Sweepy: Kuiweka na Kusahau Kisafishaji Studio: Hatua 10 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Na: Evan Guan, Terence Lo na Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Utangulizi & Motisha

Fagia kisafisha studio kilibuniwa kwa kukabiliana na hali ya machafuko ya studio ya usanifu iliyoachwa nyuma na wanafunzi wa kinyama. Umechoka na jinsi studio ya fujo ilivyo wakati wa hakiki? Sema tena. Pamoja na Kufagia, unachohitajika kufanya ni kuiweka na kuisahau. Studio itakuwa ikipiga chapa mpya haraka zaidi kuliko inavyotakiwa kukamilisha mtindo mmoja wa mradi.

Sweepy inajitambua na itazunguka ikifuta takataka zote na chakavu kwa hamu ya moyo wako shukrani kwa sensorer mbili za ultrasonic ambazo zinaiambia igeuke inakaribia ukuta. Je! Unahitaji Kufanya kazi kwa bidii? Hakuna shida, piga kelele tu. Sweepy inasikiliza kila wakati mazingira yake shukrani kwa sensa ya sauti. Kufikia kizingiti fulani cha kelele itasababisha Sweepy kuingia katika hali ya hasira, kufagia na kusonga kwa kasi kwa kipindi kifupi.

Studio bila Sweepy ni moja ambayo ni fujo.

‏‏‎ ‎

Sehemu, Vifaa na Zana

Sehemu nyingi kwenye orodha hii zinaweza kupatikana katika Kitengo cha Kuanzisha Mradi wa ELEGOO UNO R3. Sehemu zingine zinaweza kununuliwa kutoka kwa Creatron Inc au maduka mengine ya elektroniki.

‏‏‎ ‎

Vipengele

x1 Bodi ya Mdhibiti ya ELEGOO UNO R3

x1 Moduli ya Upanuzi wa Mfano

Sensor ya Ultrasonic ya x1 (HC-SR04)

Moduli ya Sensorer ya Sauti ya x1 (KY-038)

Motors x2 DC N20 (ROBOT-011394)

x1 Micro Servo Motor 9G (SG90)

Moduli ya x1 LCD (1602A)

x1 9V Betri

x2 60x8mm Magurudumu ya Mpira (UWHLL-601421)

x1 Gurudumu la Castor (urefu wa 64mm)

x1 Kufagia Brashi (urefu wa kushughulikia 12mm)

x2 NPN Transistors (PN2222)

Vipinga vya x3 (220Ω)

X2 Diode (1N4007)

x1 Potentiometer (10K)

x15 Breadboard Jumper waya

x26 Waya-kwa-Mwanaume Dupont waya

‏‏‎ ‎

Vifaa

Karatasi ya plywood ya x1 3mm (Ukubwa wa Kitanda cha Laser 18 "x 32")

Vipimo vya x6 M3 (YSCRE-300016)

Karanga za x4 M3 (YSNUT-300000)

Vipimo vya x6 M2.5 (YSCRE-251404)

x6 M2.5 Karanga (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Zana

Bisibisi imewekwa

Bunduki ya gundi moto

‏‏‎ ‎

Vifaa

Kompyuta

Printa ya 3D

Laser Cutter

‏‏‎ ‎

Programu

Arduino IDE

Hatua ya 1: Kuelewa Mantiki

Mzunguko

Bodi ya Mdhibiti ya ELEGOO UNO R3 itatumika kama "ubongo" wa roboti ambayo nambari hiyo itapakiwa na kusindika. Ambatisha Bodi ya Upanuzi wa Mfano na ubao mdogo juu yake. Ili kuwasiliana na sensorer na watendaji, vifaa vitaunganishwa kupitia ubao wa mkate na waya.

Imejumuishwa hapo juu ni mchoro wa mzunguko unaohitajika ili kufurahisha Sweepy. Zingatia sana pembejeo na pato la waya. Inasaidia kufuata waya kwa kuangalia rangi yake. Uunganisho mbaya unaweza kusababisha Sweepy kufanya kazi vibaya au katika hali mbaya, kuharibu umeme wako kwa mzunguko mfupi.

