SKARA- Avtonom Plus suzish havzasini qo'lda tozalash roboti: 17 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

• Vaqt puldir va qo'l mehnati qimmat. Avtomatlashtirish texnologiyalarining paydo bo'lishi va rivojlanishi bilan, uy -joy mulkdorlari, jamiyatlar va klublar uchun hovuzlarni kundalik hayotning axlat va axloqsizliklaridan tozalash, shaxsiy gigienasini saqlash, shuningdek, ma'lum bir turmush darajasini saqlash uchun muammosiz echim ishlab chiqish kerak.
• Bu muammoni hal qilib, men qo'lda ishlaydigan avtonom hovuz sirtini tozalash mashinasini ishlab chiqdim. Oddiy, ammo innovatsion mexanizmlari bilan, uni bir kecha -kunduzda iflos hovuzda qoldiring va toza va zararsiz bo'lgani uchun uyg'oning.
• Avtomat ikkita funktsional rejimga ega, bittasi avtonom bo'lib, uni telefonda tugmani bosish bilan yoqish mumkin va o'z vazifasini bajarish uchun qarovsiz qoldirish mumkin, va boshqa qo'lda rejim - bu aniq novdalar va barglarni olish uchun vaqt kerak bo'lganda.. Qo'lda rejimda siz telefoningizdagi akselerometr yordamida robotning harakatini boshqarishingiz mumkin, bu telefonda poyga o'yini o'ynashga o'xshaydi. Maxsus tayyorlangan dastur Blynk ilovasi yordamida qilingan va akselerometr ko'rsatkichlari asosiy serverga va mobil telefonga qaytariladi, keyin hotspot kommutatsiya ma'lumotlari NodeMCUga yuboriladi.
• Hatto bugungi kunda ham uy tozalash robotlari ekzotik asboblar yoki hashamatli o'yinchoqlar sifatida qaraladi, shuning uchun men bu fikrni o'zgartirish uchun uni o'zim ishlab chiqardim. Loyihaning asosiy maqsadi, prototipning barcha xarajatlarini tejash uchun mavjud va arzon texnologiyalar yordamida avtonom hovuz tozalagichni loyihalash va ishlab chiqarish edi, shuning uchun ko'pchilik uni men kabi o'z uyida qurishi mumkin edi.

1 -qadam: Ishlash mexanizmi

Harakat va yig'ish:

• Bizning prototipimizning asosiy mexanizmi axlat va axloqsizlikni yig'ish uchun oldida doimiy aylanadigan konveyerdan iborat.
• Suv g'ildiraklarini boshqaradigan ikkita dvigatel, harakatlanish uchun zarur.

Navigatsiya:

• Qo'lda rejim: Mobil akselerometr ma'lumotlari yordamida Skara yo'nalishini boshqarish mumkin. Shunday qilib, odam telefonni egishi kerak.
• Avtonom rejim: Men devorga yaqinligini sezganda avtomatga yordam berish uchun to'siqlardan qochish algoritmini to'ldiruvchi tasodifiy harakatni amalga oshirdim. To'siqlarni aniqlash uchun ikkita ultrasonik sensor ishlatiladi.

2 -qadam: SAPR modeli

• SAPR modeli SolidWorks -da qilingan
• Siz ushbu ko'rsatmaga biriktirilgan cad faylini topishingiz mumkin

3 -qadam: komponentlar

Mexanik:

1. Lazerli kesilgan panellar -2 nos
2. Qalinligi 4 mm bo'lgan akril varaq
3. Termokol yoki polistirolli varaq
4. Torna kesilgan novdalar
5. Egilgan plastik varaq (yog'och qoplamali)
6. 3D bosilgan qismlar
7. Vintlar va yong'oqlar
8. Stencil ("Skara" bosma)
9. Masal- epoksi
10. Net mato

Asboblar:

• Zımpara
• Bo'yoqlar
• Burchak maydalagich
• Matkap
• Kesgichlar
• Boshqa elektr asbob

Elektronika:

• NodeMCU
• Vintli ulagichlar: 2 va 3 pinli
• Mini 360 konvertor
• Kalitni almashtirish
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- tranzistor
• 4.7K qarshilik
• Bir yadroli sim
• L293d- dvigatel haydovchisi
• Ultrasonik sensor- 2 nos
• 100 rpm doimiy dvigatel - 3 nos
• 12V qo'rg'oshin kislotali batareya
• Batareya zaryadlovchi
• Lehim taxtasi
• Lehimlash simlari
• Lehim tayog'i

4 -qadam: 3D bosib chiqarish

• 3d bosib chiqarish mening do'stimdan biri tomonidan uyda yig'ilgan
• Siz 3D formatida chop etilishi kerak bo'lgan 4 ta faylni topishingiz mumkin

• 3D SAPR faylini stl formatiga o'tkazish orqali qismlar 3d bosilgan.

