ՍԿԱՐԱ- Autonomous Plus ձեռքով լողավազանի մաքրման ռոբոտ. 17 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

• Timeամանակը փող է, իսկ ձեռքի աշխատանքը ՝ թանկ: Ավտոմատացման տեխնոլոգիաների առաջացման և առաջընթացի հետ մեկտեղ, տան սեփականատերերի, հասարակությունների և ակումբների համար պետք է մշակվի առանց խնդիրների լուծում `լողավազանները մաքրելու առօրյա կյանքի բեկորներից և կեղտից, պահպանելու իրենց անձնական հիգիենան, ինչպես նաև պահպանելու որոշակի կենսամակարդակ:
• Այս երկընտրանքի առջև կանգ առնելով ՝ ես մշակեցի լողավազանի մակերեսի մաքրման մեխանիկական ձեռնարկ: Իր պարզ, բայց նորարարական մեխանիզմներով, թողեք այն մեկ գիշերվա ընթացքում կեղտոտ լողավազանում և արթնացեք, որպեսզի մաքրեք և ազատեք այն:
• Ավտոմատն ունի ֆունկցիոնալության երկու եղանակ, մեկը ՝ ինքնավար, որը կարելի է միացնել հեռախոսի կոճակի մատով և առանց հսկողության թողնել իր գործը, և մեկ այլ մեխանիկական ռեժիմ ՝ ճյուղերի և տերևների հատուկ կտորներ ստանալու համար, երբ ժամանակն էական է:. Ձեռքով ռեժիմում դուք կարող եք արագացուցիչ օգտագործել ձեր հեռախոսի վրա ՝ ռոբոտի շարժումը վերահսկելու համար, ինչը նման է հեռախոսով մրցարշավային խաղ խաղալուն: Պատվերով պատրաստված հավելվածը պատրաստվել է Blynk հավելվածի միջոցով և արագացուցիչի ընթերցումները ուղարկվում են հիմնական սերվերին և հետ են շարժվում դեպի բջջային հեռախոս, այնուհետև թեժ կետի անցման միջոցով տվյալները ուղարկվում են NodeMCU- ին:
• Նույնիսկ այսօր, տնային մաքրող ռոբոտները դիտվում են որպես էկզոտիկ տեխնիկա կամ շքեղ խաղալիքներ, ուստի այս մտածելակերպը փոխելու համար ես այն ինքս մշակեցի: Հետևաբար, նախագծում հիմնական նպատակը ավազանի մակերևույթի ինքնավար մաքրող սարքի նախագծումն ու արտադրությունն էր `մատչելի և էժան տեխնոլոգիաների կիրառմամբ` ամբողջ նախատիպը ծախսարդյունավետ դարձնելու համար, ուստի մեծամասնությունը կարող են այն կառուցել իրենց տանը, ինչպես և ես:

Քայլ 1: Աշխատանքի մեխանիզմ

Շարժում և հավաքում

• Մեր նախատիպի հիմնական մեխանիզմը բաղկացած է առջևից անընդհատ պտտվող փոխակրիչից ՝ աղբ և կեղտ հավաքելու համար:
• Երկու շարժիչ, որոնք շարժում են շարժման համար անհրաժեշտ ջրային անիվները:

Նավիգացիա:

• Ձեռնարկի ռեժիմ. Օգտագործելով Mobile- ի արագացուցիչի տվյալները, կարելի է վերահսկել Skara- ի ուղղությունը: Հետևաբար, մարդը պարզապես պետք է թեքի իր հեռախոսը:
• Ինքնավար ռեժիմ. Ես իրականացրել եմ պատահական շարժում, որը լրացնում է խոչընդոտներից խուսափելու ալգորիթմը `օգնելու ավտոմատին, երբ նա զգում է պատի մոտիկությունը: Խոչընդոտները հայտնաբերելու համար օգտագործվում են երկու ուլտրաձայնային տվիչներ:

Քայլ 2: CAD մոդել

• CAD մոդելը կատարվել է SolidWorks- ում
• Այս հրահանգներում կարող եք գտնել cad ֆայլ

Քայլ 3: Բաղադրիչներ

Մեխանիկական:

