PIC დაფუძნებული LF და რობოტის თავიდან აცილება: 16 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

შესავალი

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში თქვენ ისწავლით რობოტის მონიტორინგს და თავიდან აცილებას. ჩემი შთაგონება მოდის რობოტებიდან, რომლებიც ბაძავენ ადამიანის საერთო ქცევას, მაგალითად, თქვენ უბრალოდ არ შეხვალთ კედელში უმიზეზოდ. თქვენი ტვინი ურთიერთობს თქვენს კუნთებთან/ ორგანოებთან და მაშინვე გაჩერებთ. თქვენი ტვინი ძალიან ჰგავს ძირითად მიკროკონტროლერს, რომელიც იღებს შეყვანის მონაცემებს და ამუშავებს მათ გამოსასვლელად, ამ შემთხვევაში თქვენი ტვინი ეყრდნობა თქვენს თვალებს ინფორმაციისთვის. ამავე დროს, მისაღებია კედელში შესვლა, როდესაც ბრმაა. თქვენი ტვინი არ იღებს შეყვანას თქვენი თვალებიდან და ვერ ხედავს კედელს. ეს რობოტი იქნება არა მხოლოდ სრულყოფილი დასასრულისათვის, არამედ მაგარი სასწავლო გამოცდილება ძირითადი ელექტრონული კომპონენტების, წვრილმანი და დიზაინის უნარ -ჩვევების შესაქმნელად და მე ვიცი, რომ თქვენ ისიამოვნებთ. მე ვიცი, რომ არსებობს ბევრად უფრო მარტივი და ჩვეულებრივი მეთოდები, სადაც თქვენ არ გჭირდებათ სქემების შექმნა და ძირითადი მოდულების გამოყენება ერთი და იგივე შედეგის მისაღწევად, მაგრამ მე უფრო განსხვავებული მიდგომა გამოვიყენე, გარდა ამისა, თუ თქვენ ჩემნაირი წვნიანი კაკალი ხართ და ეძებთ ისწავლეთ რაიმე ახალი ეს არის სრულყოფილი პროექტი თქვენთვის! ეს რობოტი მიჰყვება შუქს და როდესაც მგრძნობიარე შეხება კედელს ის გადატრიალდება და შემობრუნდება, ამიტომ ეს არის ამ რობოტის ძირითადი ფუნქციები. იმედია მოგეწონებათ პროექტი!

ნაბიჯი 1: მასალების ჩამონათვალი

ელექტრონიკა

რეზისტორები

· 10K რეზისტორი, ვატი (x20)

· 2.2K რეზისტორი, ვატი (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K რეზისტორი, ვატი (x10)

· 220 ohm რეზისტორი, ¼ ვატი (x4)

· 22K რეზისტორი ¼ ვატი (x10)

კონდენსატორები

· 10pf კერამიკული (x5)

· 2200uf ელექტროლიტური, 25V (x2)

· 10nf კერამიკული (x4)

ნახევარგამტარები

· BD 139 NPN დენის ტრანზისტორი (x4)

· BD 140 PNP დენის ტრანზისტორი (x4)

· BC 327 PNP ტრანზისტორი (x4)

· LM350 ძაბვის რეგულატორები (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A მიკროკონტროლი (x1)

· LED 5 მმ (თქვენი არჩევანის ფერი) (x3)

ტექნიკა

· პლაივუდის დაფის ფურცლები

· 5 მმ x 60 მმ შუალედური კაკალი (x4)

· 5 მმ x 20 მმ ჭანჭიკი (x8)

· გადაცემათა კოლოფი 12V 500mA (x2)

· 60 მმ ქაფის ბორბლები (x2)

· ქალის ჰეტერის (მხტუნავი) კონექტორები (x50)

· 12V, 7.2Ah Gate ძრავის ბატარეა (სურვილისამებრ, უფრო მცირე ბატარეის გამოყენება შესაძლებელია, მაგრამ დარწმუნდით, რომ ის არის 12V).

