SKARA- ავტონომიური პლუს სახელმძღვანელო საცურაო აუზის დასუფთავების რობოტი: 17 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

• დრო ფულია და ხელით შრომა ძვირია. ავტომატიზაციის ტექნოლოგიების გაჩენასა და წინსვლასთან ერთად, უპრობლემოდ უნდა იქნას შემუშავებული სახლის მესაკუთრეების, საზოგადოებებისა და კლუბებისათვის აუზების გაწმენდა ყოველდღიური ცხოვრების ნარჩენებისა და ჭუჭყისაგან, მათი პირადი ჰიგიენის შენარჩუნებისა და ცხოვრების გარკვეული დონის შენარჩუნების მიზნით.
• ამ დილემის გადასაჭრელად, მე შევიმუშავე აუზის ავტონომიური ზედაპირის ხელით გამწმენდი მანქანა. თავისი მარტივი, მაგრამ ინოვაციური მექანიზმებით, დატოვეთ იგი ჭუჭყიან აუზში მთელი ღამით და გაიღვიძეთ, რომ გაასუფთაოთ და გაასუფთაოთ.
• ავტომატს გააჩნია ფუნქციონირების ორი რეჟიმი, ერთი ავტონომიური, რომელიც შეგიძლიათ ჩართოთ ტელეფონის ღილაკის დაჭერით და უყურადღებოდ დატოვოთ თავისი საქმე და სხვა მექანიკური რეჟიმი, რომ მიიღოთ სპეციფიკური ყლორტები და ფოთლები, როდესაც დრო მნიშვნელოვანია. რა ხელით რეჟიმში შეგიძლიათ გამოიყენოთ თქვენს ტელეფონში ამაჩქარებელი, რობოტის მოძრაობის გასაკონტროლებლად, რაც ტელეფონზე რბოლის თამაშს ჰგავს. პერსონალურად დამზადებული აპლიკაცია დამზადებულია ბლინკის აპლიკაციის გამოყენებით და ამაჩქარებლის მაჩვენებლები იგზავნება მთავარ სერვერზე და უკან მობილურზე, შემდეგ ცხელი წერტილის გადართვის მონაცემები იგზავნება NodeMCU– ში.
• დღესაც კი, შიდა საწმენდი რობოტები განიხილება როგორც ეგზოტიკური ტექნიკა ან ძვირადღირებული სათამაშოები, ამიტომ ამ აზროვნების შესაცვლელად მე თვითონ განვავითარე. ამრიგად, პროექტში მთავარი მიზანი იყო ავტონომიური აუზის ზედაპირის გამწმენდი დიზაინი და წარმოება არსებული და იაფი ტექნოლოგიების გამოყენებით, რათა შეენარჩუნებინა მთელი პროტოტიპი ეკონომიურად და, შესაბამისად, ადამიანების უმრავლესობას შეუძლია ააშენოს ის საკუთარ სახლში, ისევე როგორც მე.

ნაბიჯი 1: მუშაობის მექანიზმი

მოძრაობა და კოლექცია:

• ჩვენი პროტოტიპის ძირითადი მექანიზმი შედგება მუდმივად მბრუნავი კონვეიერის ქამრისაგან, რომელიც აგროვებს ნამსხვრევებს და ჭუჭყს.
• ორი ძრავა, რომლებიც მოძრაობენ წყლის ბორბლებზე, რომლებიც საჭიროა გადაადგილებისთვის.

ნავიგაცია:

• მექანიკური რეჟიმი: Mobile– ის აქსელერომეტრის მონაცემების გამოყენებით შეგიძლიათ აკონტროლოთ Skara– ს მიმართულება. ამიტომ ადამიანს უბრალოდ სჭირდება ტელეფონის დახრა.
• ავტონომიური რეჟიმი: მე განვახორციელე შემთხვევითი მოძრაობა, რომელიც ავსებს დაბრკოლებების თავიდან აცილების ალგორითმს, რათა დაეხმაროს ავტომატს, როდესაც ის იგრძნობს კედელთან სიახლოვეს. ორი ულტრაბგერითი სენსორი გამოიყენება დაბრკოლებების გამოსავლენად.

