PIC pagrįstas LF ir vengiantis robotas: 16 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Įvadas

Šioje instrukcijoje išmoksite sekti ir vengti roboto. Mano įkvėpimo šaltinis - robotai, imituojantys įprastą žmogaus elgesį, pavyzdžiui, jūs tiesiog neisite į sieną be priežasties. Jūsų smegenys bendrauja su jūsų raumenimis/ organais ir iškart jus sustabdys. Jūsų smegenys veikia labai panašiai kaip ir pagrindinis mikrovaldiklis, gaunantis įvestis ir jas apdorojantis kaip išvestis, šiuo atveju jūsų smegenys pasitiki jūsų akimis. Tuo pačiu metu priimtina eiti į sieną aklai. Jūsų smegenys negauna įvesties iš jūsų akių ir nemato sienos. Šis robotas bus ne tik baigtas statymas, bet ir šauni mokymosi patirtis apie pagrindinius elektroninius komponentus, „pasidaryk pats“ir dizaino įgūdžius, kad galėtum ką nors sukurti, ir aš žinau, kad tau tai patiks. Žinau, kad yra daug paprastesnių ir įprastesnių metodų, kai jums nereikia kurti grandinių ir naudoti pagrindinius modulius, kad pasiektumėte tą patį rezultatą, bet aš pasirinkau kitokį požiūrį, be to, jei esate „pasidaryk pats“veržlė kaip aš ir nori sužinok ką nors naujo, tai yra puikus projektas tau! Šis robotas seka šviesą, o kai jutiklis paliečia sieną, jis pasuks atgal ir pasuks, todėl tai yra pagrindinės šio roboto funkcijos. Tikiuosi, kad man patiko projektas!

1 žingsnis: medžiagų sąrašas

Elektronika

Rezistoriai

· 10K rezistorius, ¼ vatai (x20)

· 2,2K rezistorius, ¼ vatai (x10)

· 4,7 tūkst. VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K rezistorius, ¼ vatai (x10)

· 220 omų rezistorius, ¼ vatai (x4)

· 22K rezistorius ¼ vatai (x10)

Kondensatoriai

· 10pf keramikos (x5)

· 2200uf elektrolitinis, 25V (x2)

· 10nf keramikos (x4)

Puslaidininkiai

· BD 139 NPN galios tranzistorius (x4)

· BD 140 PNP galios tranzistorius (x4)

· BC 327 PNP tranzistorius (x4)

· LM350 įtampos reguliatoriai (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A mikrovaldiklis (x1)

· LED 5 mm (jūsų pasirinkta spalva) (x3)

Techninė įranga

· Faneros plokščių lakštai

· 5 mm x 60 mm tarpinė veržlė (x4)

· 5 mm x 20 mm varžtas (x8)

· Pavarų varikliai 12V 500mA (x2)

· 60 mm putų ratai (x2)

· Moteriškos viržių (trumpiklių) jungtys (x50)

· 12 V, 7,2 Ah talpos variklio akumuliatorius (galima naudoti papildomą mažesnę bateriją, tačiau įsitikinkite, kad ji yra 12 V).

· 2 mm viela (10 m)

· Vyriškų viržių (trumpiklių) jungčių kaiščiai (x50)

· 3 mm termiškai susitraukiantis vamzdelis (2 m)

2 žingsnis: grandinių kūrimas

Grandinių kūrimas yra gana paprastas, tai puiki mokymosi patirtis tiems, kurie to niekada nedarė, ir gera praktika tiems, kurie tai padarė. Visada galite išbandyti kitą metodą, bet man labiau patinka naudoti „Veroboard“, nes lengviau lydytis takelius. Aš rekomenduoju prieš kuriant tikrąją grandinę, kad sukurtumėte modelį ant duonos lentos ir suplanuotumėte savo „Veroboard“schemą ant popieriaus, dabar tai atrodo daug darbo, bet tai atsipirks kuriant grandines (ypač atskaitos taškams)).

H-tiltų statyba

„H-Bridge“yra grandinė, atsakinga už jūsų variklių vairavimą, kuri gauna signalą iš mikrovaldiklio ir sustabdo arba apverčia variklius (tai yra modifikuotas „H-Bridge“su 4011, kuris veikia kaip apsaugos grandinė ir prideda daugiau valdymo ypatybės). Žemiau yra grandinės schemos, „Vera“plokštės išdėstymo ir galutinės grandinės vaizdai (nepamirškite pastatyti 2 H-tiltų, po vieną kiekvienam varikliui).

