Sweepy: O'rnatish va unutish Studio tozalagichi: 10 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

Muallif: Evan Guan, Terens Lo va Uilson Yang

‏‏‎ ‎

Kirish va motivatsiya

Sweepy studiya tozalovchi vahshiy talabalar qoldirgan arxitektura studiyasining betartib sharoitiga javoban ishlab chiqilgan. Ko'rib chiqish paytida studiya qanday tartibsiz bo'lishidan charchadingizmi? Yaxshisi, boshqa aytma. Sweepy -da hamma narsani sozlash va unutish kerak. Studiya yangi loyiha modelini bajarishingizga qaraganda tezroq yangi bo'lib chiqadi.

Sweepy o'z-o'zidan biladi va devorga yaqinlashganda aylanishi kerakligini aytadigan ikkita ultratovushli datchik yordamida barcha axlat va qoldiqlarni yuragingizning xohishiga mos ravishda siljitadi. Ko'proq ishlash uchun Sweepy kerakmi? Muammo yo'q, faqat baqiring. Ovoz sensori yordamida Sweepy doimiy ravishda o'z muhitini tinglaydi. Ma'lum bir shovqin chegarasiga etib borish Sweepy -ning g'azablangan rejimga o'tishiga olib keladi, qisqa vaqt davomida supuradi va tezroq harakat qiladi.

Sweepy bo'lmagan studiya - bu tartibsiz.

‏‏‎ ‎

Qismlar, materiallar va asboblar

Ushbu ro'yxatning ko'p qismini ELEGOO UNO R3 loyihasining boshlang'ich to'plamida topish mumkin. Boshqa qismlarni Creatron Inc. yoki boshqa elektron do'konlardan sotib olish mumkin.

‏‏‎ ‎

Komponentlar

x1 ELEGOO UNO R3 boshqaruv paneli

x1 prototipini kengaytirish moduli

x1 Ultrasonik sensor (HC-SR04)

x1 Ovoz sensori moduli (KY-038)

x2 DC N20 dvigatellari (ROBOT-011394)

x1 Micro Servo Dvigatel 9G (SG90)

x1 LCD moduli (1602A)

x1 9V batareya

x2 60x8 mm rezina g'ildiraklar (UWHLL-601421)

x1 bo'sh g'ildirak g'ildiragi (balandligi 64 mm)

x1 supurish cho'tkasi (tutqich balandligi 12 mm)

x2 NPN tranzistorlari (PN2222)

x3 rezistorlar (220Ω)

x2 diodlar (1N4007)

x1 Potansiyometr (10K)

x15 Breadboard o'tish simlari

x26 Ayol-erkak Dupont simlari

‏‏‎ ‎

Materiallar

x1 3 mm kontrplak varag'i (18 dyuymli x 32 dyuymli lazerli to'shak)

x6 M3 vintlardek (YSCRE-300016)

x4 M3 yong'oq (YSNUT-300000)

x6 M2.5 vintlardek (YSCRE-251404)

x6 M2.5 yong'oqlar (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Asboblar

Tornavida to'plami

Issiq yopishtiruvchi qurol

‏‏‎ ‎

Uskunalar

Kompyuter

3D printer

Lazerli kesuvchi

‏‏‎ ‎

Dasturiy ta'minot

Arduino IDE

1 -qadam: Mantiqni tushunish

O'chirish

ELEGOO UNO R3 boshqaruv kengashi robotning "miyasi" bo'lib xizmat qiladi, unda kod yuklanadi va qayta ishlanadi. Prototipni kengaytirish kartasini va uning yuqori qismiga mini -taxtani joylashtiring. Datchiklar va aktuatorlar bilan aloqa o'rnatish uchun komponentlar non paneli va simlar orqali ulanadi.

Yuqorida Sweepy -ni baxtli qilish uchun zarur bo'lgan sxemalar diagrammasi keltirilgan. Simlarning kirish va chiqishiga alohida e'tibor bering. Uning rangiga qarab simni kuzatib borishga yordam beradi. Noto'g'ri ulanish Sweepy -ning noto'g'ri ishlashiga yoki yomonroq holatga olib kelishi mumkin, bu sizning elektronikangizga qisqa tutashuv orqali zarar etkazishi mumkin.