1. Լազերային կտրող վահանակներ -2nos
2. Ակրիլային թերթ 4 մմ հաստությամբ
3. Թերմոկոլ կամ պոլիստիրոլի թերթ
4. Խառատային կտրված ձողեր
5. Պլաստիկ կոր թիթեղ (փայտե ավարտ)
6. 3D տպագիր մասեր
7. Պտուտակներ և ընկույզներ
8. Տրաֆարետ («Skara» տպագիր)
9. Mseal- էպոքսիդ
10. Netուտ գործվածք

Գործիքներ:

• Հղկաթուղթ
• Ներկեր
• Անկյուն սրող
• Գայլիկոն
• Կտրիչներ
• Այլ էլեկտրական գործիք

Էլեկտրոնիկա:

• NodeMCU
• Պտուտակային միակցիչներ `2 պին և 3 պին
• Buck Converter mini 360
• Միացնել / անջատել անջատիչը
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- տրանզիստոր
• 4.7K դիմադրություն
• Single Core Wire
• L293d- Շարժիչային վարորդ
• Ուլտրաձայնային տվիչ- 2 նիշ
• 100rpm DC շարժիչ - 3 նիշ
• 12 վ կապարաթթու մարտկոց
• Մարտկոցի լիցքավորիչ
• Oldոդման տախտակ
• Oldոդման մետաղալար
• Oldոդման գավազան

Քայլ 4: 3D տպագրություն

• 3d տպագրությունը կատարվել է տնից հավաքված տպիչի կողմից, իմ ընկերներից մեկի կողմից
• Դուք կարող եք գտնել 4 ֆայլ, որոնք պետք է տպվեն 3d- ով

• Մասերը 3D տպագրվեցին ՝ 3d CAD ֆայլը վերածելով stl ձևաչափի:

• Wրային անիվն ունի ինտուիտիվ դիզայն ՝ օդաթիթեղի ձևի լողակներով ՝ ջուրն ավելի արդյունավետ տեղահանելու համար, քան ավանդական նմուշները: Սա օգնում է ավելի քիչ բեռ քաշել շարժիչից, ինչպես նաև զգալիորեն մեծացնել ավտոմատի շարժման արագությունը:

Քայլ 5. Լազերային վահանակներ և խառատային ձողեր

Կողային վահանակներ.

• CAD- ի իրականացումն իրականացնելու համար նախատիպի կառուցվածքի համար ընտրվելիք նյութերը պետք է մանրակրկիտ դիտարկվեին ՝ նկատի ունենալով, որ ամբողջ կառույցից կպահանջվեր զուտ դրական թռիչք ունենալու համար:
• Հիմնական կառուցվածքը կարելի է տեսնել նկարում: Շրջանակի նախնական ընտրությունը Ալյումինե 7 սերիան էր `ավելի թեթև քաշի, կոռոզիայից ավելի լավ դիմադրության և կառուցվածքային ավելի լավ կոշտության շնորհիվ: Այնուամենայնիվ, տեղական շուկայում նյութի անհասանելիության պատճառով ես ստիպված եղա այն պատրաստել Mild Steel- ով:
• Side Frame Cad- ը փոխարկվեց. DXF ձևաչափի և հանձնվեց վաճառողին: Դուք կարող եք գտնել այս հրահանգի մեջ պարունակվող ֆայլը:
• Լազերային կտրումը կատարվել է LCG3015- ի վրա
• Կարող եք նաև լազերային կտրում տալ այս կայքում (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Խառատային ձողեր

• Ձողերը, որոնք միացնում են երկու վահանակներ և պահում են աղբարկղը, պատրաստվել են տեղական արտադրության խանութից խառատային հաստոցներով:
• Ընդհանուր առմամբ անհրաժեշտ էր 4 ձող

Քայլ 6: Աղբի կառուցում

• Աղբարկղը պատրաստվում է ակրիլային թիթեղների օգտագործմամբ, որոնք կտրվել են էլեկտրական գործիքների միջոցով `չափսերով` հաշվի առնելով CAD գծագիրը:
• Աղբարկղի առանձին կտրված հատվածները հավաքվում և խրվում են միասին `օգտագործելով արդյունաբերական ջրակայուն էպոքսիդային խեժ:
• Ամբողջ շասսին և դրա բաղադրիչները հավաքվում են միասին 4 մմ չժանգոտվող պողպատից պտուտակների և 3 չժանգոտվող պողպատից գամասեղների օգնությամբ: Օգտագործված ընկույզները ինքնադրսևորվում են կողպման միջոցով, որպեսզի խուսափեն ցանկացած բնույթի համապատասխանությունից:
• Շարժիչներ տեղադրելու համար ակրիլային թիթեղների 2 կողմերում շրջանաձև անցք է կատարվել

