Robot cứu hỏa: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Đây là một robot lính cứu hỏa được chế tạo để phát hiện đám cháy bằng các cảm biến ngọn lửa, đi về phía nó và dập tắt ngọn lửa bằng nước. Nó cũng có thể tránh chướng ngại vật trong khi đi về phía lửa bằng cảm biến siêu âm. Ngoài ra, nó sẽ gửi một email cho bạn khi nó dập tắt ngọn lửa.

Nhóm dự án cơ điện tử Bruface 5

Thành viên của nhóm:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Bước 1: Danh sách mua sắm

Arduino Mega 1X

Động cơ DC 9V 2X

Micro servo 9g 1X

Động cơ servo 442hs 1X

Máy bơm nước 1X

Cảm biến âm siêu âm 2X

Cảm biến ngọn lửa 1way 4X

Cầu H 2X

Mô-đun Wi-Fi 1X

Bật / tắt Công tắc 1X

Breadboard mini 1X

Cáp Arduino

Pin 9V 1X

Phích cắm pin 9V 1X

Pin LIPO 7.2Volt 1X

Bộ theo dõi cao su 2X

Gắn động cơ 2X

Khoảng cách (M3 cái-cái 50mm) 8X

Vít (M3)

Thùng nước (300 ml) 1X

Vòi nước 1X

Bước 2: Một số gợi ý kỹ thuật về việc lựa chọn các thành phần

Động cơ DC với bộ mã hóa:

Ưu điểm của động cơ DC bộ mã hóa so với động cơ DC đơn giản là khả năng bù tốc độ khi có nhiều hơn một động cơ và tốc độ giống nhau cho tất cả chúng là mong muốn. Nói chung, khi bạn có nhiều động cơ có cùng đầu vào (Điện áp và dòng điện) và mục tiêu của bạn là có chúng chính xác với cùng tốc độ, điều có thể xảy ra là một số động cơ có thể trượt, điều này sẽ gây ra sự khác biệt về tốc độ giữa chúng. ví dụ đối với trường hợp của chúng tôi (hai động cơ làm công suất truyền động) có thể gây ra sự lệch sang một bên khi mục tiêu đi về phía trước. những gì bộ mã hóa làm là đếm số vòng quay của cả hai động cơ và trong trường hợp có sự khác biệt, hãy bù chúng. Tuy nhiên, kể từ khi chúng tôi thử nghiệm robot của mình, không có sự khác biệt nào được quan sát thấy trong tốc độ của hai động cơ, chúng tôi đã không sử dụng bộ mã hóa.

Động cơ servo:

Đối với cơ chế súng nước, điều chúng tôi cần là có động cơ có thể cung cấp chuyển động tương đối chính xác trong một phạm vi cụ thể. Về những gì liên quan, tồn tại hai sự lựa chọn: động cơ servo HOẶC động cơ bước

Nói chung, động cơ bước rẻ hơn động cơ servo, tuy nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng, có nhiều yếu tố khác cần được tính đến. Đối với dự án của chúng tôi, chúng tôi đã xem xét các yếu tố sau:

1) Tỷ lệ Công suất / khối lượng của động cơ servo cao hơn so với động cơ bước, có nghĩa là để có cùng một lượng công suất, bước này sẽ nặng hơn động cơ servo.

2) Động cơ servo tiêu thụ ít năng lượng hơn động cơ bước, do thực tế là động cơ servo tiêu thụ năng lượng khi nó quay đến vị trí được chỉ định nhưng sau đó động cơ servo nghỉ. Động cơ bước tiếp tục tiêu thụ điện năng để khóa và giữ vị trí đã được chỉ huy.

3) Động cơ servo có khả năng tăng tốc tải hơn động cơ bước.

Những lý do này sẽ dẫn đến việc tiêu thụ ít năng lượng hơn, điều quan trọng trong trường hợp của chúng tôi vì chúng tôi sử dụng Pin làm nguồn cung cấp năng lượng cho tất cả các động cơ

Trong trường hợp bạn muốn biết thêm về sự khác biệt giữa servo và bước, hãy kiểm tra liên kết sau:

www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.ht…

Cầu chữ H:

Những gì nó làm là giúp bạn có khả năng điều khiển cả hướng và tốc độ của động cơ một chiều. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi chỉ sử dụng chúng để điều khiển hướng quay cho cả hai động cơ DC (Được kết nối với bánh xe dẫn động).