· 2 მმ მავთული (10 მ)

· მამრობითი heather (jumper) კონექტორის ქინძისთავები (x50)

· 3 მმ სითბოს შემცირების მილი (2 მ)

ნაბიჯი 2: სქემების შექმნა

სქემების აგება საკმაოდ წინ არის, ეს არის დიდი სწავლის გამოცდილება მათთვის, ვინც ამას ადრე არ აკეთებდა და კარგი პრაქტიკა მათთვის, ვისაც აქვს. თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ სცადოთ სხვა მეთოდი, მაგრამ მე უპირატესობას ვანიჭებ Veroboard– ის გამოყენებას, რადგან უფრო ადვილია ტრეკების გასწვრივ შედუღება. მე გირჩევთ, სანამ ააშენებთ ნამდვილ წრეს, გააკეთოთ მოდელი პურის დაფაზე და შეიმუშაოთ თქვენი Veroboard განლაგება თქვენი სქემისთვის ქაღალდზე, ეს უკვე ბევრ სამუშაოს ჰგავს, მაგრამ ის ანაზღაურდება თქვენი სქემების შექმნისას (განსაკუთრებით საცნობარო პუნქტებისთვის)).

H- ხიდების მშენებლობა

H-Bridge არის წრე, რომელიც პასუხისმგებელია თქვენი ძრავების მართვაზე, რომელიც იღებს სიგნალს მიკროკონტროლისგან და ან აჩერებს ან უკუაქცევს ძრავებს (ეს არის შეცვლილი H-Bridge 4011-ით, რომელიც მოქმედებს როგორც დამცავი წრე და ამატებს მეტს) კონტროლის მახასიათებლები). ქვემოთ მოცემულია სქემის დიაგრამის სურათები, ვერა დაფის განლაგება და საბოლოო წრე (გახსოვდეთ ააშენეთ 2 H- ხიდი, თითო თითოეული ძრავისთვის).

ნაბიჯი 3: LDR სქემების შექმნა

LDR სქემები მოქმედებს როგორც რობოტის თვალი, რომელიც იგრძნობს სინათლის არსებობას და უგზავნის ძაბვის სიგნალს PIC მიკროკონტროლერს, რათა გავაძლიეროთ ძაბვის სიგნალი PIC– ისთვის, მე გამოვიყენე 741 ოპერატიული ამპერი. დაიმახსოვრე 2 სქემის შექმნა, ერთი რობოტის თითოეული თვალისთვის.

ნაბიჯი 4: შექმენით PIC დამხმარე წრე

ეს არის წრე, რომელიც რობოტის ტვინია.

ნაბიჯი 5: ძაბვის მარეგულირებელი სქემების მშენებლობა

რობოტში შემომავალი ძაბვის ძირითადი წყარო იქნება 12 ვ, ეს ნიშნავს, რომ H- ხიდის სქემებზე უნდა არსებობდეს ძაბვის მარეგულირებელი, რადგან ისინი მუშაობენ 9 ვ-ზე და PIC და LDR სქემებზე, რომლებიც ორივე 5 ვ-ზე მუშაობს. ძაბვა ასევე უნდა იყოს სტაბილური, რომ არ დააზიანოს კომპონენტები, ეს სქემები დაარეგულირებენ ძაბვას, გახსოვდეთ 2 სქემის აგება. (ყველა სურათი ქვემოთ). სქემების დასრულების შემდეგ დააყენეთ ისინი სწორ ძაბვაზე VR- ის შემობრუნებით და გაზომვით მრავალმეტრიანი გამოყენებით. დაიმახსოვრეთ LDR და PIC სქემებს სჭირდებათ +5V. და H- ხიდებს სჭირდებათ +9V.

