Robot za gašenje požara: 6 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:08

V tem projektu bomo ustvarili gasilskega robota, ki preganja plamen in ga pogasi z vpihom zraka iz ventilatorja.

Ko končate s tem projektom, boste vedeli, kako uporabljati senzorje plamena s sistemom PICO, kako prebrati njihovo izhodno vrednost in kako nanjo ukrepati ter kako uporabljati senzorje Darlington z enosmernimi motorji in kako jih nadzirati. To seveda skupaj z zelo kul gasilskim robotom.

Zaloge

• PICO
• Senzor plamena
• Majhen enosmerni motor
• Mali propeler
• L298N Gonilnik motorja H-most
• PCA9685 12-bitni 16-kanalni gonilnik PWM
• Komplet robotskega ohišja 2WD
• Mini plošča
• Mostične žice
• Vijaki in matice

1. korak: Priključitev senzorja plamena na PICO

Začnimo z najpomembnejšim delom našega gasilskega robota, ki je sposobnost zaznavanja požarov, ko se ti zgodijo. Zato bomo začeli s komponentami, ki so odgovorne za odkrivanje požara, preden pa to storimo, sestavimo komplet ohišja robotov 2WD, saj bomo na podlagi tega zgradili našega robota.

V tem projektu bomo uporabljali 3 senzorje plamena, robot pa se bo premaknil neodvisno s pomočjo njihovih odčitkov, te senzorje bomo postavili na sredino, levo in desno stran ohišja robota. Postavljeni bodo tako, da bodo lahko natančno določili vir plamena in ga pogasili.

Preden začnemo uporabljati senzorje plamena, se pogovorimo o njihovem delovanju: moduli senzorja plamena so večinoma sestavljeni iz infrardečih LED -sprejemnikov, ki lahko zaznajo infrardečo svetlobo, ki jo oddajajo plameni, in podatke pošiljajo v digitalnem ali analognem vhodu. V tem primeru bomo uporabili senzor plamena, ki pošilja digitalni izhod.

Izhodi modula senzorja plamena:

• VCC: pozitivni 5 voltov, povezan s PICO -jevim VCC vtičem.
• GND: negativni zatič, povezan s PICO -jevim zatičem GND.
• D0: digitalni izhodni pin, povezan z želenim digitalnim na PICO.

Povežimo ga zdaj z našim PICO, da preizkusimo ožičenje in logiko kode, da se prepričamo, da vse deluje pravilno. Priključitev senzorjev plamena je zelo enostavna, samo priključite VCC in GND senzorjev na VCC oziroma GND PICO, nato priključite izhodne zatiče na naslednji način:

• D0 (senzor desnega plamena) → A0 (PICO)
• D0 (senzor srednjega plamena) → A1 (PICO)
• D0 (senzor levega plamena) → A2 (PICO)

2. korak: Kodiranje PICO s senzorji plamena

Zdaj, ko imamo senzorje plamena priključene na PICO, začnimo s kodiranjem, da bomo vedeli, kateri senzor plamena ima plamen pred in kateri ne.

Logika kode:

• Zatiče A0, A2 in A3 PICO nastavite kot vhode INPUT
• Preberite izhodno vrednost vsakega senzorja
• Natisnite vsako izhodno vrednost senzorja na serijski monitor, da bomo lahko ugotovili, ali vse deluje pravilno ali ne.

Upoštevajte, da imajo naši senzorji nizko vrednost "0", ko zaznajo ogenj, in visoko vrednost "1", ko ne zaznajo ognja.

Če želite preizkusiti svojo kodo, odprite serijski monitor in poglejte, kako se spremeni, ko imate ogenj pred njim, v primerjavi s tem, ko se to zgodi. Na priloženih slikah so odčitki, da plamena sploh ni, in odčitki enega samega plamena pred srednjim senzorjem.

Korak: Priključite ventilator

Da bi bil gasilski robot učinkovit, mora imeti sposobnost gašenja požara, zato bomo ustvarili ventilator, ki ga usmerimo v ogenj in ga pogasimo. Ta ventilator bomo ustvarili z uporabo majhnega enosmernega motorja z vgrajenim propelerjem.

Začnimo torej s povezovanjem enosmernih motorjev. Enosmerni motorji imajo velik tok, zato jih ne moremo neposredno povezati z našim PICO, saj lahko ponudi le 40 mA na pin GPIO, medtem ko motor potrebuje 100 mA. Zato moramo za priključitev uporabiti tranzistor in uporabili bomo tranzistor TIP122, saj lahko z njim dvignemo tok, ki ga zagotavlja naš PICO, na količino, ki jo potrebuje motor.

