SKARA- Autonomous Plus Mwongozo wa Kuogelea Roboti: Hatua 17 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

• Wakati ni pesa na kazi ya mikono ni ghali. Pamoja na ujio na maendeleo katika teknolojia za kiotomatiki, suluhisho la bure la shida linahitaji kutengenezwa kwa wamiliki wa nyumba, jamii na vilabu kusafisha mabwawa kutoka kwa takataka na uchafu wa maisha ya kila siku, kudumisha usafi wao wa kibinafsi na vile vile kudumisha kiwango fulani cha maisha.
• Kukabiliana na shida hii uso kwa uso, nilitengeneza mashine ya kusafisha uso wa dimbwi la uhuru. Na njia zake rahisi lakini za ubunifu, iache kwenye dimbwi chafu mara moja na uamke ili kusafisha na chembe bure.
• Automaton ina njia mbili za utendaji, moja ya uhuru ambayo inaweza kuwashwa kwa kubonyeza kitufe kwenye simu na kuachwa bila kutazamwa kufanya kazi yake na hali nyingine ya mwongozo kupata vipande maalum vya matawi na majani wakati wakati ni muhimu. Katika hali ya mwongozo unaweza kutumia accelerometer kwenye simu yako kudhibiti mwendo wa roboti sawa na kucheza mchezo wa mbio kwenye simu. Programu iliyotengenezwa maalum ilifanywa kwa kutumia programu ya Blynk na usomaji wa accelerometer hutumwa kwa seva kuu na kurudi kwenye rununu kisha kupitia data ya ubadilishaji wa hotspot inatumwa kwa NodeMCU.
• Hata leo, roboti za kusafisha nyumbani zinaonekana kama vifaa vya kigeni au vitu vya kuchezea vya anasa, kwa hivyo kubadili fikira hii niliianzisha peke yangu. Kwa hivyo katika mradi huo, lengo kuu lilikuwa kubuni na kutengeneza kusafisha uso wa dimbwi na matumizi ya teknolojia zinazopatikana na za bei rahisi kuweka mfano mzima wa gharama na, kwa hivyo watu wengi wanaweza kuijenga nyumbani kwao kama mimi.

Hatua ya 1: Utaratibu wa Kufanya kazi

Harakati na Ukusanyaji:

• Utaratibu wa kimsingi wa mfano wetu una ukanda wa kusafirisha unaozunguka kila wakati mbele kukusanya uchafu na uchafu.
• Magari mawili ambayo huendesha magurudumu ya maji yanahitajika kwa locomotion.

Urambazaji:

• Njia ya Mwongozo: Kutumia data ya kasi ya rununu mtu anaweza kudhibiti mwelekeo wa Skara. Kwa hivyo mtu huyo anahitaji tu kugeuza simu yake.
• Hali ya uhuru: Nimetekeleza mwendo uliobadilishwa unaosaidia algorithm ya kuzuia kikwazo kusaidia automaton inapohisi ukaribu na ukuta. Sensorer mbili za ultrasonic hutumiwa kugundua vizuizi.

Hatua ya 2: Mfano wa CAD

• Mfano wa CAD ulifanyika kwenye SolidWorks
• Unaweza kupata faili ya cad iliyofungwa katika mafundisho haya

Hatua ya 3: Vipengele

Mitambo:

1. Paneli za kukatwa za Laser -2nos
2. Karatasi ya Acrylic 4mm nene
3. Thermocol au karatasi ya Polystyrene
4. Lathe fimbo zilizokatwa
5. Karatasi ya plastiki iliyopindika (kumaliza mbao)
6. Sehemu zilizochapishwa 3d
7. Screws na Karanga
8. Stencil ("Skara" chapa)
9. Mseal - Epoxy
10. Kitambaa cha wavu

Zana:

• Sandpaper
• Rangi
• Angle ya kusaga
• Kuchimba
• Wakataji
• Chombo kingine cha nguvu

Umeme:

• NodeMCU
• Viunganisho vya screw: 2pin na 3pin
• Buck ya kubadilisha mini 360
• Geuza Kubadili
• IRF540n- Mosfet
• BC547b - Transistor
• Upinzani wa 4.7K
• Waya moja ya Msingi
• L293d- Dereva wa Magari
• Sensorer ya Ultrasonic- 2nos
• 100rpm DC motor - 3nos
• 12v Kiongozi wa asidi ya asidi
• Chaja ya Betri
• Bodi ya Soldering
• Kuunganisha waya
• Fimbo ya kutengenezea

Hatua ya 4: Uchapishaji wa 3d

• Uchapishaji wa 3d ulifanywa na printa iliyokusanyika nyumbani na rafiki yangu mmoja
• Unaweza kupata faili 4 ambazo zinapaswa kuchapishwa 3d

• Sehemu zilichapishwa 3d kwa kubadilisha faili ya CAD 3d kuwa fomati ya stl.