ნაბიჯი 2: CAD მოდელი

• CAD მოდელი გაკეთდა SolidWorks– ზე
• თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ cad ფაილი ჩასმული ამ ინსტრუქციებში

ნაბიჯი 3: კომპონენტები

მექანიკური:

1. ლაზერული ჭრის პანელები -2nos
2. აკრილის ფურცელი 4 მმ სისქით
3. თერმოკოლი ან პოლისტიროლის ფურცელი
4. ლაშის დაჭრილი წნელები
5. მოსახვევი პლასტიკური ფურცელი (ხის დასრულება)
6. 3D ნაბეჭდი ნაწილები
7. ხრახნები და თხილი
8. შაბლონი (ბეჭდვა "Skara")
9. მესალი- ეპოქსია
10. წმინდა ქსოვილი

ინსტრუმენტები:

• სანდლის ქაღალდი
• საღებავები
• კუთხის საფქვავი
• საბურღი
• საჭრელები
• სხვა დენის ინსტრუმენტი

ელექტრონიკა:

• NodeMCU
• ხრახნიანი კონექტორები: 2 პინიანი და 3 პინიანი
• Buck Converter mini 360
• გადამრთველის გადართვა
• IRF540n- მოსფეტი
• BC547b- ტრანზისტორი
• 4.7K რეზისტორი
• ერთი ბირთვიანი მავთული
• L293d- საავტომობილო მძღოლი
• ულტრაბგერითი სენსორი- 2 ნომერი
• 100 rpm DC ძრავა - 3 nos
• ტყვიის მჟავა 12 ვ ბატარეა
• ბატარეის დამტენი
• შედუღების დაფა
• შედუღების მავთული
• შედუღების ჯოხი

ნაბიჯი 4: 3D ბეჭდვა

• 3D ბეჭდვა გაკეთდა სახლში აწყობილი პრინტერის მიერ ერთმა ჩემმა მეგობარმა
• თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ 4 ფაილი, რომელიც უნდა იყოს 3D დაბეჭდილი

• ნაწილები 3D იყო დაბეჭდილი 3D CAD ფაილის stl ფორმატში გადაყვანით.

• წყლის ბორბალს აქვს ინტუიციური დიზაინი საჰაერო ხომალდის ფორმის ფარფლებით, რათა წყალი უფრო ეფექტურად გადაანაცვლოს, ვიდრე ტრადიციულმა დიზაინმა. ეს ხელს უწყობს ძრავისგან ნაკლები დატვირთვის ამოღებას, ასევე მნიშვნელოვნად ზრდის ავტომატური მოძრაობის სიჩქარეს.

ნაბიჯი 5: ლაზერული ჭრის პანელები და ლატის წნელები

გვერდითი პანელები:

• იმისათვის, რომ CAD რეალობად იქცეს, მასალები, რომლებიც უნდა შეირჩეს პროტოტიპის კონსტრუქციისათვის, საგულდაგულოდ უნდა იქნას განხილული, იმის გათვალისწინებით, რომ მთელ სტრუქტურას მოეთხოვება ჰქონდეს წმინდა დადებითი გამტარუნარიანობა.
• ძირითადი სტრუქტურა ჩანს ფიგურაში. ჩარჩოს პირველადი არჩევანი იყო ალუმინის 7 სერიის გამოყენება მისი მსუბუქი წონის, კოროზიისადმი უკეთესი წინააღმდეგობის და უკეთესი სტრუქტურული სიმტკიცის გამო. თუმცა, მასალის მიუწვდომლობის გამო ადგილობრივ ბაზარზე, მომიწია რბილი ფოლადის დამზადება.
• Side Frame Cad გარდაიქმნა. DXF ფორმატში და მიეცა გამყიდველს. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ფაილი თანდართული ამ ინსტრუქციულად.
• ლაზერული ჭრა გაკეთდა LCG3015- ზე
• თქვენ ასევე შეგიძლიათ ლაზერული ჭრის გაკეთება ამ ვებგვერდზე (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Lathe Rods:

• წნელები, რომლებიც აკავშირებს ორ პანელს და მხარს უჭერს ყუთს, დამზადებულია ადგილობრივი წარმოების მაღაზიის ხერხის დამუშავებით.
• სულ 4 ჯოხი იყო საჭირო

ნაბიჯი 6: ურნის მშენებლობა

• ყუთი დამზადებულია აკრილის ფურცლების გამოყენებით, რომლებიც მოჭრილია ელექტრული ინსტრუმენტების გამოყენებით, ზომებით, CAD ნახაზის მითითებით.
• ურნის ცალკეული მონაკვეთები იკრიბება და იჭრება ერთმანეთთან ინდუსტრიული ხარისხის წყალგამძლე ეპოქსიდური ფისის გამოყენებით.
• მთელი შასი და მისი კომპონენტები აწყობილია 4 მმ უჟანგავი ფოლადის ჭანჭიკების და 3 უჟანგავი ფოლადის სამაგრების დახმარებით. გამოყენებული თხილი არის თვითდაჯერებული ჩაკეტვა ისე, რომ თავიდან იქნას აცილებული ნებისმიერი ხასიათის შესაბამისობა.
• აკრილის ფურცლების 2 მხარეს წრიული ხვრელი გაკეთდა ძრავების დასაყენებლად

• აკუმულატორი და ელექტრონიკა იჭრება 1 მმ პლასტმასის ფურცლიდან და იფუთება შასიში. სადენების ღიობები სათანადოდ დალუქული და იზოლირებულია.

