را به PICO خود وصل کنیم تا سیم کشی و منطق کد خود را آزمایش کنیم تا مطمئن شویم همه چیز به درستی کار می کند. اتصال سنسورهای شعله بسیار آسان است ، فقط VCC و GND سنسورها را به ترتیب به VCC و GND PICO وصل کنید ، سپس پین های خروجی را به صورت زیر وصل کنید:

• D0 (سنسور شعله سمت راست) → A0 (PICO)
• D0 (سنسور شعله وسط) → A1 (PICO)
• D0 (سنسور شعله سمت چپ) → A2 (PICO)

مرحله 2: کدگذاری PICO با حسگرهای شعله

اکنون که سنسورهای شعله خود را به PICO متصل کرده ایم ، بیایید برنامه نویسی را شروع کنیم تا بدانیم کدام سنسور شعله شعله ای در مقابل دارد و کدام شعله ندارد.

منطق کد:

• پین های PICO A0 ، A2 و A3 را به عنوان پین های ورودی تنظیم کنید
• هر مقدار خروجی سنسور را بخوانید
• هر مقدار خروجی سنسور را روی مانیتور سریال چاپ کنید تا بتوانیم تشخیص دهیم همه چیز به درستی کار می کند یا خیر.

لطفاً توجه داشته باشید که سنسورهای ما ، هنگامی که آتش را احساس می کنند ، "0" کم و وقتی که آتش را حس نمی کنند ، "1" بالا دارند.

برای آزمایش کد خود ، مانیتور سریال خود را باز کرده و نحوه تغییر آن را در هنگام آتش سوزی در جلوی آن مشاهده کنید ، در مقایسه با زمانی که آن را روشن می کند. تصاویر پیوست دارای قرائت هایی برای عدم وجود شعله و قرائت یک شعله در مقابل سنسور میانی است.

مرحله 3: اتصال فن

برای م effectiveثر ساختن یک ربات اطفاء حریق ، باید توانایی مقابله با آتش را داشته باشد و برای این منظور ما می خواهیم یک فن ایجاد کنیم که آتش را هدف گرفته و با آن خاموش می کنیم. و ما قصد داریم این فن را با استفاده از یک موتور کوچک DC با پروانه نصب شده روی آن ایجاد کنیم.

بنابراین ، بیایید با اتصال موتورهای DC خود شروع کنیم. موتورهای DC جریان بسیار بالایی دارند ، بنابراین نمی توانیم آنها را مستقیماً به PICO خود متصل کنیم ، زیرا فقط می تواند 40 میلی آمپر در هر پین GPIO ارائه دهد ، در حالی که موتور به 100 میلی آمپر نیاز دارد. به همین دلیل است که ما باید از یک ترانزیستور برای اتصال آن استفاده کنیم و از ترانزیستور TIP122 استفاده می کنیم ، زیرا می توانیم از آن برای افزایش جریان ارائه شده توسط PICO به میزان مورد نیاز موتور استفاده کنیم.

ما قصد داریم موتور DC و یک باتری خارجی "PLACE HOLDER" را به موتور اضافه کنیم تا بدون نیاز به PICO ما ، موتور مورد نیاز را تأمین کنیم.

موتور DC باید به شرح زیر متصل شود:

• پایه پایه (TIP122) → D0 (PICO)
• پین جمع کننده (TIP122) lead سیم موتور DC "موتورهای DC قطبی ندارند ، بنابراین مهم نیست که کدام سرب"
• پین امیتر (TIP122) → GND
• سیم خالی موتور DC wire مثبت (سیم قرمز) باتری خارجی

فراموش نکنید که GND باتری را با GND PICO متصل کنید ، زیرا اگر وصل نشده باشد ، مدار به هیچ وجه کار نمی کند

منطق کد فن: کد بسیار ساده است ، ما فقط کدی را که در حال حاضر داریم تغییر می دهیم تا وقتی خوانش سنسور میانی زیاد است فن را روشن کنیم و وقتی خوانش سنسور میانی کم است فن را خاموش کنیم.

مرحله 4: اتصال موتورهای ربات خودرو

اکنون که ربات ما می تواند آتش را تشخیص دهد ، و می تواند آنها را با یک فن خاموش کند وقتی آتش مستقیماً در مقابل آن قرار دارد. زمان آن رسیده است که به ربات این توانایی را بدهیم که حرکت کند و خود را مستقیماً در مقابل آتش قرار دهد ، بنابراین می تواند آن را خاموش کند. ما در حال حاضر از کیت شاسی ربات 2WD خود استفاده می کنیم ، که دارای 2 دنده DC است که می خواهیم از آن استفاده کنیم.