• Gurudumu la maji lina muundo wa angavu na mapezi yenye umbo la hewa ili kuondoa maji kwa ufanisi zaidi kuliko miundo ya jadi. Hii inasaidia kuchora mzigo mdogo kutoka kwa gari na pia kuongeza kasi ya locomotion ya automaton inayoonekana.

Hatua ya 5: Paneli za Kukata Laser na Fimbo za Lathe

Paneli za Upande:

• Ili kufanya utaftaji wa CAD kuwa ukweli, vifaa vitakavyochaguliwa kwa muundo wa mfano ilibidi izingatiwe kwa uangalifu, ikizingatiwa kuwa muundo wote utahitajika kuwa na uboreshaji mzuri wa wavu.
• Muundo kuu unaweza kuonekana kwenye takwimu. Chaguo la kwanza la fremu hiyo lilikuwa kwenda na safu ya Aluminium 7 kwa sababu ya uzito wake mwepesi, upinzani bora kwa kutu na uthabiti bora wa muundo. Walakini, kwa sababu ya kutopatikana kwa nyenzo kwenye soko la ndani, ilibidi nifanye na Steel kali.
• Cad ya Sura ya Upande ilibadilishwa kuwa fomati ya. DXF na ikapewa muuzaji. Unaweza kupata faili iliyofungwa katika hii inayoweza kufundishwa.
• Kukatwa kwa laser kulifanyika kwenye LCG3015
• Unaweza pia kutoa kukata laser katika wavuti hii (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Fimbo za Lathe:

• Fimbo ambazo zinaunganisha paneli mbili na kuunga mkono pipa ilitengenezwa na utengenezaji wa lathe kutoka duka la utengenezaji wa ndani.
• Jumla ya fimbo 4 zilihitajika

Hatua ya 6: Ujenzi wa Bin

• Bin imetengenezwa kwa kutumia shuka za akriliki ambazo zilikatwa kwa kutumia zana za nguvu na vipimo vikichukua kumbukumbu kutoka kwa mchoro wa CAD.
• Sehemu zilizokatwa za bin zimekusanyika na kushikamana pamoja kwa kutumia resini ya epoxy sugu ya kiwango cha maji.
• Chasisi nzima na vifaa vyake vimekusanyika pamoja kwa msaada wa bolts 4mm za chuma cha pua na vipuli 3 vya chuma cha pua. Karanga zinazotumiwa ni kujifunga kwa kibinafsi ili kuzuia kufuata kwa asili yoyote.
• Shimo la duara katika pande 2 za karatasi za akriliki zilifanywa ili kuweka motors

• Ufungaji wa betri na vifaa vya elektroniki hukatwa kutoka kwa 1mm karatasi ya plastiki na kuingizwa kwenye chasisi. Ufunguzi wa waya zilizofungwa vizuri na zilizowekwa maboksi.

Hatua ya 7: Kuelea

• Sehemu ya mwisho inayohusiana na muundo tu ni vifaa vya kugeuza ambavyo hutumiwa kutoa mfano mzima wa kupendeza na pia kudumisha kituo chake cha mvuto kwa takriban kituo cha kijiometri cha mfano.
• Vifaa vya kugeuza vilitengenezwa nje ya polystyrene (thermocol). Karatasi ya mchanga ilitumika kuwaunda vizuri
• Hizi ziliambatanishwa na fremu katika maeneo kwa kutumia mSeal kwa kuhesabiwa kuzingatia vizuizi hapo juu.