ნაბიჯი 7: მცურავი

• ბოლო კომპონენტი, რომელიც დაკავშირებულია წმინდა სტრუქტურასთან, არის ფლოტაციის მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება მთლიანი პროტოტიპის პოზიტიური გამტარიანობის უზრუნველსაყოფად, ასევე მისი სიმძიმის ცენტრის შენარჩუნებისთვის პროტოტიპის გეომეტრიულ ცენტრამდე.
• ფლოტაციის მოწყობილობები დამზადებულია პოლისტიროლისგან (თერმოკოლი). ქვიშის ქაღალდი გამოიყენებოდა მათ სწორად ფორმირებისათვის
• ესენი შემდეგ მიმაგრებულია ჩარჩოზე mSeal– ის გამოყენებით ზემოაღნიშნული შეზღუდვების გათვალისწინებით.

ნაბიჯი 8: ულტრაბგერითი სენსორის მხარდაჭერა

• ეს იყო 3D დაბეჭდილი და უკანა ფირფიტები დამზადდა თუნუქის ფირფიტების გამოყენებით
• იგი დამაგრებულია mseal– ის გამოყენებით (ერთგვარი ეპოქსია)

ნაბიჯი 9: ელექტრონიკა

• 12V ტყვიის მჟავა ბატარეა გამოიყენება მთელი სისტემის ენერგიაზე
• იგი პარალელურად იყო დაკავშირებული მამლის გადამყვანთან და L293d ძრავის კონტროლერთან
• Buck კონვერტორი გარდაქმნის 12 ვ 5 -ს სისტემისთვის
• IRF540n mosfet გამოიყენება როგორც ციფრული გადამრთველი კონვეიერის ქამრის ძრავის გასაკონტროლებლად
• NodeMCU გამოიყენება როგორც მთავარი მიკროკონტროლერი, ის უერთდება მობილურს WiFi- ს გამოყენებით (ცხელი წერტილი)

ნაბიჯი 10: კონვეიერის ქამარი

• იგი დამზადებულია ადგილობრივი მაღაზიიდან შეძენილი ქსელის ქსოვილის გამოყენებით
• ქსოვილი მოჭრილი იყო მიმაგრებული წრიული გზით, რათა უწყვეტი იყოს

ნაბიჯი 11: ფერწერა

სკარა მოხატული იქნა სინთეტიკური საღებავების გამოყენებით

ნაბიჯი 12: სკარას სიმბოლოს ლაზერული ჭრა

• შაბლონი მოჭრილი იყო ჩემი მეგობრის მიერ დამზადებული ხელნაკეთი ლაზერის გამოყენებით.
• მასალა, რომელზედაც გაკეთდა ლაზერული ჭრა არის სტიკერის ფურცელი

ნაბიჯი 13: კოდირება

წინასწარი კოდირების მასალები:

• ამ პროექტისთვის მე გამოვიყენე Arduino IDE ჩემი NodeMCU პროგრამირებისთვის. ეს უფრო ადვილი გზაა, თუ თქვენ უკვე გამოიყენეთ Arduino და არ დაგჭირდებათ ახალი პროგრამირების ენის სწავლა, მაგალითად Python ან Lua.

• თუ ეს არასოდეს გქონიათ ადრე, ჯერ უნდა დაამატოთ ESP8266 დაფის მხარდაჭერა Arduino პროგრამულ უზრუნველყოფაში.
• თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ უახლესი ვერსია Windows, Linux ან MAC OSX Arduino– ს ვებგვერდზე: https://www.arduino.cc/en/main/software ჩამოტვირთეთ უფასოდ, დააინსტალირეთ თქვენს კომპიუტერში და გაუშვით.
• Arduino IDE უკვე გააჩნია მრავალი დაფის მხარდაჭერას: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún და ა.შ. ასე რომ, იმისათვის, რომ ატვირთოთ თქვენი კოდები ESP8266 ბაზის დაფაზე, თქვენ უნდა დაამატოთ მისი თვისებები Arduino– ს პროგრამულ უზრუნველყოფას. გადადით ფაილზე> პარამეტრები (Ctrl +, Windows OS– ზე); დაამატეთ შემდეგი URL დამატებითი დაფების მენეჯერის ტექსტურ ყუთში (ერთი პარამეტრების ფანჯრის ბოლოში):
• თუ ტექსტური ყუთი არ იყო ცარიელი, ეს ნიშნავს რომ უკვე დაამატეთ სხვა დაფები ადრე Arduino IDE– ზე. დაამატეთ მძიმით წინა URL- ის ბოლოს და ზემოთ.
• დააჭირეთ ღილაკს "კარგი" და დახურეთ პარამეტრების ფანჯარა.