3 žingsnis: statykite LDR grandines

LDR grandinės veikia kaip akys robotui, kuris jaučia šviesos buvimą ir siunčia įtampos signalą į PIC mikrovaldiklį, kad sustiprintų PIC I įtampos signalą, naudodamas 741 veikimo stiprintuvą. Nepamirškite sukurti 2 grandinių, po vieną kiekvienai roboto akiai.

4 žingsnis: sukurkite PIC palaikymo grandinę

Tai grandinė, kuri yra roboto smegenys.

5 žingsnis: statykite įtampos reguliavimo grandines

Pagrindinis įtampos šaltinis, patenkantis į robotą, bus 12 V, tai reiškia, kad „H-Bridge“grandinėse turi būti įtampos reguliatorius, nes jie veikia 9 V, o PIC ir LDR grandinėse, kurios veikia 5 V įtampa. Įtampa taip pat turi būti stabili, kad nepažeistų komponentų, šios grandinės reguliuos įtampą, nepamirškite sukurti 2 grandinių. (Visos nuotraukos yra žemiau). Baigę grandines, nustatykite juos į reikiamą įtampą, pasukdami VR ir matuodami naudodami kelių metrų matuoklį. Atminkite, kad LDR ir PIC grandinėms reikia +5V. O H-tiltams reikia +9V.

6 žingsnis: kaiščių pridėjimas prie grandinės

Dabar, kai sukūrėte savo grandines, laikas lituoti ant antraštės kaiščių. Kitas būdas yra lydyti laidą tiesiai prie plokštės, tačiau manau, kad tada laidų pertraukos yra dažnesnės. Norėdami nustatyti, kur lituoti kaiščius, pažvelkite į kiekvienos grandinės „Veroboard“išdėstymą, po grandinės konstrukcija esančiuose klavišuose rasite antraščių kaiščių simbolius, tada tiesiog pažiūrėkite į savo grandinės dizainą, suskaičiuokite skyles lentoje ir sekite išdėstymą ir tada tiesiog lituokite kaištį. (Simbolis, kurio turite ieškoti, bus pateiktas paveikslėlyje.) Nepamirškite pasirinkti tinkamos grandinės išdėstymo.

7 žingsnis: „Veroboard“pėdsakų nutraukimas

Jūsų grandinės beveik baigtos; dabar svarbiausia, ką reikia padaryti, tai sulaužyti takelius „Veroboard“. Vėlgi laikykitės to paties principo, naudodamiesi kiekvienos grandinės klavišais, kad nustatytumėte, kur nutraukti takelius, įsitikinkite, kad pertraukėte takelius iki galo, aš naudojau amatų (hobio) peilį. (Bus pateiktas rakto vaizdas ir takelio pertraukos pavyzdys).

8 žingsnis: PIC kodavimas

Dabar, kai baigsite savo grandines, galite pradėti daryti pagrindinę roboto dalį, koduoti PIC, koduoti PIC tiesiai į priekį, kodas buvo parašytas MPLab X, šaltinio kodas ir programinės įrangos failas (.hex) pateikiamas zip paketą. Norėdami atnaujinti programinę įrangą į PIC valdiklį, galite naudoti bet kurį turimą programuotoją.

9 žingsnis: įdėkite mikroschemas

Dabar, kai baigėte didžiąją dalį darbo su grandinėmis, atėjo laikas paskutiniam dalykui, įterpti mikroschemas. Tai gana lengva užduotis, tačiau ji vis tiek yra sudėtinga, nes dauguma jūsų mikroschemų yra keistos kempinės, kai perkate jas iš parduotuvės, ir jums gali kilti klausimas, kodėl, tačiau mikroschemos yra statiškai jautrios, o tai reiškia, kad negalite jų liesti rankomis, nebent dėvi statinę juostą. Tai apima 4011 ir PIC, todėl būkite atsargūs ir nelieskite šių mikroschemų kaiščių, kitaip juos sugadinsite. (Įsitikinkite, kad lustą įkišate į teisingą pusę, bus pateiktas pavyzdys).