Hatua ya 8: Msaada wa Sensorer ya Ultrasonic

• Ilichapishwa 3d na bamba za nyuma zilifanywa kwa kutumia bati
• Iliambatanishwa na kutumia mseal (aina ya epoxy)

Hatua ya 9: Elektroniki

• Betri ya asidi ya risasi 12V hutumiwa kuwezesha mfumo mzima
• Iliunganishwa kwa kufanana na kibadilishaji cha dume na mtawala wa L293d
• Buck kubadilisha fedha hubadilisha 12v hadi 5v kwa mfumo
• IRF540n mosfet hutumiwa kama swichi ya dijiti kudhibiti motor ya ukanda wa conveyor
• NodeMCU hutumiwa kama mdhibiti mkuu, inaunganisha kwa simu kwa kutumia WiFi (hotspot)

Hatua ya 10: Ukanda wa usafirishaji

• Ilifanywa kwa kutumia kitambaa cha wavu kilichonunuliwa kutoka duka la kawaida
• Kitambaa kilikatwa kiambatisho kwa njia ya duara kutengeneza ni endelevu

Hatua ya 11: Uchoraji

Skara alipakwa rangi kwa kutumia rangi bandia

Hatua ya 12: Skara ya Laser ya Alama ya Skara

• Stencil ilikatwa kwa kutumia laser iliyotengenezwa nyumbani na rafiki yangu.
• Nyenzo ambayo kukata kwa laser kulifanywa ni karatasi ya stika

Hatua ya 13: Usimbuaji

Vifungo vya Usimbuaji wa Kabla:

• Kwa mradi huu nilitumia Arduino IDE kwa kupanga programu yangu ya NodeMCU. Ni njia rahisi ikiwa tayari umetumia Arduino hapo awali, na hautahitaji kujifunza lugha mpya ya programu, kama Python au Lua kwa mfano.

• Ikiwa haujawahi kufanya hivyo hapo awali, kwanza itabidi uongeze msaada wa bodi ya ESP8266 kwenye programu ya Arduino.
• Unaweza kupata toleo la hivi karibuni la Windows, Linux au MAC OSX kwenye wavuti ya Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/software Ipakue bure, isakinishe kwenye kompyuta yako na uizindue.
• Arduino IDE tayari inakuja na msaada kwa bodi nyingi tofauti: Arduino Nano, Mgodi, Uno, Mega, Yún, n.k Kwa bahati mbaya ESP8266 sio kawaida kati ya bodi hizo za maendeleo zilizosimamiwa. Kwa hivyo ili kupakia nambari zako kwa bodi ya msingi ya ESP8266, itabidi uongeze mali zake kwenye programu ya Arduino kwanza. Nenda kwa Faili> Mapendeleo (Ctrl +, kwenye Windows OS); Ongeza URL ifuatayo kwenye kisanduku cha maandishi cha Meneja wa Bodi za ziada (ile iliyo chini ya dirisha la Mapendeleo):

• Ikiwa kisanduku cha maandishi hakikuwa tupu, inamaanisha tayari ilikuwa imeongeza bodi zingine hapo awali kwenye Arduino IDE hapo awali. Ongeza comma mwishoni mwa URL iliyopita na ile hapo juu.

• Piga kitufe cha "Ok" na ufunge Dirisha la Mapendeleo.
• Nenda kwa Zana> Bodi> Meneja wa Bodi kwa kuongeza bodi yako ya ESP8266.
• Andika "ESP8266" kwenye kisanduku cha maandishi ya utaftaji, chagua "esp8266 na Jumuiya ya ESP8266" na usakinishe.
• Sasa IDE yako ya Arduino itakuwa tayari kufanya kazi na bodi nyingi za maendeleo za ESP8266, kama ESP8266 ya kawaida, NodeMcu (ambayo nilitumia kwenye mafunzo haya), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos, nk.
• Katika mradi huu, nilitumia maktaba ya Blynk. Maktaba ya Blynk inapaswa kuwekwa kwa mikono. Pakua maktaba ya Blynk kwa https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… Unzip faili, na unakili folda hizo kwenye maktaba / folda za zana za Arduino IDE.

Usimbuaji Kuu:

• Itabidi usasishe ufunguo wa mwandishi wa Blynk na hati zako za WiFi (ssid na nywila) kabla ya kupakia nambari hiyo.
• Pakua nambari na maktaba zinazotolewa hapa chini.
• Fungua nambari iliyotolewa ("nambari ya mwisho") katika Arduino IDE na uipakie kwenye NodeMCU.

• Sensorer zingine za smartphone pia zinaweza kutumika na Blynk. Wakati huu nilitaka kutumia accelerometer yake kudhibiti robot yangu. Pindisha simu na roboti itageuka kushoto / kulia au kusonga mbele / nyuma.