Dodali bomo naš enosmerni motor in zunanjo baterijo "PLACE HOLDER", da motorju zagotovimo potrebno moč, ne da bi pri tem poškodovali naš PICO.

DC motor je treba priključiti na naslednji način:

• Osnovni zatič (TIP122) → D0 (PICO)
• Zbiralni zatič (TIP122) → Kabel enosmernega motorja "Enosmerni motorji nimajo polaritet, zato ni pomembno, kateri kabel"
• Pin oddajnika (TIP122) → GND
• Prazen vod enosmernega motorja → Pozitivna (rdeča žica) zunanje baterije

Ne pozabite priključiti GND baterije na GND PICO, saj vezje ne bo delovalo

Logika kode ventilatorja: koda je zelo preprosta, le kodo, ki jo že imamo, moramo spremeniti, če želimo vklopiti ventilator, ko je odčitek srednjega senzorja visok, in izklopiti ventilator, ko je odčitek srednjega senzorja nizek.

4. korak: Priključitev motorjev robotskih avtomobilov

Zdaj, ko lahko naš robot zazna požar in ga lahko pogasi z ventilatorjem, ko je ogenj neposredno pred njim. Čas je, da robotu omogočimo, da se premika in postavi neposredno pred ogenj, da ga lahko pogasi. Mi že uporabljamo naš komplet 2WD robotskega ohišja, ki prihaja z enosmernim tokom z dvema pogonoma, ki ga bomo uporabljali.

Če želite nadzorovati hitrost in smer delovanja enosmernega motorja, morate uporabiti gonilnik motorja L298N H-bridge, ki je modul gonilnika motorja, ki lahko nadzoruje hitrost in smer vožnje motorja, z možnostjo napajanja motorjev iz zunanjega vira napajanja.

Gonilnik motorja L298N potrebuje 4 digitalne vhode za nadzor smeri vrtenja motorjev in 2 vhoda PWM za nadzor hitrosti vrtenja motorjev. Na žalost ima PICO samo en izhodni pin PWM, ki ne more nadzorovati smeri in hitrosti vrtenja motorja. Tukaj uporabljamo razširitveni modul za zatiče PCA9685 PWM, da povečamo PICO PWM, da ustreza našim potrebam.

Ožičenje je postalo nekoliko bolj zapleteno, saj povezujemo 2 nova motorja skupaj z 2 moduloma za njihovo upravljanje. Vendar to ne bo problem, če sledite shemam in korakom:

Začnimo z modulom PWM PCA9685:

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

Zdaj povežimo modul gonilnika motorja L298N:

Začnimo tako, da ga priključimo na vir napajanja:

• +12 (modul L298N) → Pozitivna rdeča žica (baterija)
• GND (modul L298N) → GND

Za nadzor smeri vrtenja motorja:

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

Za nadzor hitrosti vrtenja motorja:

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

Gonilnik motorja L298N lahko oddaja reguliranih +5 voltov, ki jih bomo uporabili za napajanje našega PICO:

+5 (modul L298N) → Vin (PICO)

Ne priključujte tega zatiča, če se PICO napaja prek USB -ja

Zdaj, ko imamo vse povezano, bomo programirali robota, da se premakne neposredno proti plamenu in vklopi ventilator.

5. korak: Dokončanje kode

Zdaj, ko imamo vse pravilno povezano, je čas, da to kodiramo, da tudi deluje. In te stvari želimo doseči z našo kodo:

Če zazna ogenj naravnost (srednji senzor zazna ogenj), se robot premakne desno proti njemu, dokler ne doseže nastavljene razdalje in vklopi ventilator

Če zazna ogenj na desni strani robota (desni senzor zazna ogenj), se robot vrti, dokler ogenj ni tik pred robotom (srednji senzor), nato pa se premakne proti njemu, dokler ne doseže nastavljene razdalje in vklopi ventilator

Če zazna levo stran robota, naredi enako kot zgoraj. Vendar se bo obrnil v levo namesto v desno.

In če sploh ne zazna požara, bodo vsi senzorji oddali visoko vrednost in ustavili robota.

6. korak: Končali ste

V tem projektu smo se naučili brati izhod senzorja in glede na to ukrepati, kako uporabljati tranzistor Darlington z enosmernimi motorji in kako krmiliti enosmerne motorje. Vse svoje znanje smo uporabili za ustvarjanje gasilskega robota kot aplikacije. Kar je super x)

Prosim, ne oklevajte in postavite kakršna koli vprašanja v komentarjih ali na naši spletni strani mellbell.cc. In kot vedno, nadaljujte:)