ნაბიჯი 6: დაამატეთ ქინძისთავები წრეში

ახლა, როდესაც თქვენ ააწყვეთ თქვენი სქემები, დროა დააკავშიროთ სათაურის ქინძისთავებზე. კიდევ ერთი მეთოდია მავთულის შედუღება პირდაპირ დაფაზე, მაგრამ ვხვდები, რომ მავთულის გაწყვეტა უფრო ხშირია მაშინ. იმის დასადგენად, თუ სად უნდა შეაერთოთ ქინძისთავები Veroboard– ის ყველა სქემის განლაგებაზე, მიკროსქემის დიზაინის ქვეშ არსებულ კლავიშებში ნახავთ სიმბოლოებს სათაურის ქინძისთავებისთვის და შემდეგ უბრალოდ შეხედეთ თქვენი წრედის დიზაინს, დაითვალეთ თქვენი ხვრელები დაფაზე, რომ მიჰყვეთ განლაგება და შემდეგ მხოლოდ solder pin. (სიმბოლო, რომელიც თქვენ უნდა მოძებნოთ, მოცემულია სურათზე). გახსოვდეთ, რომ შეარჩიოთ სწორი სქემის სწორი განლაგება.

ნაბიჯი 7: Veroboard- ის ბილიკების გარღვევა

თქვენი სქემები თითქმის დასრულებულია; ყველაზე მნიშვნელოვანი რაც ახლა დარჩა არის Veroboard– ზე ბილიკების გაწყვეტა. კვლავ დაიცავით იგივე პრინციპი კლავიშების გამოყენებით თითოეულ წრეზე იმის დასადგენად, თუ სად უნდა დაარღვიოთ ბილიკები, დარწმუნდით, რომ თქვენ გატეხავთ ბილიკებს მთელ გზაზე, მე გამოვიყენე ხელნაკეთი (ჰობის) დანა. (მოცემულია გასაღების სურათი და ბილიკის შესვენების მაგალითი).

ნაბიჯი 8: კოდირება PIC

ახლა, როდესაც თქვენ დაასრულეთ თქვენი სქემები, შეგიძლიათ დაიწყოთ რობოტის ძირითადი ნაწილის გაკეთება, PIC- ის კოდირება, PIC- ის კოდირება პირდაპირ წინ არის, კოდი დაიწერა MPLab X- ში, საწყისი კოდი და firmware ფაილი (.hex) მოცემულია zip პაკეტი. Firmware– ის PIC კონტროლერზე დასაშლელად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ხელმისაწვდომი პროგრამისტი.

ნაბიჯი 9: ჩადეთ მიკროჩიპები

ახლა, როდესაც თქვენ დაასრულეთ თქვენი სამუშაოს უმეტესი ნაწილი სქემით, დროა დაასრულოთ, მიკროჩიპების ჩასმა. ეს საკმაოდ მარტივი ამოცანაა, მაგრამ მაინც სახიფათოა, თქვენი მიკროჩიპების უმეტესობა მოდის მაღაზიაში ყიდვისას უცნაურ ღრუბლებში, შეიძლება გაგიკვირდეთ რატომ, მაგრამ ჩიპი სტატიკურად მგრძნობიარეა, რაც იმას ნიშნავს, რომ თქვენ არ შეგიძლიათ შეეხოთ მათ ხელით, თუ არ ატარებენ სტატიკურ ბენდს. ეს მოიცავს 4011 – ს და PIC– ს, ასე რომ ფრთხილად იყავით და არ შეეხოთ ამ მიკროჩიპების ბუდეებს, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ დააზიანებთ მათ. (დარწმუნდით, რომ ჩიპს აყენებთ სწორ მხარეს, მოჰყავთ მაგალითი).