10 žingsnis: grandinių tikrinimas

Jūsų grandinės dabar baigtos; laikas juos išbandyti! Norėdami patikrinti savo grandines, jums reikės multimetro (multimetras yra prietaisas, matuojantis įtampos, srovės ir varžos skirtumus), laimei, šiuolaikinis multimetras turi dar keletą funkcijų. Pirmiausia turite atlikti pagrindinį vizualinį grandinės patikrinimą, patikrinti, ar nėra įtrūkimų, laidų pertraukų ir atjungimų. Po to, kai džiaugiatės, svarbu patikrinti visus grandinės poliškumus, pavyzdžiui: jūsų tranzistoriai turėtų būti teisingi ir jūsų mikroschemos turėtų būti tinkamai įdėtos. Po to atėjo laikas patikrinti plokštės apačią, vizualiai patikrinti, ar nėra trumpų tarp takelių, o tik tada įsitikinkite, kad pasiimate amatų peilį ir tiesiog supjaustykite jį tarp metalinių plokštės takelių. Paskutinis dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra pertraukos, vizualiai apžiūrėkite kiekvieną grandinės pertrauką, kad įsitikintumėte, jog takelis yra sugadintas iki galo. Norėdami tinkamai patikrinti, turite pritaikyti savo multimetrų nustatymą tęstinumui (vaizdas bus pateiktas žemiau) ir vieną laidą perkelti į vieną Brocken takelio pusę, o kitą - į kitą pusę, jei jūsų multimetras pypteli, kad pertrauka yra sugedusi ir jums reikia tai padaryti iš naujo. Patariu išbandyti kiekvieną grandinę atskirai, kad nesusipainiotumėte. (Prieš atlikdami kitą veiksmą, ištaisykite visas savo klaidas). Nepamirškite paleisti grandinių tinkamai sureguliuodami įtampą:

· H-tiltai: 9V

· LDR + PIC: 5V

11 žingsnis: Roboto korpuso surinkimas

Dabar, kai jūsų grandinės darbas yra baigtas, laikas pasidaryti „pasidaryk pats“, dabar mes surinksime viršutinę roboto dalį. Viršutinę dalį iš esmės sudaro visos grandinės ir jutikliai. Pirmiausia turite išgręžti skyles faneros plokštėje tarpinėms veržlėms ir varžtams, išgręžti vieną centimetrą nuo šono kiekviename kampe (nėra labai svarbu, kur norite gręžti skyles, jei jūsų konstrukcija yra stabili ir atitinka prie skylių, išgręžtų apatinėje plokštėje). Dabar reikia dar šiek tiek gręžti ….. jei nuspręsite lentą montuoti ant tarpinių veržlių, jums reikia jiems išgręžti kaplius (žr. Veržlės skersmenį ir atitinkamai pasirinkite grąžtą), taip pat turite išgręžti skyles. grandinę, būkite atsargūs, kad nesugadintumėte plokštės, ir pasirinkite, kur norite, kad skylės būtų pagal jūsų plokštės išdėstymą (kad nepažeistumėte takelių). Kitas paprastesnis būdas yra tiesiog klijuoti plokštes ant faneros (tai darydami stenkitės laikytis mano išdėstymo, H-tiltų, sumontuotų gale ir pan.)

12 žingsnis: Roboto korpuso surinkimas (2 dalis)

Dabar, kai surinkote viršutinę dalį, laikas surinkti apatinę dalį. Apačioje bus visi įtampos reguliatoriai, varomieji varikliai ir kondensatoriai. Pirmasis žingsnis bus variklių montavimas ant faneros plokštės. Man labiau patinka du pagrindiniai variklių montavimo būdai: montuojate juos faneros plokštės viduryje arba vienoje pasirinktoje pusėje. Jei pasirinksite montuoti variklius ant šono, nepamirškite įsigyti priekinio smagračio, kuris padėtų robotui subalansuoti ir tinkamai manevruoti. Prieš tinkamai sumontuodami variklius, nepamirškite atlikti kai kurių pagrindinių matavimų ir patikrinimų, aš rekomenduoju sumontuoti variklį su kabelių užtrauktukais, kurie yra pigūs ir lengvai užbaigiami, pirmiausia karštu klijuokite variklį pagal norimus matmenis, tada išgręžkite dvi skyles abiejose variklio pusėse variklį į fanerą ir tiesiog laikykite jį su užtrauktuku (nepamirškite tinkamai priveržti užtrauktuko). Įdėti reguliatorius ir kondensatorius bus paprasta (improvizuokite su erdve, kurią turite ant faneros) ir pritvirtinkite juos naudodami tarpinės veržlės metodą arba karštus klijus (rekomenduoju klijuoti kondensatorius). Galiausiai išgręžkite skyles viršutinei plokštei pritvirtinti (naudokite tuos pačius matavimus kaip ir viršutinėje dalyje), rekomenduoju gręžti mažesnes skyles ir įspausti tarpiklio veržles.