• Suv g'ildiragi an'anaviy dizaynlardan ko'ra suvni yanada samarali almashtirish uchun havo qanotli qanotli intuitiv dizaynga ega. Bu dvigateldan yukni kamroq tushirishga va avtomatning harakatlanish tezligini sezilarli darajada oshirishga yordam beradi.

5 -qadam: Lazerli kesish panellari va torna tayoqchalari

Yon panellar:

• SAPRni haqiqatga aylantirish uchun, prototipning konstruktsiyasi uchun tanlanishi kerak bo'lgan materiallarni diqqat bilan ko'rib chiqish kerak edi, chunki butun tuzilish aniq musbat ko'tarilish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak edi.
• Asosiy tuzilmani rasmda ko'rish mumkin. Ramka uchun birinchi tanlov alyuminiy 7 seriyali bo'lib, uning yengilligi, korroziyaga chidamliligi va strukturaning mustahkamligi yaxshiroq bo'lgan. Biroq, mahalliy bozorda material yo'qligi sababli, men uni Mo'lat Chelik bilan yasashga majbur bo'ldim.
• Side Frame Cad. DXF formatiga aylantirildi va sotuvchiga berildi. Siz ushbu ko'rsatmaga biriktirilgan faylni topishingiz mumkin.
• LCG3015 -da lazerni kesish amalga oshirildi
• Siz shuningdek ushbu veb-saytda lazerni kesishingiz mumkin (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Torna dastgohlari:

• Ikkita panelni bog'laydigan va axlat qutisini qo'llab -quvvatlaydigan tayoqlar mahalliy ishlab chiqarish do'konining torna dastgohlari yordamida qilingan.
• Hammasi bo'lib 4 ta tayoq kerak edi

6 -qadam: axlat qutisini qurish

• Axlat qutisi SAPR chizig'idan olingan o'lchovli elektr asboblari yordamida kesilgan akril plitalar yordamida tayyorlanadi.
• Idishning alohida kesilgan qismlari sanoat darajasidagi suvga chidamli epoksi qatronlar yordamida yig'iladi va yopishtiriladi.
• Butun shassi va uning tarkibiy qismlari zanglamaydigan po'latdan yasalgan 4 mm murvat va 3 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoziqlar yordamida yig'iladi. Qo'llaniladigan yong'oqlar har qanday xarakterga mos kelmasligi uchun o'z-o'zidan ijobiy qulflanadi.
• Dvigatellarni o'rnatish uchun akril plitalarning ikki tomonidagi dumaloq teshik qilingan

• Keyin batareya va elektron korpus 1 mm plastmassadan kesiladi va shassisga qadoqlanadi. To'g'ri muhrlangan va izolyatsiya qilingan simlar uchun teshiklar.

7 -qadam: suzish

• Tuzilishi bilan bog'liq bo'lgan oxirgi komponent - bu butun prototipga ijobiy suzish qobiliyatini berish va og'irlik markazini taxminan butun prototipning geometrik markazida ushlab turish uchun ishlatiladigan flotatsion qurilmalar.
• Flotatsion qurilmalar polistiroldan (termokol) yasalgan. Ularni to'g'ri shakllantirish uchun qum qog'oz ishlatilgan
• Keyin ular yuqoridagi cheklovlarni hisobga olgan holda mSeal yordamida joylarga o'rnatildi.

8 -qadam: Ultrasonik sensorni qo'llab -quvvatlash

• U 3D bosilgan va orqa plitalar qalay plitalar yordamida qilingan
• U mseal (o'ziga xos epoksi) yordamida biriktirilgan.

9 -qadam: elektronika

• 12V qo'rg'oshin kislotali akkumulyator butun tizimni quvvatlantirish uchun ishlatiladi
• U kon konvertori va L293d dvigatel boshqaruvchisi bilan parallel ravishda ulangan
• Buck konvertori tizim uchun 12V dan 5V ga o'zgartiradi
• IRF540n mosfetasi konveyer dvigatelini boshqarish uchun raqamli kalit sifatida ishlatiladi
• NodeMCU asosiy mikrokontroller sifatida ishlatiladi, u Wi -Fi (hotspot) yordamida mobilga ulanadi.