‏‏‎ ‎

Kupanga programu

Iliyoambatanishwa hapa chini ni nambari inayotakiwa kuendesha Sweepy. Fungua faili katika Arduino IDE na uipakie kwenye Bodi ya Mdhibiti ya ELEGOO UNO R3. Ili kufanya hivyo, lazima uunganishe bodi ya mtawala na kompyuta yako kupitia kebo ya USB. Hakikisha bandari sahihi imechaguliwa kwa kwenda kwenye Zana na Bandari kwenye menyu ya kushuka. Hakikisha kupakia nambari kabla ya kujenga Sweepy ili kuepuka kulazimisha kebo ya USB ukiwa kwenye nyumba iliyochapishwa ya 3D.

Haipendekezi kubadilisha anuwai kwenye nambari isipokuwa uwe na uzoefu au ujue unachofanya.

Hatua ya 2: Kukusanya Sehemu Zote, Vifaa na Zana

Kuanza mradi, kukusanya sehemu zote, vifaa na zana zilizoainishwa kwenye orodha hapo juu. Kama ilivyotajwa hapo awali, sehemu nyingi kwenye orodha zinaweza kupatikana katika Kitengo cha Starter cha ELEGOO UNO na vile vile katika Creatron Inc. au maduka mengine ya elektroniki.

Inashauriwa sana kuanza uchapishaji wa 3D mapema iwezekanavyo kwani mchakato unaweza kuchukua masaa kadhaa kukamilika. Mipangilio iliyopendekezwa ni: urefu wa safu ya 0.16mm, ujazo wa 20% na unene wa ukuta wa 1.2mm na brims na msaada. Faili ya kuchapisha ya 3D imeambatanishwa hapa chini.

Kukata laser pia kunaweza kuchukua wakati mzuri ili kuhakikisha kuanza mapema. Faili ya kukata laser pia ina safu ya kuchora mwongozo ambayo inahakikisha kwamba sehemu inayofaa imewekwa mahali pazuri. Hakikisha kuangalia mara mbili kile kinachokatwa na kile kinachowekwa, kubadilisha mipangilio ya nguvu na kasi ipasavyo. Faili ya kukata laser pia imeambatanishwa hapa chini.

Wakati tulikuwa tukitumia plywood kwa roboti yetu, jisikie huru kutumia nyenzo yoyote unayopenda kama vile akriliki, mradi unene ni karibu 3mm.

Hatua ya 3: Kulinda Sahani ya Msingi

Tumia gundi karibu na mzunguko wa bamba la msingi na uiambatanishe chini ya nyumba iliyochapishwa ya 3D. Pangilia sehemu hizo mbili kwa uangalifu kadri uwezavyo wakati unahakikisha pia mwongozo wa kukata kukata laser unakabiliwa juu.

Hatua ya 4: Vipengee vya Bamba la Msingi

Mara tu bamba la msingi limepatikana vya kutosha, tunaweza kuanza kuunganisha duru ya kwanza ya vifaa vya elektroniki. Hii ni pamoja na motors za DC zilizo na magurudumu, servo motor, skrini ya LCD na kifurushi cha betri. Mwongozo wa kukatwa kwa laser umejumuishwa kwenye bamba la msingi ili kuhakikisha uwekaji mzuri wa vifaa kwa urahisi wako. Ili kufanya mzunguko kuwa rahisi, vifaa vinapaswa kulindwa na waya zao zinazofaa tayari zimefungwa.

Magurudumu yanapaswa kuteleza kwenye nafasi mbili kwa upande na gari la DC linatazama ndani. Salama hii na vifungo vyeupe vilivyojumuishwa kwa kutumia visu mbili na karanga kwa kila (M2.5).

Servo motor inapaswa pia kuokolewa kwa kutumia screws sawa na karanga (M2.5) wakati inahakikisha gia nyeupe ikitoka kutoka chini iko upande wa mbele wa roboti. Hii itawezesha mwendo wa kufagia brashi.

Skrini ya LCD inapaswa kuteleza ndani ya mfuko wa mbele wa nyumba na pini zikitazama chini. Salama hii na dabs kadhaa za gundi moto kwenye kila kona.

Mwishowe, kifurushi cha betri kinapaswa kuteleza kwenye mfuko wa nyuma wa nyumba na kitufe cha kuwasha kinatazama nje kwenye ukataji wa shimo. Hii inawezesha roboti kuwashwa na kuzimwa.