• Մարտկոցի և էլեկտրոնիկայի պարիսպը կտրվում է 1 մմ պլաստմասե թերթից և փաթեթավորվում շասսիի մեջ: Լարերի համար բացվածքներ պատշաճորեն կնքված և մեկուսացված:

Քայլ 7: Լողացում

• Componentուտ կառուցվածքի հետ կապված վերջին բաղադրիչը ֆլոտացիոն սարքերն են, որոնք օգտագործվում են ամբողջ նախատիպին դրական առևտրականություն հաղորդելու, ինչպես նաև նրա ծանրության կենտրոնը պահպանելու համար նախատիպի ամբողջ երկրաչափական կենտրոնին:
• Ֆլոտացիոն սարքերը պատրաստված էին պոլիստիրոլից (տերմոկոլ): Նրանց պատշաճ ձևավորելու համար օգտագործվել է ավազի թուղթ
• Դրանք այնուհետև կցվեցին շրջանակին ՝ տեղադրելով mSeal- ը ՝ հաշվարկելով վերը նշված սահմանափակումները հաշվի առնելով:

Քայլ 8. Ուլտրաձայնային տվիչների աջակցություն

• Այն եռաչափ տպված էր, իսկ հետևի ափսեները պատրաստված էին թիթեղյա թիթեղների օգտագործմամբ
• Այն ամրացվել է mseal- ի միջոցով (մի տեսակ էպոքսիդ)

Քայլ 9: Էլեկտրոնիկա

• Ամբողջ համակարգը սնուցելու համար օգտագործվում է 12V կապարաթթու մարտկոց
• Այն զուգահեռաբար միացված էր buck փոխարկիչին և L293d շարժիչի կարգավորիչին
• Buck փոխարկիչը համակարգի համար փոխակերպում է 12v- ի 5v- ի
• IRF540n mosfet- ը օգտագործվում է որպես թվային անջատիչ ՝ փոխակրիչ գոտու շարժիչը կառավարելու համար
• NodeMCU- ն օգտագործվում է որպես հիմնական միկրոկոնտրոլեր, այն միանում է բջջայինին ՝ օգտագործելով WiFi (թեժ կետ)

Քայլ 10: Կոնվեյերային գոտի

• Այն պատրաստված էր տեղական խանութից գնված ցանցի գործվածքների օգտագործմամբ
• Հյուսվածքը կտրված է, այն ամրացված է շրջանաձև եղանակով և դարձնում է շարունակական

Քայլ 11: Նկարչություն

Skara- ն նկարվել է սինթետիկ ներկերի միջոցով

Քայլ 12. Skara Symbol Laser Cut

• Տրաֆարետը կտրված էր ՝ օգտագործելով ընկերոջս պատրաստած տնական լազերը:
• Նյութը, որի վրա կատարվել է լազերային կտրումը, կպչուն թերթ է

Քայլ 13: Կոդավորում

Նախնական ծածկագրման նյութեր

• Այս նախագծի համար ես օգտագործել եմ Arduino IDE- ն ՝ իմ NodeMCU- ն ծրագրավորելու համար: Դա ավելի հեշտ միջոց է, եթե նախկինում արդեն օգտագործել եք Arduino, և ձեզ հարկավոր չի լինի սովորել նոր ծրագրավորման լեզու, օրինակ ՝ Python- ը կամ Lua- ն:

• Եթե նախկինում դա երբեք չեք արել, ապա նախ պետք է Arduino ծրագրային ապահովմանն ավելացնել ESP8266 տախտակի աջակցություն:
• Windows- ի, Linux- ի կամ MAC OSX- ի վերջին տարբերակը կարող եք գտնել Arduino- ի կայքում ՝ https://www.arduino.cc/hy/main/software Տեղադրեք այն անվճար, տեղադրեք այն ձեր համակարգչում և գործարկեք այն:
• Arduino IDE- ն արդեն աջակցում է բազմաթիվ տարբեր տախտակների `Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún և այլն: Այսպիսով, ձեր ծածկագրերը ESP8266 բազային տախտակին վերբեռնելու համար նախ պետք է դրա հատկությունները ավելացնել Arduino- ի ծրագրակազմին: Գնացեք Ֆայլ> Նախապատվություններ (Ctrl +, Windows OS); Ավելացնել հետևյալ URL- ը Լրացուցիչ խորհուրդների կառավարչի տեքստային տուփին (այն Նախապատվությունների պատուհանի ներքևում) ՝
• Եթե տեքստային տուփը դատարկ չէր, նշանակում է, որ նախկինում արդեն Arduino IDE- ում այլ տախտակներ ավելացրել եք: Ավելացրեք ստորակետ նախորդ URL- ի և վերը նշվածի վերջում:

• Կտտացրեք «Լավ» կոճակին և փակեք Նախապատվությունների պատուհանը:

• Գնացեք Գործիքներ> Տախտակ> Տախտակների կառավարիչ ՝ ձեր ESP8266 տախտակը ավելացնելու համար:
• Որոնման տեքստային դաշտում մուտքագրեք «ESP8266», ընտրեք «esp8266 by ESP8266 Community» և տեղադրեք այն:
• Այժմ ձեր Arduino IDE- ն պատրաստ կլինի աշխատել բազմաթիվ ESP8266 հիմնված զարգացման տախտակների հետ, ինչպիսիք են ընդհանուր ESP8266- ը, NodeMcu- ն (որը ես օգտագործել եմ այս ձեռնարկում), Adafruit Huzzah- ը, Sparkfun Thing- ը, WeMos- ը և այլն:
• Այս նախագծում ես օգտագործեցի Բլինկի գրադարանը: Բլինկի գրադարանը պետք է տեղադրվի ձեռքով: Ներբեռնեք Blynk գրադարանը https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… Բացեք ֆայլը և պատճենեք թղթապանակները Arduino IDE գրադարանների/գործիքների պանակներում:

Հիմնական ծածկագրում

• Նախքան ծածկագիրը վերբեռնելը, դուք պետք է թարմացնեք Blynk author բանալին և ձեր WiFi- ի հավատարմագրերը (ssid և գաղտնաբառ):
• Ներբեռնեք ստորև ներկայացված կոդը և գրադարանները:
• Բացեք տրամադրված կոդը («վերջնական կոդը») Arduino IDE- ում և վերբեռնեք այն NodeMCU- ում:

• Սմարթֆոնի որոշ սենսորներ կարող են օգտագործվել նաև Blynk- ի հետ: Այս անգամ ես ուզում էի օգտագործել դրա արագացուցիչը ՝ իմ ռոբոտին կառավարելու համար: Թեքեք հեռախոսը, և ռոբոտը կթեքվի ձախ/աջ կամ կշարժվի առաջ/հետ:

Քայլ 14. Կոդի բացատրություն

• Այս նախագծում ինձ մնում էր օգտագործել ESP8266 և Blynk գրադարանները: Դրանք ավելացվում են ծածկագրի սկզբում:
• Դուք պետք է կազմաձևեք ձեր Blynk թույլտվության բանալին և Wi-Fi- ի հավատարմագրերը: Այս կերպ ձեր ESP8266- ը կկարողանա հասնել ձեր Wi-Fi երթուղիչին և սպասել հրամանների Blynk սերվերից: Փոխարինեք «մուտքագրեք ձեր սեփական թույլտվության կոդը», XXXX և YYYY ձեր հեղինակային բանալին (այն կստանաք ձեր էլ. Փոստով), SSID- ով և ձեր Wi-Fi ցանցի գաղտնաբառով:
• Սահմանեք h-bridge- ին միացված NodeMCU- ի կապերը: Դուք կարող եք օգտագործել յուրաքանչյուր կապի GPIO համարի բառացի արժեքը (D1, D2 և այլն):