10 -qadam: konveyer tasmasi

• U mahalliy do'kondan sotib olingan to'r matodan qilingan
• Mato aylana shaklida biriktirilgan bo'lib, uzluksiz bo'lishi uchun

11 -qadam: rasm chizish

Skara sintetik bo'yoqlar yordamida bo'yalgan

12 -qadam: Skara ramzini lazer bilan kesish

• Shabloni do'stim uy qurgan lazer yordamida kesilgan.
• Lazerni kesish uchun material - bu stiker varag'i

13 -qadam: kodlash

Oldindan kodlash elementlari:

• Ushbu loyiha uchun men NodeMCU -ni dasturlash uchun Arduino IDE -dan foydalandim. Agar siz ilgari Arduino -ni ishlatgan bo'lsangiz, bu osonroq usul, va siz Python yoki Lua kabi yangi dasturlash tilini o'rganishingiz shart bo'lmaydi.

• Agar siz ilgari hech qachon bunday qilmagan bo'lsangiz, avval siz Arduino dasturiga ESP8266 karta qo'llab -quvvatlashini qo'shishingiz kerak bo'ladi.
• Siz Windows, Linux yoki MAC OSX uchun eng so'nggi versiyani Arduino veb -saytidan topishingiz mumkin: https://www.arduino.cc/en/main/softwareBepul yuklab oling, kompyuteringizga o'rnating va ishga tushiring.
• Arduino IDE allaqachon turli xil taxtalarni qo'llab -quvvatlaydi: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yun va boshqalar. Afsuski, ESP8266 qo'llab -quvvatlanadigan ishlab chiqarish platalari orasida odatiy emas. Shunday qilib, kodlaringizni ESP8266 bazaviy kartasiga yuklash uchun avval uning xususiyatlarini Arduino dasturiga qo'shishingiz kerak bo'ladi. Fayl> Tartiblar bo'limiga o'ting (Windows operatsion tizimida Ctrl +); Qo'shimcha taxtalar menejeri matn qutisiga quyidagi URLni qo'shing (Preferences oynasining pastki qismidagi):

• Agar matn qutisi bo'sh bo'lmasa, demak, bundan oldin Arduino IDE -da boshqa taxtalar qo'shilgan. Oldingi va oxiridagi URL oxiriga vergul qo'shing.

• "Ok" tugmasini bosing va "Sozlamalar" oynasini yoping.
• ESP8266 kartasini qo'shish uchun asboblar> taxta> taxtalar menejeri -ga o'ting.
• Qidiruv matn maydoniga "ESP8266" kiriting, "esp8266 by ESP8266 hamjamiyati" -ni tanlang va o'rnating.
• Endi sizning Arduino IDE umumiy ESP8266, NodeMcu (men bu qo'llanmada ishlatganman), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos va boshqalar kabi ko'plab ESP8266 asosidagi ishlab chiqarish platalari bilan ishlashga tayyor bo'ladi.
• Ushbu loyihada men Blynk kutubxonasidan foydalandim. Blynk kutubxonasi qo'lda o'rnatilishi kerak. Blynk kutubxonasini https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… saytidan yuklab oling. Faylni oching va papkalarni Arduino IDE kutubxonalariga/asboblar papkalariga ko'chiring.

Asosiy kodlash:

• Kodni yuklashdan oldin siz Blynk avtorizatsiya kalitini va WiFi hisob ma'lumotlarini (ssid va parol) yangilashingiz kerak bo'ladi.

• Quyida keltirilgan kod va kutubxonalarni yuklab oling.
• Arduino IDE -da berilgan kodni ("oxirgi kod") oching va uni NodeMCU -ga yuklang.
• Smartfonning ba'zi sensorlari Blynk bilan ham ishlatilishi mumkin. Bu safar men robotni boshqarish uchun uning akselerometridan foydalanmoqchi edim. Telefonni egib, robot chapga/o'ngga yoki oldinga/orqaga buriladi.

14 -qadam: Kodni tushuntirish

• Ushbu loyihada men faqat ESP8266 va Blynk kutubxonalaridan foydalanishim kerak edi. Ular kod boshiga qo'shiladi.
• Siz Blynk avtorizatsiya kalitini va Wi-Fi hisob ma'lumotlarini sozlashingiz kerak bo'ladi. Shunday qilib, sizning ESP8266 Wi-Fi routeringizga kira oladi va Blynk serveridan buyruqlarni kutadi. "O'z avtorizatsiya kodini kiriting", XXXX va YYYY so'zlarini autentifikatsiya kalitingiz (elektron pochtangizga olasiz), SSID va Wi-Fi tarmog'ining parolini almashtiring.
• H-ko'prigiga ulangan NodeMCU pinlarini aniqlang. Siz har bir pinning GPIO raqamining haqiqiy qiymatini (D1, D2 va boshqalar) ishlatishingiz mumkin.