Hatua ya 14: Ufafanuzi wa Kanuni

• Katika mradi huu ilibidi nitumie tu maktaba za ESP8266 na Blynk. Zinaongezwa mwanzoni mwa nambari.
• Itabidi usanidi ufunguo wako wa idhini ya Blynk na vitambulisho vyako vya Wi-Fi. Kwa njia hii ESP8266 yako itaweza kufikia router yako ya Wi-Fi na subiri amri kutoka kwa seva ya Blynk. Badilisha "andika nambari yako ya idhini", XXXX na YYYY na ufunguo wako wa mwandishi (utapokea kwenye barua pepe yako), SSID na nywila ya mtandao wako wa Wi-Fi.
• Fafanua pini za NodeMCU iliyounganishwa na h-daraja. Unaweza kutumia thamani halisi (D1, D2, n.k.) ya nambari ya GPIO ya kila pini.

Hatua ya 15: Sanidi Blynk

• Blynk ni huduma iliyoundwa kwa kudhibiti vifaa kwa mbali juu ya unganisho la mtandao. Inafanya hukuruhusu kuunda vifaa vya mtandao vya vitu kwa urahisi, na inasaidia vifaa ngumu kadhaa, kama Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi, nk.
• Unaweza kuitumia kutuma data kutoka kwa smartphone ya Android au iOS (au kompyuta kibao) kwa kifaa cha mbali. Unaweza pia kusoma, kuhifadhi, na kuonyesha data iliyopatikana na sensorer zako za harware, kwa mfano.
• Programu ya Blynk hutumiwa kwa kuunda kiolesura cha mtumiaji. Ina anuwai ya vilivyoandikwa: vifungo, vitelezi, fimbo ya kufurahisha, maonyesho, n.k. Watumiaji buruta na toa wijeti kwenye dashibodi na uunda kiolesura cha picha maalum kwa miradi mingi.
• Ina dhana ya 'nishati'. Watumiaji huanza na nukta 2000 za nishati ya bure. Kila wiji inayotumiwa (katika mradi wowote) hutumia nguvu, na hivyo kupunguza idadi kubwa ya vilivyoandikwa vilivyotumiwa kwenye miradi. Kitufe, kwa mfano, hutumia nukta 200 za nishati. Kwa njia hii, mtu anaweza kuunda kiolesura na vifungo hadi 10 kwa mfano. Watumiaji wanaweza kununua nukta za ziada, na kuunda njia ngumu zaidi na / au miradi kadhaa tofauti.
• Amri kutoka kwa App ya Blynk zimepakiwa kwa Blynk Server kupitia mtandao. Vifaa vingine (kwa mfano NodeMCU) hutumia Maktaba za Blynk kusoma amri hizo kutoka kwa seva na kufanya vitendo. Vifaa vinaweza pia data kwenye seva, ambayo inaweza kuonyeshwa kwenye App.
• Pakua programu ya Blynk ya Android au iOS kutoka kwa viungo vifuatavyo: https://play.google.com/store/apps/details?id=cc….
• Sakinisha programu na Unda akaunti mpya. Baada ya hapo utakuwa tayari kuunda mradi wako wa kwanza. Utahitaji pia kusanikisha maktaba za Blynk na kupata nambari ya auth. Utaratibu wa kusanikisha maktaba ulielezewa kwenye hatua ya awali.
• · BLYNK_WRITE (V0) kazi ilitumika kusoma maadili ya kasi. Kuongeza kasi kwa mhimili-y ulitumika kudhibiti ikiwa roboti inapaswa kugeukia kulia / kushoto, na kuongeza kasi kwa z-axis hutumiwa kuona ikiwa roboti inapaswa kusonga mbele / nyuma..
• Pakua programu ya blynk kwenye kifaa cha kukokota kipima kasi kutoka kwa Sanduku la Widget na uiache kwenye dashibodi. Chini ya Mipangilio ya Kitufe toa pini halisi kama pato. Nilitumia pini halisi V0. Unapaswa kupata Auth Token katika Programu ya Blynk.
• Nenda kwenye Mipangilio ya Mradi (aikoni ya nati). Kwa kitufe cha Mwongozo / Autonomous nimetumia V1 katika programu ya Ukanda wa Usafirishaji nimetumia V2 kama pato.
• Unaweza kuona skrini ya programu ya mwisho kwenye picha.

Hatua ya 16: Mkutano wa Mwisho

Niliambatanisha sehemu zote

Kwa hivyo mradi umekamilika

Hatua ya 17: Mikopo

Ningependa kuwashukuru marafiki zangu kwa:

1. Zeeshan Mallick: Ananisaidia na mtindo wa CAD, utengenezaji wa chasisi

2. Ambarish Pradeep: Uandishi wa Yaliyomo

3. Patrick: Uchapishaji wa 3d na Kukata Laser

Tuzo ya pili katika Changamoto ya IoT