LF bazat pe PIC și robotul de evitare: 16 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Introducere

În acest instructable veți învăța să faceți un robot ușor de urmat și evitat. Inspirația mea provine din roboții care imită comportamentul uman obișnuit, de exemplu, nu veți intra doar într-un perete fără niciun motiv. Creierul tău comunică cu mușchii / organele și te va opri imediat. Creierul tău funcționează foarte asemănător cu un microcontroler de bază care primește intrări și le procesează în ieșiri, în acest caz creierul tău se bazează pe ochii tăi pentru informații. În același timp, este acceptabil să pătrunzi într-un perete atunci când cineva este orb. Creierul tău nu primește intrări din ochii tăi și nu poate vedea peretele. Acest robot nu va fi doar o construcție completă la final, ci o experiență de învățare interesantă despre componentele electronice de bază, bricolajul și abilitățile de proiectare pentru a crea ceva și știu că vă veți bucura. Știu că există mai multe metode mai ușoare și convenționale în care nu trebuie să construiți singuri circuite și să utilizați module de bază pentru a obține același rezultat, dar am adoptat o abordare mai diferită, în afară de faptul că sunteți o piuliță DIY ca mine și căutați să invata ceva nou acesta este proiectul perfect pentru tine! Acest robot va urma lumina și atunci când un palpator atinge peretele se va inversa și se va roti, deci acestea sunt funcțiile de bază pentru acest robot. Sper să vă bucurați de mine proiectul!

Pasul 1: Lista materialelor

Electronica

Rezistențe

· Rezistor de 10K, ¼ watt (x20)

· Rezistor 2.2K, ¼ watt (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· Rezistor 1K, ¼ watt (x10)

· Rezistor de 220 ohmi, ¼ wați (x4)

· Rezistență 22K ¼ watt (x10)

Condensatoare

· 10pf ceramică (x5)

· 2200uf electrolitic, 25V (x2)

· 10nf ceramică (x4)

Semiconductori

· Tranzistor de putere BD 139 NPN (x4)

· Tranzistor de putere BD 140 PNP (x4)

· Tranzistor PNP BC 327 (x4)

· Regulatoare de tensiune LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· Microcontroler PIC16F628A (x1)

· LED 5mm (culoarea aleasă de dvs.) (x3)

Hardware

· Foi de placaj

· Piuliță distanțieră 5mm x 60mm (x4)

· Șurub de 5 mm x 20 mm (x8)

· Motoare cu transmisie 12V 500mA (x2)

· Roți din spumă de 60 mm (x2)

· Conectori feminini Heather (jumper) (x50)

· Baterie motor 12V, 7.2Ah Gate (opțional, poate fi utilizată o baterie mai mică, dar asigurați-vă că este 12V).

· Sârmă de 2 mm (10 m)

· Pinii conectorului Heather (jumper) masculin (x50)

· Tub termocontractabil de 3 mm (2 m)

Pasul 2: Construirea circuitelor

Construirea circuitelor este destul de simplă, aceasta este o experiență de învățare excelentă pentru cei care nu au mai făcut-o până acum și o bună practică pentru cei care au făcut-o. Puteți încerca oricând o metodă diferită, dar prefer să folosesc Veroboard, deoarece este mai ușor să urmăriți piesele pentru lipire. Vă recomandăm înainte de a construi circuitul propriu-zis să creați un model pe placa de pâine și să vă proiectați aspectul Veroboard pentru circuitul dvs. pe hârtie, acum sună mult ca să lucrați acum, dar va răsplăti atunci când vă construiți circuitele (în special pentru punctele de referință).

Construirea de poduri H

H-Bridge este un circuit responsabil pentru acționarea motoarelor dvs. care primește semnal de la microcontroler și fie oprește, fie inversează motoarele (acesta este un H-Bridge modificat cu 4011 care acționează ca circuit de protecție și adaugă mai mult caracteristici de control). Mai jos sunt imagini cu schema circuitului, cu aspectul plăcii Vera și cu circuitul final (nu uitați să construiți 2 punți H, câte unul pentru fiecare motor).

Pasul 3: Construirea circuitelor LDR

Circuitele LDR acționează ca niște ochi către robot care simt prezența luminii și trimite un semnal de tensiune la microcontrolerul PIC, pentru a amplifica semnalul de tensiune pentru PIC. Am folosit un amplificator operațional 741. Nu uitați să construiți 2 circuite, unul pentru fiecare ochi al robotului.

Pasul 4: Construirea circuitului de suport PIC

Acesta este circuitul care este creierul robotului.

Pasul 5: Construirea circuitelor de reglare a tensiunii

Alimentarea principală a tensiunii care intră în robot va fi de 12V, ceea ce înseamnă că trebuie să existe un regulator de tensiune pe circuitele H-Bridge, deoarece acestea funcționează pe 9V și pe circuitele PIC și LDR care funcționează pe 5V. Tensiunea trebuie să fie, de asemenea, stabilă pentru a nu deteriora componentele, aceste circuite vor regla tensiunea, nu uitați să construiți 2 circuite. (Toate imaginile sunt mai jos). După ce finalizați circuitele, setați-le la tensiunea corectă prin rotirea VR și măsurarea cu ajutorul multimetrului. Nu uitați că circuitele LDR și PIC au nevoie de + 5V. Iar H-Bridges are nevoie de + 9V.