ნაბიჯი 10: სქემების ტესტირება

თქვენი სქემები ახლა დასრულებულია; დროა შეამოწმოთ ისინი! თქვენი სქემების შესამოწმებლად დაგჭირდებათ მულტიმეტრი (მულტიმეტრი არის მოწყობილობა, რომელიც ზომავს განსხვავებებს ძაბვაში, დენსა და წინააღმდეგობაში), საბედნიეროდ თანამედროვე მულტიმეტრს კიდევ რამდენიმე ფუნქცია აქვს. უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა გააკეთოთ მიკროსქემის ძირითადი ვიზუალური შემოწმება, შეამოწმოთ რაიმე ბზარები, მავთულის გაწყვეტა და გათიშვა. მას შემდეგ რაც კმაყოფილი იქნებით, მნიშვნელოვანია შეამოწმოთ წრეში არსებული ყველა პოლარობა, მაგალითად: თქვენი ტრანზისტორი უნდა იყოს სწორი გზით და თქვენი მიკროჩიპები სწორად უნდა იყოს ჩასმული. ამის შემდეგ დროა შეამოწმოთ მიკროსქემის ქვედა მხარე, ვიზუალურად შეამოწმოთ ბილიკებს შორის რაიმე შორტი და შემდეგ დარწმუნდით, რომ აიღეთ ხელნაკეთი დანა და უბრალოდ გაჭერით იგი დაფის ლითონის ბილიკებს შორის, რომ დარწმუნდეთ. ბოლო, რასაც უნდა მიაქციოთ ყურადღება, არის თქვენი შესვენებები, გააკეთეთ ვიზუალური შემოწმება თქვენს წრეში თითოეული შესვენების მიზნით, რათა დარწმუნდეთ, რომ ბილიკი ბოლომდე გატეხილია. სწორად შესამოწმებლად თქვენ უნდა შეცვალოთ თქვენი მულტიმეტრის პარამეტრი უწყვეტობაზე (ქვემოთ მოყვანილი იქნება სურათი) და ერთი ტყვიის ბროკენის ტრასის ერთ მხარეს, მეორე კი მეორე მხარეს, თუ თქვენი მულტიმეტრის სიგნალი თქვენი შესვენების ბრალია და თქვენ უნდა გაიმეოროთ ის. მე ვურჩევ თითოეული წრის ინდივიდუალურად გამოცდას, რომ არ დაიბნეოდეს. (გაასწორეთ ყველა თქვენი ხარვეზი მომდევნო ნაბიჯის გადადგმამდე). გახსოვდეთ სქემების გაშვება ძაბვის სათანადო რეგულირებით:

· H- ხიდები: 9V

· LDR + PIC: 5V

ნაბიჯი 11: რობოტის სხეულის შეკრება

ახლა, როდესაც თქვენი წრიული მუშაობა დასრულდა, დროა გააკეთოთ წვრილმანი, ახლა ჩვენ შევიკრიბავთ რობოტის ზედა ნაწილს. ზედა ნაწილი ძირითადად მოიცავს ყველა სქემას და სენსორებს. უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა გააღოთ პლაივუდის დაფაზე გამყოფი ხრახნები და ხრახნები, გაბურღეთ თითო სანტიმეტრი გვერდიდან თითოეულ კუთხეში (არ აქვს მნიშვნელობა სად უნდა გააკეთოთ ხვრელები, სანამ თქვენი სტრუქტურა სტაბილურია და ის შეესაბამება ქვედა დაფაზე გაბურღული ხვრელებისკენ). ახლა კიდევ ბევრი საბურღი არის გასაკეთებელი ….. თუ თქვენ აირჩევთ დაფის დაშორებას კაკალზე, თქვენ უნდა გაათბოთ თოხები მათთვის (იხილეთ თქვენი თხილის დიამეტრი და შესაბამისად შეარჩიეთ საბურღი), თქვენ ასევე უნდა გააკეთოთ ხვრელები თქვენს მიკროსქემის, ფრთხილად იყავით ამის გაკეთების მიზნით, რომ არ დააზიანოთ დაფა და შეარჩიეთ სად გსურთ ხვრელები იყოს თქვენი მიკროსქემის დაფის განლაგების შესაბამისად (არ დააზიანოთ ბილიკები). კიდევ ერთი მარტივი მეთოდია დაფების დაფა პლაივუდზე (ამის გაკეთებისას შეეცადეთ დაიცვათ ჩემი განლაგება, უკანა მხარეს დამონტაჟებული H-Bridges და ა.