Ngoài ra, một cầu h khác được sử dụng như một công tắc bật / tắt đơn giản cho máy bơm. (Điều này cũng có thể được thực hiện bằng bóng bán dẫn)

Cảm biến siêu âm:

Chúng được sử dụng để có thể tránh chướng ngại vật. Chúng tôi đã sử dụng 2 cảm biến, tuy nhiên bạn có thể tăng phạm vi khu vực có thể quan sát bằng cách tăng số lượng cảm biến. (Phạm vi hiệu quả của mỗi cảm biến siêu âm: 15 độ)

Cảm biến ngọn lửa:

Tổng cộng 4 cảm biến ngọn lửa được sử dụng. 3 cảm biến dưới khung được kết nối với cả chân analog và chân kỹ thuật số của Arduino. Các kết nối kỹ thuật số được sử dụng để phát hiện đám cháy cho các hành động tiếp theo trong khi các kết nối tương tự chỉ được sử dụng để cung cấp các kết quả đo khoảng cách cháy cho người dùng. Cảm biến khác ở phía trên được sử dụng kỹ thuật số và nó có chức năng gửi lệnh dừng phương tiện ở một khoảng cách thích hợp từ đám cháy, vì vậy, trong thời điểm cảm biến trên cùng có một góc cụ thể phát hiện ra đám cháy, nó sẽ phát lệnh dừng xe và khởi động máy bơm nước và chạy súng bắn nước để dập lửa.

Arduino Mega:

Lý do chọn một arduino mega thay vì arduino UNO như sau:

1) Có một mô-đun Wi-Fi làm tăng số lượng dòng trong mã một cách đáng kể và cần một bộ xử lý mạnh hơn để tránh khả năng gặp sự cố trong khi chạy mã.

2) có số lượng chân cắm cao hơn trong trường hợp quan tâm đến việc mở rộng thiết kế và thêm một số tính năng khác.

Bài hát cao su:

Các đường ray cao su được sử dụng để tránh mọi sự cố hoặc trơn trượt trong trường hợp sàn trơn trượt hoặc có vật nhỏ cản trở di chuyển.

Bước 3: Sản xuất bộ phận

Sau đây, bản vẽ kỹ thuật của các bộ phận được sản xuất bằng máy in 3D hoặc bằng máy cắt Laser được cung cấp. Vẻ ngoài của lính cứu hỏa của bạn có thể được thay đổi dựa trên sở thích của bạn, vì vậy bạn có thể thay đổi hình dạng của cơ thể và thiết kế theo bất kỳ cách nào phù hợp với bạn.

Các bộ phận được cắt bằng Laser trên cơ thể chính:

Khung xe (Plexiglas 6mm) 1X

Phần mái (Plexiglas 6mm) 1X

Phần sau (MDF 3mm) 1X

Phần bên (MDF 3mm) 2X

Các bộ phận in 3D:

Giá đỡ siêu âm 2X

Giá đỡ cảm biến ngọn lửa 1X

Giá đỡ ổ trục bánh xe 4X

Thiết lập súng bắn nước 1X

Bước 4: Cắt Laser (tất cả các Kích thước tính bằng Cm)

Bước 5: Bản vẽ kỹ thuật cho in 3D: (tất cả các Kích thước tính bằng Cm)

Bước 6: Thử nghiệm

Đây là một video ngắn cho thấy một số thử nghiệm để kiểm tra chức năng của các thành phần khác nhau.

Bước 7: Lắp ráp động cơ servo và súng nước

Bước 8: Lắp ráp cuối cùng

Bước 9: Kết nối các thành phần với Arduino

Bước 10: Các ghim được liên kết với Arduino

Bước 11: Lưu đồ chương trình

Bước 12: Lập trình

V2 là chương trình chính và các mã khác là chương trình con.