13 žingsnis: laidų prijungimas

Dabar, kai lituosite, patikrinsite ir sumontuosite savo grandines, laikas viską sujungti. Elektros instaliacijos pagrindai yra tai, kad visos grandinės galiausiai bus prijungtos prie PIC, kuris apdoros ir siųs informaciją, atminkite, kad jūsų laidai yra labai svarbūs ir turite įsitikinti, kad viskas yra teisinga. Gerai, dabar apie tai, kaip prijungti laidą, dabar jūs suprantate, kodėl pasirinkau viržių kaiščio metodą, nes tai palengvina. Jei turite jungiamąjį laidą, galite greitai sujungti plokštes, jei ne, galite tiesiog lituoti įprastą vielą ant viržių kaiščio (džemperiai yra geresni, nes jei turite klaidingų kaiščių, nereikia lituoti iš naujo). Prijungimo schema bus pateikta paveikslėlyje.

14 žingsnis: jutiklių pritvirtinimas ir prijungimas

Jūsų robotas naudos du jutiklius, kad pajustų priešais esančią sieną. Jausmų pritvirtinimas yra gana paprastas, iš esmės du mikro jungikliai veikia kaip kairysis ir dešinysis. Karštai klijuokite juos ant antrosios lentos. Jungčių schema bus pateikta žemiau. (Nepamirškite išsiaiškinti mikro jungiklio kaiščių, pvz., COM).

15 žingsnis: Roboto testavimas

Gerai, tai yra laukimo momentas, kurio laukėte, kad pagaliau pirmą kartą suaktyvintumėte savo robotą !! Nesijaudinkite dabar, tai niekada neveikia pirmą kartą, jei tai JŪS YRA LAIMINGAS PASTATYTOJAS !! Dabar nenusiminkite, jei tai neveiks, nesijaudinkite, kad tai tikrai greitai. Žemiau aš sudariau visų galimų problemų, su kuriomis galite susidurti, sąrašą ir kaip jas išspręsti.

· Visa tai nieko nedaro. Patikrinkite maitinimo grandines ir jungtis prie plokštės maitinimo kaiščių, taip pat ar nėra poliškumo problemų.

· Varikliai, besisukantys priešingomis kryptimis. Pakeiskite vieno variklio poliškumą, jis turėtų jį pasukti į kitą pusę, taip pat gali būti programavimo problema.

· Kažkas pradeda rūkyti arba jaučiate, kad kažkas labai karšta. TRUMPAS SUJUNGIMAS!! Nedelsdami išjunkite, kad nepažeistumėte. Patikrinkite visas galimas grandines, įskaitant laidų jungtis.

· Varikliai sukasi tikrai lėtai. Padidinkite roboto srovę. Arba galimas „H-Bridge“trūkumas.

· Robotas netinkamai jaučia šviesą. Sureguliuokite VR LDR grandinėse, gali būti programavimo problema.

· Robotas elgiasi neįprastai ir daro keistus dalykus. Programavimas! Dar kartą patikrinkite programavimo kodą.

· Robotas nejaučia sienos. Patikrinkite mikro jungiklių jungtis.

Taigi tai yra problemos, su kuriomis susidūrė mano robotas. Jei turite neįprastą problemą, nedvejodami pakeiskite arba pakeiskite mano dizainą į gerąją pusę, atminkite, kad mes visi mokomės ir nėra tokio dalyko kaip tobulas.

16 žingsnis: bandymas ir klaida

Jei po daugelio valandų bandymo, tikrinimo ir bandymo jūsų robotas vis tiek neveikia, nemeskite jo į sieną, nesuardykite ir nepraraskite vilties. Pabandykite vaikščioti lauke tiesiog įkvėpti gryno oro arba tiesiog miegoti, aš turėjau daug tokių akimirkų ir ar žinote kodėl? Elektronika yra vienas sunkus hobis, vienas komponentas nepavyksta- viskas nepavyksta. Bandydami nepamirškite jo suskirstyti į skyrius ir visada laikykitės atviro dizaino ir išdėstymo. Būkite laisvi ir kūrybingi ir niekada nepasiduokite !!! Jei jums patiko mano projektas, balsuokite „make it move“konkurse, tikiuosi, kad jums patiks!