• გადადით ინსტრუმენტებზე> დაფაზე> დაფების მენეჯერზე თქვენი ESP8266 დაფის დასამატებლად.

• ჩაწერეთ "ESP8266" საძიებო ტექსტის ყუთში, აირჩიეთ "esp8266 by ESP8266 Community" და დააინსტალირეთ.
• ახლა თქვენი Arduino IDE მზად იქნება იმუშაოს ბევრ ESP8266 დაფუძნებულ განვითარების დაფებთან, როგორიცაა ზოგადი ESP8266, NodeMcu (რომელიც მე ამ სახელმძღვანელოში გამოვიყენე), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos და ა.შ.
• ამ პროექტში მე გამოვიყენე ბლინკის ბიბლიოთეკა. ბლინკის ბიბლიოთეკა ხელით უნდა იყოს დაინსტალირებული. ჩამოტვირთეთ ბლინკის ბიბლიოთეკა https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… გახსენით ფაილი და დააკოპირეთ საქაღალდეები Arduino IDE ბიბლიოთეკებში/ინსტრუმენტების საქაღალდეებში.

ძირითადი კოდირება:

• კოდის ატვირთვამდე თქვენ უნდა განაახლოთ Blynk author გასაღები და თქვენი WiFi სერთიფიკატები (ssid და პაროლი).
• ჩამოტვირთეთ ქვემოთ მოყვანილი კოდი და ბიბლიოთეკები.
• გახსენით მოწოდებული კოდი ("საბოლოო კოდი") Arduino IDE- ში და ატვირთეთ იგი NodeMCU- ში.

• სმარტფონის ზოგიერთი სენსორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბლინკთან ერთად. ამჯერად მინდოდა მისი აქსელერომეტრი გამომეყენებინა ჩემი რობოტის გასაკონტროლებლად. დახრილი ტელეფონი და რობოტი მოუხდება მარცხნივ/მარჯვნივ ან წინ/უკან.

ნაბიჯი 14: კოდის ახსნა

• ამ პროექტში მე მხოლოდ ESP8266 და ბლინკის ბიბლიოთეკები უნდა გამოვიყენო. ისინი დაემატება კოდის დასაწყისში.
• თქვენ უნდა დააკონფიგურიროთ თქვენი Blynk ავტორიზაციის გასაღები და თქვენი Wi-Fi სერთიფიკატები. ამ გზით თქვენი ESP8266 შეძლებს მიაღწიოს თქვენს Wi-Fi როუტერს და დაელოდოს ბრძანებებს Blynk სერვერიდან. შეცვალეთ "ჩაწერეთ თქვენი საკუთარი ავტორიზაციის კოდი", XXXX და YYYY თქვენი ავტორიზაციის გასაღებით (თქვენ მიიღებთ მას თქვენს ელექტრონულ ფოსტაზე), SSID და თქვენი Wi-Fi ქსელის პაროლით.
• განსაზღვრეთ N-MCU ქინძისთავები, რომლებიც დაკავშირებულია h- ხიდთან. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ თითოეული პინის GPIO ნომრის პირდაპირი მნიშვნელობა (D1, D2 და ა.შ.).