‏‏‎ ‎

Dasturlash

Sweepy -ni ishga tushirish uchun kerakli kod quyida biriktirilgan. Faylni Arduino IDE -da oching va uni ELEGOO UNO R3 boshqaruv paneliga yuklang. Buni amalga oshirish uchun siz nazorat kartasini kompyuterga USB kabeli orqali ulashingiz kerak. To'g'ri port tanlanganligiga ishonch hosil qiling, ochiladigan menyuda "Asboblar va port" bo'limiga o'ting. 3D bosilgan korpusda USB kabelini ulashdan saqlanish uchun Sweepy -ni qurishdan oldin kodni yuklaganingizga ishonch hosil qiling.

Tajribangiz bo'lmasa yoki nima qilayotganingizni bilmasangiz, koddagi o'zgaruvchilarni o'zgartirish tavsiya etilmaydi.

2 -qadam: Barcha qismlar, materiallar va asboblarni yig'ish

Loyihani boshlash uchun yuqoridagi ro'yxatda ko'rsatilgan barcha qismlar, materiallar va asboblarni yig'ing. Yuqorida aytib o'tilganidek, ro'yxatning ko'p qismini ELEGOO UNO R3 boshlang'ich to'plamida, shuningdek Creatron Inc. yoki boshqa elektron do'konlarda topish mumkin.

3D bosib chiqarishni iloji boricha tezroq boshlash tavsiya etiladi, chunki jarayon bir necha soat davom etadi. Tavsiya etilgan sozlamalar: 0,16 mm qatlam balandligi, 20% to'ldirish va 1,2 mm devor qalinligi chekka va tayanchlar bilan. 3D bosma fayl quyida biriktirilgan.

Lazerni kesish ham ko'p vaqtni olishi mumkin, shuning uchun uni erta boshlashga ishonch hosil qiling. Lazerli kesish fayli, shuningdek, kerakli komponentning kerakli joyga o'rnatilishini ta'minlaydigan qo'llanmani chizish uchun qatlamni o'z ichiga oladi. Quvvat va tezlik sozlamalarini mos ravishda o'zgartirib, nima kesilayotganini va nima o'yilganini ikki marta tekshirib ko'ring. Lazerni kesish fayli ham quyida biriktirilgan.

Biz o'z robotimiz uchun kontrplak ishlatganimizda, qalinligi taxminan 3 mm bo'lgan akril kabi har qanday materialni ishlatishingiz mumkin.

3 -qadam: Asosiy plitani mahkamlang

Asosiy plastinkaning perimetri bo'ylab elim surting va uni 3D bosilgan korpusning pastki qismiga mahkamlang. Ikkala qismni iloji boricha ehtiyotkorlik bilan tekislang, shu bilan birga lazerni kesish bo'yicha qo'llanma yuqoriga qarab turishini ta'minlang.

4 -qadam: Asosiy plastinka qismlarini o'rnatish

Asosiy plastinka etarli darajada mustahkamlangandan so'ng, biz elektron komponentlarning birinchi turini ulashni boshlashimiz mumkin. Bunga g'ildirakli, servo dvigatelli, LCD displeyli va akkumulyatorli doimiy motorlar kiradi. Qulaylik uchun komponentlarning to'g'ri joylashishini ta'minlash uchun taglik plastinkasiga lazer bilan kesish bo'yicha qo'llanma kiritilgan. O'chirish jarayonini osonlashtirish uchun komponentlar tegishli simlar ulangan bo'lishi kerak.

G'ildiraklar har ikki tomonning ikkita uyasiga siljishi kerak, shahar dvigateli ichkariga qaragan bo'lishi kerak. Buni har biriga ikkita vint va yong'oq yordamida oq qisqichlar bilan mahkamlang (M2.5).

Servo dvigatelni ham xuddi shu vintlar va yong'oqlar (M2.5) yordamida mahkamlash kerak, shu bilan birga pastdan oq tishli qutining chiqarilishi robotning old tomonida. Bu cho'tkaning supurish harakatiga kuch beradi.

LCD displey korpusning old cho'ntagiga, pinlari pastga qaragan holda siljishi kerak. Buni har bir burchakda issiq elim bilan mahkamlang.

Nihoyat, batareya to'plami uyning orqa cho'ntagiga, o'chirish tugmasi tashqariga qaragan holda, teshik teshigiga tushishi kerak. Bu robotni yoqish va o'chirish imkonini beradi.

5 -qadam: Qo'llab -quvvatlash panelini mahkamlang

Keyingi navbatda, "miyani" tozalashning vaqti keldi. To'rt vint va yong'oq (M3) yordamida UNO R3 boshqaruv paneli va prototipni kengaytirish modulini qo'llab -quvvatlash plastinkasining yuqori qismiga o'rnating. Bu uyning ikkinchi qavati vazifasini bajaradi. Bundan oldin, Arduino IDE kodi taxtaga yuklanishi va ishga tayyor bo'lishi kerak.