برای اینکه بتوانید سرعت و جهت حرکت موتور DC را کنترل کنید ، باید از درایور موتور L298N H-bridge استفاده کنید ، که یک ماژول راننده موتور است که توانایی کنترل سرعت و جهت حرکت موتور را دارد ، با قابلیت تغذیه موتورها از منبع تغذیه خارجی

درایور موتور L298N برای کنترل جهت چرخش موتورها به 4 ورودی دیجیتالی و برای کنترل سرعت چرخش موتورها به 2 ورودی PWM نیاز دارد. اما متأسفانه PICO فقط یک پین خروجی PWM دارد که نمی تواند جهت و سرعت چرخش موتور را کنترل کند. اینجاست که ما از ماژول بسط پین PCA9685 PWM برای افزایش PWM PICO متناسب با نیازهای خود استفاده می کنیم.

سیم کشی اکنون کمی پیچیده تر شده است ، زیرا ما 2 موتور جدید را به همراه 2 ماژول برای کنترل آنها متصل می کنیم. اما ، اگر شماتیک و مراحل ارائه شده را دنبال کنید ، مشکلی نخواهد بود:

بیایید با ماژول PCA9685 PWM شروع کنیم:

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

اکنون ، بیایید ماژول درایور موتور L298N را متصل کنیم:

بیایید با اتصال آن به منبع تغذیه خود شروع کنیم:

• +12 (ماژول L298N) wire سیم قرمز مثبت (باتری)
• GND (ماژول L298N) → GND

برای کنترل جهت چرخش موتورها:

• In1 (ماژول L298N) → PWM 0 پین (PCA9685)
• In2 (ماژول L298N) → PWM 1 پین (PCA9685)
• In3 (ماژول L298N) → PWM 2 پین (PCA9685)
• In4 (ماژول L298N) → PWM 3 پین (PCA9685)

برای کنترل سرعت چرخش موتور:

• enableA (ماژول L298N) → PWM 4 پین (PCA9685)
• enableB (ماژول L298N) → PWM 5 پین (PCA9685)

درایور موتور L298N می تواند ولتاژ +5 ولت را تنظیم کند ، که ما از آن برای تقویت PICO خود استفاده می کنیم:

+5 (ماژول L298N) → Vin (PICO)

اگر PICO از طریق USB تغذیه می شود ، این پین را وصل نکنید

اکنون که همه چیز را به هم متصل کرده ایم ، برنامه ریزی می کنیم که ربات خود را مستقیماً به سمت شعله حرکت داده و فن را روشن کند.

مرحله 5: تکمیل کد

اکنون که همه چیز را به درستی وصل کرده ایم ، وقت آن است که آن را کدگذاری کنیم تا کار کند. و این مواردی است که ما می خواهیم کد ما انجام دهد:

اگر مستقیماً آتش را در جلو احساس می کند (سنسور میانی آتش را حس می کند) ، سپس ربات درست به سمت آن حرکت می کند تا به فاصله تعیین شده برسد و فن را روشن کند

اگر آتش را به سمت راست ربات حس می کند (سنسور سمت راست آتش را حس می کند) ، آنگاه ربات می چرخد تا زمانی که آتش درست جلوی ربات قرار گیرد (سنسور میانی) ، سپس به سمت آن حرکت می کند تا به فاصله تعیین شده برسد. و فن را روشن می کند

در صورت احساس آتش به سمت چپ ربات ، همان کار را در بالا انجام می دهد. اما ، به جای راست به چپ می چرخد.

و اگر اصلاً هیچ حریقی احساس نشود ، همه سنسورها مقدار بالا را تولید می کنند و ربات را متوقف می کنند.

مرحله ششم: تمام شدی

در این پروژه ، ما نحوه خواندن خروجی سنسور و اقدام بسته به آن ، نحوه استفاده از ترانزیستور دارلینگتون با موتورهای DC و نحوه کنترل موتورهای DC را آموخته ایم. و ما از تمام دانش خود برای ایجاد یک ربات آتش نشان به عنوان یک برنامه استفاده کردیم. که خیلی باحاله x)

لطفاً از پرسیدن سوالات خود در نظرات یا وب سایت ما mellbell.cc دریغ نکنید. و مثل همیشه به ساختن ادامه دهید:)