Քայլ 15: Կարգավորեք Blynk- ը

• Blynk- ը ծառայություն է, որը նախատեսված է ինտերնետ կապով սարքավորումները հեռակա կարգով վերահսկելու համար: Այն թույլ է տալիս հեշտությամբ ստեղծել «Իրերի ինտերնետ» գործիքներ և աջակցում է մի քանի պիտույքների, ինչպիսիք են Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi և այլն:
• Դուք կարող եք այն օգտագործել ՝ Android կամ iOS սմարթֆոնից (կամ պլանշետից) տվյալներ հեռավոր սարքին ուղարկելու համար: Կարող եք նաև կարդալ, պահել և ցուցադրել ձեր harware սենսորների կողմից ձեռք բերված տվյալները, օրինակ:
• Blynk ծրագիրը օգտագործվում է օգտագործողի միջերեսի ստեղծման համար: Այն ունի վիջեթների բազմազանություն ՝ կոճակներ, սահիչներ, ջոյսթիք, ցուցադրիչներ և այլն: Օգտագործողները վիջեթը քաշում և գցում են կառավարման վահանակ և ստեղծում են հարմարեցված գրաֆիկական ինտերֆեյս բազմաթիվ նախագծերի համար:
• Այն ունի «էներգիա» հասկացություն: Օգտագործողները սկսում են 2000 անվճար էներգակետով: Օգտագործված յուրաքանչյուր վիջեթ (ցանկացած նախագծում) սպառում է որոշակի էներգիա ՝ դրանով իսկ սահմանափակելով նախագծերում օգտագործվող վիջեթների առավելագույն թիվը: Օրինակ, կոճակը սպառում է 200 էներգիայի միավոր: Այս կերպ, օրինակ, կարելի է ստեղծել ինտերֆեյս մինչև 10 կոճակով: Օգտագործողները կարող են գնել էներգիայի լրացուցիչ կետեր և ստեղծել ավելի բարդ ինտերֆեյսեր և (կամ) մի քանի տարբեր նախագծեր:
• Blynk App- ի հրամաններն ինտերնետով վերբեռնվում են Blynk Server: Մեկ այլ սարքավորում (օրինակ ՝ NodeMCU) օգտագործում է Blynk գրադարանները ՝ այդ հրամանները սերվերից կարդալու և գործողություններ կատարելու համար: Սարքավորումը կարող է նաև որոշ տվյալներ փոխանցել սերվերին, որոնք կարող են ցուցադրվել րագրում:
• Ներբեռնեք Blynk ծրագիրը Android- ի կամ iOS- ի համար հետևյալ հղումներից ՝
• Տեղադրեք ծրագիրը և ստեղծեք նոր հաշիվ: Դրանից հետո դուք պատրաստ կլինեք ստեղծել ձեր առաջին նախագիծը: Դուք նաև պետք է տեղադրեք Blynk գրադարաններ և ստանաք հեղինակային ծածկագիր: Գրադարանի տեղադրման կարգը նկարագրված էր նախորդ քայլին:
• · BLYNK_WRITE (V0) գործառույթը օգտագործվել է արագացուցիչի արժեքները կարդալու համար: Y- առանցքի վրա արագացումն օգտագործվում էր ռոբոտի աջ կամ ձախ թեքվելու համար, իսկ z առանցքի արագացումը ՝ տեսնելու համար, թե ռոբոտը պետք է առաջ/հետ շարժվի: Եթե շեմային արժեքները չգերազանցվեն, շարժիչները կանգ կառնեն.
• Ներբեռնեք blynk ծրագիրը բջջայինում Քաշեք արագացուցիչի օբյեկտը Widget Box- ից և գցեք այն վահանակի վրա: Կոճակի կարգավորումների ներքո որպես ելք նշանակեք վիրտուալ քորոց: Ես օգտագործել եմ վիրտուալ քորոց V0: Դուք պետք է ստանաք Auth Token- ը Blynk հավելվածում:
• Գնացեք Settingsրագրի կարգավորումներ (ընկույզի պատկերակ): Ձեռքով/ինքնավար կոճակի համար ես օգտագործել եմ V1 հավելվածը Փոխակրիչի համար Ես օգտագործել եմ V2- ը որպես ելք:
• Նկարների վրա կարող եք տեսնել վերջնական ծրագրի սքրինշոթը:

Քայլ 16: Վերջնական ժողով

Ես կցեցի բոլոր մասերը

Այսպիսով, նախագիծն ավարտված է

Քայլ 17: Վարկեր

Ես կցանկանայի շնորհակալություն հայտնել իմ ընկերներին ՝

1. Zeeshan Mallick. Օգնում է ինձ CAD մոդելի, շասսիի արտադրության մեջ

2. Ambarish Pradeep: Բովանդակության գրում

3. Պատրիկ. 3D տպագրություն և լազերային կտրում

Երկրորդ մրցանակ IoT մարտահրավերում