Hatua ya 5: Kupata Bamba la Usaidizi

Ifuatayo, ni wakati wa kupata "ubongo" wa Sweepy. Kutumia screws nne na karanga (M3), panda Bodi ya Mdhibiti ya UNO R3 na Moduli ya Upanuzi wa Mfano juu ya bamba la msaada. Hii ingekuwa kama ghorofa ya pili ya nyumba. Kabla ya hii, nambari ya IDE ya Arduino inapaswa tayari kupakiwa kwenye ubao na tayari kwenda.

Telezesha sahani ya msaada ndani ya nyumba kutoka juu mpaka iwe juu ya viunga vitatu vilivyounganishwa katika nyumba ya kuchapisha ya 3D ili kuhakikisha urefu sahihi. Salama sahani hii na visu mbili (M3) kupitia mashimo pande zote mbili.

Punga waya kutoka kwa vifaa kwenye sahani ya msingi juu na kupitia mashimo ya bamba la msaada. Skrini ya LCD na waya za servo zinapaswa kupitia shimo la mbele wakati waya za DC zinapaswa kupitia mashimo ya upande. Waya za pakiti za betri zinaweza kupitia shimo kama inavyotakiwa.

Hatua ya 6: Kuweka Sehemu za Mwisho za Elektroniki

Kutumia gundi ya moto, ambatisha sensorer mbili za ultrasonic mbele ya nyumba na moduli za trigger na echo zinazoenea kutoka kwenye mashimo au "macho". Pini kwenye sensa moja zinapaswa kutazama juu na nyingine ziangalie chini kama inavyoonyeshwa na shimo kwenye bamba la msaada. Hii ni kuhakikisha moduli za mwangwi na za kuchochea zinawiana katika nyumba wakati wa kutuma na kupokea ishara.

Mwishowe, dab gundi ya moto nyuma ya sensa ya sauti na uiambatanishe na slot kwenye upande wa ndani wa nyumba. Juu ya kipaza sauti inapaswa kukaa juu na makali ya nyumba ili kofia ya Sweepy iweze kuwekwa. Kipaza sauti ingeweza kupatana na shimo kwenye kofia kama utakavyoona baadaye.

Hatua ya 7: waya, waya na waya zaidi

Hatua inayofuata kwa hakika ni sehemu ngumu zaidi lakini muhimu zaidi ya kuhakikisha Sweepy iko vizuri na inafurahi: mzunguko. Kutumia mchoro wa Fritzing juu ya Maagizo haya kama mwongozo, unganisha waya zote kutoka kwa vifaa kwenye Moduli ya Upanuzi wa Mfano.

Hakikisha kitufe kwenye kifurushi cha betri kimezimwa kabla ya kuziba kebo ya umeme kwenye ubao. Kwa sababu nambari hiyo inapaswa kupakiwa kwenye ubao, Sweepy haitaweza kushikilia msisimko wake wa kusafisha na kuanza kufanya kazi kwa pili inapokea nguvu, hata wakati unafanya kazi kwenye waya.

Zingatia sana pembejeo na matokeo ya kila waya. Inasaidia kutumia rangi ya waya kuifuata kwenye njia yake.

Hatua ya 8: Kuongeza Sehemu za Kusonga

Sasa ni wakati wa gurudumu la nyuma la Sweepy na brashi ya kufagia.

Gurudumu la nyuma linapaswa kuwa gurudumu la castor ambalo linaweza kuzunguka kwa uhuru karibu. Inapaswa kuwa na urefu wa sentimita 6.4 kutoka juu hadi chini lakini uvumilivu unaweza kuwa mkarimu kulingana na ni nguvu ngapi ya kushuka ambayo unataka brashi itekeleze. Ambatisha hii chini ya sahani ya msaada kupitia shimo kwenye bamba la msingi.

Broshi ya kufagia pia ni ya ukarimu katika uvumilivu lakini kipini kinapaswa kukaa takriban cm 1.2 kutoka ardhini. Kitasa kinapaswa pia kuwa na urefu wa takriban cm 10 kuizuia isigonge nyumba wakati inafuta nyuma na ya nne. Salama hii kwa kiambatisho nyeupe cha lever kilichojumuishwa na injini ya servo na gundi.

Hatua ya 9: Kuifuta yote

Ili kukamilisha Sweepy yako mwenyewe, unahitaji kutengeneza kofia yake. Gundi mdomo wa kofia chini ya bamba la kuweka na shimo juu yake. Hakikisha shimo limepangiliwa na maikrofoni ya sensa ya sauti. Mwishowe, gundi kofia juu ya Jasho, ukilinganisha kingo za mbele na mbele ya nyumba.