15 -qadam: Blynk -ni o'rnating

• Blynk - bu Internetga ulanish orqali apparatni masofadan boshqarish uchun mo'ljallangan xizmat. Bu sizga Internet -narsalar gadjetlarini osongina yaratishga imkon beradi va Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi va boshqalar kabi bir nechta dasturlarni qo'llab -quvvatlaydi.
• Siz uni Android yoki iOS smartfonidan (yoki planshetidan) masofadagi qurilmaga ma'lumotlarni yuborish uchun ishlatishingiz mumkin. Siz, masalan, harware sensorlari tomonidan olingan ma'lumotlarni o'qishingiz, saqlashingiz va ko'rsatishingiz mumkin.
• Blynk ilovasi foydalanuvchi interfeysini yaratish uchun ishlatiladi. U turli xil vidjetlarga ega: tugmalar, slayderlar, joystiklar, displeylar va boshqalar. Foydalanuvchilar vidjetni asboblar paneliga sudrab tashlaydilar va ko'plab loyihalar uchun maxsus grafik interfeys yaratadilar.
• U "energiya" tushunchasiga ega. Foydalanuvchilar 2000 bepul energiya punktidan boshlanadi. Har qanday vidjet (har qanday loyihada) bir oz energiya sarflaydi, shuning uchun loyihalarda ishlatiladigan vidjetlarning maksimal soni cheklanadi. Masalan, bitta tugma 200 energiya nuqtasini iste'mol qiladi. Shunday qilib, siz 10 tagacha tugmachali interfeys yaratishingiz mumkin. Foydalanuvchilar qo'shimcha energiya nuqtalarini sotib olishlari, murakkab interfeyslar va/yoki bir nechta loyihalarni yaratishlari mumkin.
• Blynk App buyruqlari Internet orqali Blynk Serverga yuklanadi. Boshqa uskuna (masalan, NodeMCU) bu buyruqlarni serverdan o'qish va harakatlarni bajarish uchun Blynk kutubxonalaridan foydalanadi. Uskuna, shuningdek, ilovada ko'rsatilishi mumkin bo'lgan ba'zi ma'lumotlarni serverga o'tkazishi mumkin.
• Android yoki iOS uchun Blynk ilovasini quyidagi havolalardan yuklab oling: https://play.google.com/store/apps/details?id=cc….
• Ilovani o'rnating va yangi hisob yarating. Shundan so'ng siz birinchi loyihangizni yaratishga tayyormiz. Siz shuningdek Blynk kutubxonalarini o'rnatishingiz va autentifikatsiya kodini olishingiz kerak bo'ladi. Kutubxonani o'rnatish tartibi oldingi bosqichda tasvirlangan.
• · BLYNK_WRITE (V0) funktsiyasi akselerometr qiymatlarini o'qish uchun ishlatilgan. Y o'qi tezligi robotning o'ngga/chapga burilishini nazorat qilish uchun ishlatilgan, va robotning oldinga/orqaga harakatlanishini tekshirish uchun z o'qi tezligi ishlatiladi..
• Vidjet qutisidan mobil Drag akselerometriga blynk ilovasini yuklab oling va uni boshqaruv paneliga qo'ying. Tugma sozlamalari ostida virtual pinni chiqish sifatida belgilang. Men V0 virtual pinidan foydalandim. Siz Blynk ilovasida avtorizatsiya tokenini olishingiz kerak.
• Loyiha sozlamalariga o'ting (yong'oq belgisi). Qo'lda/Avtonom tugmasi uchun V1 ilovasida Konveyor tasmasi uchun V2 ni chiqish sifatida ishlatganman.
• Rasmlarda oxirgi ilovaning skrinshotini ko'rishingiz mumkin.

16 -qadam: Yakuniy yig'ilish

Men barcha qismlarni biriktirdim

Shunday qilib, loyiha yakunlandi

17 -qadam: Kreditlar

Men do'stlarimga minnatdorchilik bildirmoqchiman:

1. Zeeshan Mallick: Menga SAPR modeli, shassis ishlab chiqarishda yordam berish

2. Ambarish Pradeep: Kontent yozish

3. Patrik: 3d bosma va lazerli kesish

IoT tanlovida ikkinchi mukofot