To'g'ri balandlikni ta'minlash uchun qo'llab -quvvatlash plitasini yuqori bosimli korpusga 3D bosma korpusga o'rnatilgan uchta qirraga o'rnatilguncha siljiting. Ushbu plastinkani har ikki uchidagi teshiklardan ikkita vint (M3) bilan mahkamlang.

Asosiy plastinkadagi komponentlardan simlarni yuqoriga va qo'llab -quvvatlash plastinkasining teshiklaridan o'tkazing. LCD displey va servo dvigatel simlari oldingi teshikdan, doimiy dvigatel simlari esa yon teshiklardan o'tishi kerak. Batareya paketining simlari istalgan teshikdan o'tishi mumkin.

6 -qadam: Yakuniy elektron komponentlarni o'rnatish

Issiq yopishtiruvchi yordamida ikkita ultratovushli datchikni korpus old qismiga tirgak va echo modullari yordamida teshiklardan yoki "ko'zlar" dan ulang. Qo'llab -quvvatlash plastinkasidagi teshik ko'rsatilgandek, bitta datchikning pimi yuqoriga, ikkinchisi esa pastga qaragan bo'lishi kerak. Bu signallarni yuborish va qabul qilishda aks -sado va tetik modullarining korpusda nosimmetrik bo'lishini ta'minlashdir.

Nihoyat, tovush sensori orqasiga issiq elim suring va uni korpusning ichki qismidagi uyaga mahkamlang. Mikrofonning yuqori qismi korpusning yuqori qismiga to'g'ri joylashishi kerak, shunda Sweepy qopqog'ini qo'yish mumkin. Mikrofon qopqog'idagi teshikka to'g'ri keladi, keyin ko'rasiz.

7 -qadam: simlar, simlar va boshqa simlar

Keyingi qadam, shubhasiz, Sweepy -ning yaxshi va baxtli bo'lishiga ishonch hosil qilishning eng qiyin, lekin eng muhim qismi: elektron sxemasi. Qo'llanma sifatida ushbu yo'riqnomaning yuqori qismidagi Fritzing diagrammasidan foydalanib, komponentlarning barcha simlarini Prototipni kengaytirish moduliga ulang.

Quvvat kabelini taxtaga ulashdan oldin, batareya to'plamining o'chirilganligiga ishonch hosil qiling. Kodni allaqachon taxtaga yuklash kerak bo'lganligi sababli, Sweepy tozalashga bo'lgan hayajonini tiyib tura olmaydi va siz simlar ustida ishlayotganingizda ham, quvvat olgandan keyin ishlay boshlaydi.

Har bir simning kirish va chiqishlariga alohida e'tibor bering. Yo'l davomida uni kuzatib borish uchun simning rangidan foydalanishga yordam beradi.

8 -qadam: harakatlanuvchi qismlarni qo'shish

Endi Sweepy -ning orqa g'ildiragi va cho'tkasi cho'tkasi keldi.

Orqa g'ildirak atrofida aylana oladigan g'ildirak g'ildiragi bo'lishi kerak. Balandligi yuqoridan pastgacha taxminan 6,4 sm bo'lishi kerak, lekin cho'tka qanchalik pastga tushishini xohlasangiz, bag'rikenglik saxovatli bo'lishi mumkin. Buni tayanch plastinka teshigidan qo'llab -quvvatlash plitasi ostiga ulang.

Tozalash cho'tkasi ham bag'rikenglik bilan ajralib turadi, lekin dastani erdan taxminan 1,2 sm masofada joylashgan bo'lishi kerak. Qo'lning korpusga urilishiga yo'l qo'ymaslik uchun uning uzunligi taxminan 10 sm bo'lishi kerak. Buni servo dvigatel bilan yopishtirilgan oq tutqichli biriktirgichga mahkamlang.

9 -qadam: Hammasini yopish

O'zingizning Sweepy -ni bajarish uchun siz uning qopqog'ini yasashingiz kerak. Qopqoqning chetini teshik bilan yopiladigan plastinka ostiga yopishtiring. Teshik ovoz sensori mikrofoniga to'g'ri kelishiga ishonch hosil qiling. Oxir -oqibat, qopqoqni Sweepy -ning yuqori qismiga yopishtiring, oldingi qirralarni korpusning old tomoniga tekislang.