Washa umeme kutoka nyuma na utazame Sweepy akifuata ndoto zake za kufanya studio kuwa mahali safi kwa kila mtu.

Hatua ya 10: Matokeo & Tafakari

Licha ya upangaji mkubwa wa muundo, makosa hufanyika lakini ni sawa: yote ni sehemu ya mchakato wa kujifunza. Na kwetu, mambo hayakuwa tofauti.

Moja ya changamoto zetu kubwa ilikuwa kubuni nyumba ya Sweepy kuziba vifaa vyote muhimu. Hii ilimaanisha kupima kwa uangalifu vipimo vya vifaa vyote, kupanga njia za waya, kuhakikisha uadilifu wa kimuundo, nk. Tulimaliza uchapishaji wa 3D na kukata laser mara mbili ya nyumba za Sweepy, la pili likiwa toleo la mwisho kulingana na kile tumejifunza kutoka kwa kwanza upunguzaji.

Kikwazo kikubwa ambacho tumekabiliwa nacho ni uwezo mdogo wa sensorer ya ultrasonic: haikuwa kufunika eneo kubwa la kutosha na Sweepy mara kwa mara ingegonga ukuta wakati inakaribia pembeni. Hii ilitatuliwa kwa kuingizwa kwa sensorer ya pili ya ultrasonic ili kuongeza ufanisi eneo la athari.

Sisi hapo awali tulichagua gari la servo kudhibiti kugeuka lakini haikuwa nzuri na muundo mzuri kama tulivyotarajia. Kama matokeo, tulibadilisha gurudumu la nyuma na gurudumu la bure na tukasukuma jukumu la kugeukia magurudumu mawili ya dereva kupitia kugeuza tofauti (gurudumu moja lingesonga polepole kuliko lingine kuiga kugeuza). Ingawa hii ilimaanisha kufanya mabadiliko makubwa kwa nambari, ilirahisisha muundo wetu wa jumla, ikichukua servo motor kidogo kutoka kwa equation.

‏‏‎ ‎

Mabadiliko ya Baadaye

Daima kuna nafasi ya kuboresha. Katika siku zijazo, mabadiliko moja ya muundo wa mradi wetu ni kuzingatia matengenezo ya Sweepy na upatikanaji wa wahusika wake. Tulikuwa na uzoefu wa maswala mengi pamoja na kufeli kwa gari na betri zilizotolewa ambazo zilituhitaji kutenganisha Sweepy ili tu kuzima vifaa ambavyo vilikuwa visivyo vya kawaida. Katika siku zijazo, tutabuni nyumba na fursa zinazoweza kutumika ambazo zitaruhusu ufikiaji wa vifaa vyake kama vile betri.

Tunazingatia pia utumiaji wa kiwambo cha shinikizo mbele kugundua wakati Sweepy inaingia kwenye uso kwani tuligundua sensorer ya ultrasonic kuwa isiyoaminika wakati mwingine, haswa wakati inakaribia kwa pembe ya mwinuko. Kwa kuwa na sensorer ya mitambo, Sweepy itakuwa thabiti zaidi katika kuamua wakati na wakati sio kugeuka.

Wakati Sweepy inafanya kazi vizuri ndani ya vyumba vidogo, inaweza kuwa na ufanisi mdogo katika nafasi kubwa. Hii ni kwa sababu Sweepy imewekwa tu kugeuza kila inapogundua uso mbele yake lakini itaendelea kwa njia iliyonyooka hadi dunia iharibike. Katika siku zijazo, inaweza kuwa na thamani ya kupangilia njia ya kusafisha Sweepy kwa hivyo inakaa ndani ya mpaka badala ya kuzurura milele.

‏‏‎ ‎

Marejeleo na Mikopo

Mradi huu uliundwa kama sehemu ya kozi ya Kimwili ya Kompyuta (ARC385) katika Kitivo cha Daniels cha Usanifu, Mazingira na Ubunifu mpango wa undergrad huko UofT.

‏‏‎ ‎

Wanachama wa Timu

• Evan Guan
• Terence Lo
• Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Iliyoongozwa na

• Kisafishaji cha Roboti ya Roomba
• Wipy: Kitambulisho cha Whiteboard kilichochochewa zaidi
• Hali mbaya ya nafasi ya studio