ნაბიჯი 12: რობოტის სხეულის შეკრება (ნაწილი 2)

ახლა, როდესაც თქვენ ააწყვეთ ზედა ნაწილი, დროა შეიკრიბოთ ქვედა ნაწილი. ბოლოში განთავსდება ძაბვის ყველა რეგულატორი, მამოძრავებელი ძრავები და კონდენსატორები. თქვენი პირველი ნაბიჯი იქნება ძრავების დაყენება პლაივუდის დაფაზე. მე მირჩევნია ძრავების დამონტაჟების ორი ძირითადი გზა, ან დააინსტალიროთ ისინი პლაივუდის პანელის შუაგულში ან თქვენი არჩევანის ერთ მხარეს. თუ თქვენ აირჩევთ ძრავების გვერდით დამონტაჟებას, უნდა გახსოვდეთ, რომ იყიდეთ წინა ბორბალი, რათა დაეხმაროთ რობოტს დააბალანსოს და სწორად მართოს იგი. დაიმახსოვრეთ, რომ ძრავების სწორად დაყენებამდე უნდა ჩაატაროთ ძირითადი გაზომვები და შემოწმებები, მე გირჩევთ დააინსტალიროთ ძრავა საკაბელო სამაგრებით, რომელიც იაფია და ადვილი შესასრულებელი, ჯერ ცხელი წებოთი დააწებეთ თქვენი ძრავა თქვენი სასურველი გაზომვების მიხედვით, შემდეგ გააღეთ ორი ხვრელი ორ მხარეს მოათავსეთ პლაივუდი და უბრალოდ გამოიყენეთ სამაჯური მის დასაჭერად (დაიმახსოვრეთ, რომ სათანადოდ გამკაცრდეს თქვენი სამაჯური). მარეგულირებლებისა და კონდენსატორების დაყენება ადვილი იქნება (იმპროვიზირეთ იმ ადგილით, რომელიც გაქვთ პლაივუდზე) და დააინსტალირეთ ისინი სპაზერის თხილის მეთოდის ან ცხელი წებოს გამოყენებით (გირჩევთ კონდენსატორების წებოვებას). საბოლოოდ გაბურღეთ ხვრელები ზედა დაფაზე დასაყენებლად (გამოიყენეთ იგივე გაზომვები, რაც გააკეთეთ ზედა ნაწილში), მე გირჩევთ პატარა ხვრელების გაბურღვას და დააჭირეთ ჩასასხმელ შუასადებებს.

ნაბიჯი 13: გაყვანილობა

ახლა, როდესაც თქვენ შეაერთეთ, შეამოწმეთ და დაამონტაჟეთ თქვენი სქემები, დროა შეაერთოთ ყველაფერი. გაყვანილობის საფუძვლებია ის, რომ ყველა სქემა საბოლოოდ გადაერთვება PIC– ში, რომელიც დაამუშავებს და გაგზავნის ინფორმაციას, გახსოვდეთ რომ თქვენი გაყვანილობა ძალიან მნიშვნელოვანია და თქვენ უნდა დარწმუნდეთ რომ ყველაფერი სწორია. კარგი, ახლა როგორ უნდა გაყვანილობა, ახლა მიხვდი, რატომ ავირჩიე ჰეთერის ქინძის მეთოდით წასვლა, რადგან ეს ამარტივებს მას. თუ თქვენ გაქვთ ქალი მხტუნავის მავთული, შეგიძლიათ სწრაფად დააკავშიროთ დაფები ერთმანეთთან, თუ არა, შეგიძლიათ უბრალოდ შეაერთოთ ჩვეულებრივი მავთული ჰეტერის ქინძისთავზე (მხტუნავები უკეთესია, რადგან თუ შეცდით ქინძისთავები, არ გჭირდებათ ხელახლა შედუღება). გაყვანილობის სქემა წარმოდგენილი იქნება სურათზე.

ნაბიჯი 14: დამცავების მიმაგრება და დაკავშირება

თქვენი რობოტი გამოიყენებს ორ შემწირველს, რომ იგრძნოს კედელი მის წინ. დამამშვიდებლების მიმაგრება საკმაოდ მარტივია, მისი ძირითადად ორი მიკრო კონცენტრატორი მოქმედებს როგორც მარცხენა და მარჯვენა შემამსუბუქებელი. ცხელი წებო მათ მეორე დაფის წინა მხარეს. კავშირების წრიული დიაგრამა მოცემულია ქვემოთ. (დაიმახსოვრე, რომ გაარკვიო მიკრო გადართვის ქინძისთავები მაგ. COM).