ნაბიჯი 15: დააინსტალირეთ ბლინკი

• ბლინკი არის სერვისი, რომელიც შექმნილია აპარატურის დისტანციური მართვისთვის ინტერნეტ კავშირზე. ეს გაძლევთ საშუალებას შექმნათ ნივთების ინტერნეტი მარტივად და მხარს უჭერს რამდენიმე მძიმე ტექნიკას, როგორიცაა Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi და ა.
• თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი Android ან iOS სმარტფონიდან (ან ტაბლეტიდან) მონაცემების გასაგზავნად დისტანციურ მოწყობილობაზე. თქვენ ასევე შეგიძლიათ წაიკითხოთ, შეინახოთ და აჩვენოთ თქვენი harware სენსორებით მიღებული მონაცემები.
• Blynk აპლიკაცია გამოიყენება მომხმარებლის ინტერფეისის შესაქმნელად. მას აქვს მრავალფეროვანი ვიჯეტი: ღილაკები, სლაიდერი, ჯოისტიკი, ეკრანი და ა.შ. მომხმარებლები ვიჯეტს გადაათრიეთ და ჩამოაგდებენ დაფაზე და ქმნიან პერსონალურ გრაფიკულ ინტერფეისს მრავალი პროექტისათვის.
• მას აქვს "ენერგიის" კონცეფცია. მომხმარებლები იწყებენ 2000 უფასო ენერგიის პუნქტით. ყველა ვიჯეტი, რომელიც გამოიყენება (ნებისმიერ პროექტში) მოიხმარს გარკვეულ ენერგიას, რითაც ზღუდავს პროექტებში გამოყენებული ვიჯეტების მაქსიმალურ რაოდენობას. მაგალითად, ღილაკი მოიხმარს 200 ენერგიის წერტილს. ამ გზით, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ ინტერფეისი 10 - მდე ღილაკით, მაგალითად. მომხმარებლებს შეუძლიათ შეიძინონ დამატებითი ენერგიის წერტილები და შექმნან უფრო რთული ინტერფეისები და/ან რამდენიმე განსხვავებული პროექტი.
• Blynk App– ის ბრძანებები ატვირთულია Blynk Server– ზე ინტერნეტით. სხვა აპარატურა (მაგალითად, NodeMCU) იყენებს ბლინკის ბიბლიოთეკას, რომ წაიკითხოს ეს ბრძანებები სერვერიდან და შეასრულოს მოქმედებები. აპარატურას ასევე შეუძლია გარკვეული მონაცემები სერვერზე, რომელიც შეიძლება ნაჩვენები იყოს აპლიკაციაში.
• ჩამოტვირთეთ ბლინკის პროგრამა Android ან iOS– ისთვის შემდეგი ბმულებიდან:
• დააინსტალირეთ აპლიკაცია და შექმენით ახალი ანგარიში. ამის შემდეგ თქვენ მზად იქნებით თქვენი პირველი პროექტის შესაქმნელად. თქვენ ასევე უნდა დააინსტალიროთ ბლინკის ბიბლიოთეკები და მიიღოთ ავტორიზაციის კოდი. ბიბლიოთეკის დაყენების პროცედურა აღწერილია წინა ეტაპზე.
• · BLYNK_WRITE (V0) ფუნქცია გამოიყენებოდა ამაჩქარებლის მნიშვნელობების წასაკითხად. Y ღერძზე აჩქარება გამოიყენებოდა რობოტის მარჯვნივ/მარცხნივ გადასაადგილებლად, ხოლო z ღერძის აჩქარება გამოიყენება იმის დასადგენად, რობოტი უნდა წავიდეს თუ არა წინ/უკან. თუ ბარიერის ღირებულებები არ გადააჭარბა, ძრავები შეჩერდება რა
• ჩამოტვირთეთ blynk აპლიკაცია მობილურზე გადაიტანეთ ამაჩქარებლის ობიექტი ვიჯეტის ყუთიდან და ჩამოაგდეთ ის დაფაზე. ღილაკის პარამეტრების მიხედვით გამოყავით ვირტუალური პინი. მე ვირტუალური pin V0 გამოვიყენე. თქვენ უნდა მიიღოთ Auth Token ბლინკის აპლიკაციაში.
• გადადით პროექტის პარამეტრებზე (თხილის ხატი). სახელმძღვანელოს/ავტონომიური ღილაკისთვის მე გამოვიყენე V1 აპლიკაციაში კონვეიერის ქამრისთვის მე გამოვიყენე V2 გამომავალი სახით.
• თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ საბოლოო აპლიკაციის სკრინშოტი სურათებზე.

ნაბიჯი 16: საბოლოო შეკრება

დავამატე ყველა ნაწილი

ასე რომ, პროექტი დასრულებულია

ნაბიჯი 17: კრედიტები

მინდა მადლობა გადავუხადო ჩემს მეგობრებს:

1. ზეშან მალიკი: მეხმარება CAD მოდელში, შასის წარმოებაში

2. ამბარიშ პრადიპი: შინაარსის წერა

3. პატრიკი: 3D ბეჭდვა და ლაზერული ჭრა

მეორე პრიზი IoT გამოწვევაში