Orqa tomondan quvvatni yoqing va "Sweepy" studiyasini hamma uchun toza joyga aylantirish orzularini amalga oshirayotganini ko'ring.

10 -qadam: natijalar va aks ettirish

Dizaynni puxta rejalashtirishga qaramay, xatolar ro'y beradi, lekin hech narsa emas: bu hammasi o'quv jarayonining bir qismi. Va biz uchun hamma narsa boshqacha emas edi.

Bizning eng katta qiyinchiliklarimizdan biri Sweepy -ning uyini barcha kerakli komponentlarni o'z ichiga oladigan qilib loyihalash edi. Bu barcha komponentlarning o'lchamlarini sinchkovlik bilan o'lchashni, simli yo'llarni rejalashtirishni, strukturaning yaxlitligini ta'minlashni va hokazolarni anglatardi. Biz 3D bosib chiqarishni yakunladik va lazerni Sweepy korpusining ikkita takrorlanishini kesib tashladik. takrorlash.

Biz duch kelgan asosiy to'siqlardan biri bu ultratovush sensorining cheklangan imkoniyatlari: u etarli darajada katta maydonni qamrab olmagan va Sweepy burchakka yaqinlashganda vaqti -vaqti bilan devorga urilib ketardi. Bu ta'sir maydonini samarali oshirish uchun ikkinchi ultrasonik sensorni kiritish orqali hal qilindi.

Shuningdek, biz dastlab burilishni boshqarish uchun servo dvigatelni tanladik, lekin u biz kutgandek samarali va tizimli emas edi. Natijada, biz orqa g'ildirakni bo'sh g'ildirak g'ildiragiga almashtirdik va differentsial burilish orqali ikkita haydovchi g'ildiragiga burilish mas'uliyatini yukladik (bir g'ildirak boshqasiga qaraganda sekinroq burilishni taqlid qilardi). Bu kodga katta o'zgarishlar kiritishni nazarda tutgan bo'lsa -da, bu umumiy dizaynimizni samarali tarzda soddalashtirib, tenglamadan bitta servo dvigatelni chiqarib yubordi.

‏‏‎ ‎

Kelajakdagi takrorlanishlar

Yaxshilash uchun har doim joy bor. Kelgusida, bizning loyihamiz uchun dizayndagi o'zgarishlardan biri bu Sweepy -ning texnik xizmat ko'rsatilishi va uning ichki qismiga kirish imkoniyatidir. Bizda ko'plab muammolar bor edi, shu jumladan dvigatellarning ishlamay qolishi va zaryadsizlangan akkumulyatorlar, chunki biz sezilmaydigan komponentlarni o'chirish uchun Sweepy -ni ajratib olishimiz kerak edi. Kelgusida biz ishlaydigan teshiklari bo'lgan korpusni loyihalashtiramiz, bu uning batareyasi kabi komponentlariga kirishga imkon beradi.

Shuningdek, biz old tomondan bosim sensori yordamida, Sweepy sirtga urilib tushishini aniqlashimiz mumkin, chunki ultratovush sensori ba'zida ishonchsiz, ayniqsa tik burchak ostida yaqinlashganda. Mexanik sensorga ega bo'lganingizda, Sweepy qachon va qachon burilmaslikni hal qilishda yanada izchil bo'ladi.

"Sweepy" kichik xonalarda yaxshi ishlasa -da, katta maydonlarda unchalik samarasiz bo'lishi mumkin. Buning sababi shundaki, Sweepy faqat old tomonidagi sirtni aniqlaganida aylanishi uchun dasturlashtirilgan, lekin aks holda er yo'q bo'lguncha to'g'ri chiziqda davom etadi. Kelajakda, Sweepy uchun tozalash yo'lini oldindan dasturlash kerak bo'lishi mumkin, shuning uchun u abadiy adashib yurishning o'rniga chegarada qoladi.

‏‏‎ ‎

Manbalar va kreditlar

Ushbu loyiha Daniels arxitektura, landshaft va dizayn fakultetining UofT bakalavriat dasturida jismoniy hisoblash kursi (ARC385) doirasida yaratilgan.

‏‏‎ ‎

Jamoa a'zolari

• Evan Guan
• Terens Lo
• Uilson Yang

‏‏‎ ‎

Ilhomlangan

• Roomba robotli changyutgich
• Wipy: Haddan tashqari motivatsiyali doska tozalagichi
• Studiya makonining iflos sharoitlari