ნაბიჯი 15: რობოტის ტესტირება

კარგი, ეს ის მომენტია, რომელსაც თქვენ ელოდებოდით, რომ საბოლოოდ გაეთავისუფლებინათ თქვენი რობოტი პირველად !! ძალიან ნუ გაექცევი ახლა ეს არასოდეს მუშაობს პირველად, თუკი შენ ხარ ერთი იღბლიანი მშენებელი !! ახლა ნუ იმედგაცრუებთ, თუ ის არ მუშაობს, არ ინერვიულოთ, ეს აუცილებლად მალე მოხდება. ქვემოთ მე შევადგინე ყველა შესაძლო პრობლემის ჩამონათვალი და როგორ უნდა მოგვარდეს ისინი.

· მთელი საქმე არაფერს აკეთებს. შეამოწმეთ კვების ბლოკი და კავშირი დაფის დენის ქინძისთავებთან, ასევე შეამოწმეთ პოლარობის საკითხები.

· საპირისპირო მიმართულებით შემობრუნებული ძრავები. შეცვალეთ ერთი ძრავის პოლარობა, რომელიც მას უნდა გადაუგზავნოს სხვაგვარად, ასევე შეიძლება იყოს პროგრამირების პრობლემა.

· რაღაც იწყებს მოწევას ან ფიქრობთ, რომ რაღაც ნამდვილად ცხელია. ᲛᲝᲙᲚᲔ ᲩᲐᲠᲗᲕᲐ!! დაუყოვნებლივ გამორთეთ დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. შეამოწმეთ ყველა შესაძლო სქემა მავთულხლართების ჩათვლით.

· ძრავები მართლაც ნელა ბრუნავს. გაზარდეთ მიმდინარეობა რობოტზე. ან H- ხიდის შესაძლო დეფიციტი.

· რობოტი არ გრძნობს სინათლეს სწორად. შეცვალეთ VR LDR სქემებზე, შეიძლება იყოს პროგრამირების პრობლემა.

· რობოტი იქცევა უჩვეულოდ და აკეთებს უცნაურ რაღაცეებს. პროგრამირება! ორმაგი შემოწმება პროგრამირების კოდი.

· რობოტი არ გრძნობს კედელს. შეამოწმეთ კავშირი მიკრო კონცენტრატორებზე.

ეს ის პრობლემებია, რაც ჩემს რობოტს დაემართა, თუ თქვენ გაქვთ უჩვეულო პრობლემა, თავისუფლად შეცვალეთ ან შეცვალეთ ჩემი დიზაინი უკეთესობისკენ, გახსოვდეთ, რომ ჩვენ ყველა ვსწავლობთ და არ არსებობს ისეთი, როგორიც არის სრულყოფილი.

ნაბიჯი 16: სასამართლო და შეცდომა

თუ მრავალსაათიანი მცდელობის შემდეგ, თქვენი რობოტის შემოწმება და ტესტირება მაინც არ გამოდგება, ნუ გადააგდებთ მას კედელთან, ნუ დაანგრევთ მას და კარგავთ იმედს. სცადეთ გარეთ გაისეირნოთ მხოლოდ სუფთა ჰაერზე ან უბრალოდ დაიძინოთ მასზე, მე მაქვს ბევრი ასეთი მომენტი და იცით რატომ? ელექტრონიკა არის ერთი მძიმე ჰობი, ერთი კომპონენტი ვერ ხერხდება- ყველაფერი ვერ ხერხდება. ტესტირებისას არ დაგავიწყდეთ მისი დაყოფა ნაწილებად და ყოველთვის გახსენით გონება დიზაინით და განლაგებით. იყავით თავისუფალი და შემოქმედებითი და არასოდეს დანებდეთ !!! თუ მოგეწონათ ჩემი პროექტი, გთხოვთ მომცეთ მონაწილეობა კონკურსში, იმედია მოგეწონებათ!