Pasul 6: Adăugarea pinilor la circuit

Acum, că v-ați construit circuitele, este timpul să lipiți pe pinii antetului. O altă metodă este să lipiți firul direct pe tablă, dar consider că rupturile de fire sunt mai frecvente atunci. Pentru a determina unde să lipiți pinii pe aspectul Veroboard al fiecărui circuit, în tastele de sub designul circuitului veți găsi simbolurile pinilor antetului și apoi uitați-vă doar la designul circuitului, numărați găurile de pe placă pentru a urma aspect și apoi doar lipiți pinul. (Simbolul pe care trebuie să-l căutați va fi furnizat într-o imagine). Amintiți-vă pentru a alege aspectul corect pentru circuitul corect.

Pasul 7: Spargerea urmelor lui Veroboard

Circuitele dvs. sunt aproape terminate; cel mai important lucru care rămâne de făcut acum este să spargi urmele de pe Veroboard. Din nou, urmați același principiu folosind tastele de pe fiecare circuit pentru a determina unde să spargeți pistele, asigurați-vă că rupeți pistele până la capăt, am folosit un cuțit de ambarcațiuni (hobby). (Va fi furnizată o imagine a cheii și un exemplu de întrerupere a pistei).

Pasul 8: Codificarea PIC

Acum că v-ați finalizat circuitele, puteți începe să faceți partea principală a robotului, codificând PIC, codificând PIC este direct, codul a fost scris în MPLab X, codul sursă și fișierul firmware (.hex) sunt furnizate în pachetul zip. Pentru a bloca firmware-ul pe controlerul PIC puteți utiliza orice programator disponibil.

Pasul 9: Introducerea microcipurilor

Acum, după ce v-ați finalizat cea mai mare parte a lucrărilor cu circuite, este timpul pentru ultimul lucru, introducerea microcipurilor. Aceasta este o sarcină destul de ușoară, dar este încă dificilă, majoritatea microcipurilor dvs. apar în bureți ciudați atunci când le cumpărați din magazin, s-ar putea să vă întrebați de ce, dar cipurile sunt sensibile la static, ceea ce înseamnă că nu le puteți atinge cu mâinile decât dacă poartă o bandă statică. Aceasta include modelele 4011 și PIC, așa că aveți grijă și nu atingeți pinii acestor microcipuri, altfel le veți deteriora. (Asigurați-vă că introduceți cipul pe partea corectă, va fi furnizat un exemplu).

Pasul 10: Testarea circuitelor

Circuitele dvs. sunt acum complete; este timpul să le testăm! Pentru a vă testa circuitele veți avea nevoie de un multimetru (un multimetru este un dispozitiv care măsoară diferențele de tensiune, curent și rezistență), din fericire, multimetrul modern mai are câteva funcții. În primul rând trebuie să faceți o inspecție vizuală de bază a circuitului, verificând eventualele fisuri, rupturi ale firelor și deconectări. După ce vă bucurați de faptul că este important să verificați toate polaritățile din circuit, de exemplu: tranzistoarele dvs. ar trebui să fie în mod corect și microcipurile dvs. ar trebui să fie inserate corect. După aceea, este timpul să verificați partea inferioară a plăcii de circuite, să verificați dacă există scurtcircuituri între piste și apoi doar pentru a vă asigura că luați un cuțit de ambarcațiuni și doar tăiați-l între șinele metalice ale plăcii pentru a vă asigura. Ultimul lucru pe care trebuie să-l aveți în vedere sunt pauzele dvs., faceți o inspecție vizuală a fiecărei pauze din circuitul dvs. pentru a vă asigura că pista este ruptă până la capăt. Pentru a verifica corect trebuie să reglați setarea multimetrelor la continuitate (o imagine va fi furnizată mai jos) și să puneți un cablu pe o parte a pistei Brocken și celălalt pe partea cealaltă, dacă multimetrul dvs. sună, pauza dvs. este defectă și trebuie să o refaci. Vă sfătuiesc să testați fiecare circuit individual pentru a nu vă deruta. (Remediați toate defecțiunile înainte de a face pasul următor). Nu uitați să rulați circuitele cu o reglare adecvată a tensiunii:

· Poduri H: 9V

· LDR + PIC: 5V

Pasul 11: Asamblarea corpului robotului

Acum, după ce ați terminat lucrarea în circuit, este timpul să faceți ceva DIY, acum vom asambla partea superioară a robotului. Partea superioară constă în principiu din toate circuitele și senzorii. Mai întâi de toate, trebuie să faceți găuri în placa de placaj pentru piulițele și șuruburile de distanțare, găuriți un centimetru din partea laterală a fiecărui colț (nu este foarte important unde alegeți să vă găuriți atât timp cât structura dvs. este stabilă și corespunde la găurile găurite pe placa de jos). Acum mai sunt câteva foraje de făcut … dacă alegeți să vă montați placa pe piulițele distanțatoare, trebuie să găuriți sape pentru ele (consultați diametrul piuliței și alegeți burghiul în consecință), trebuie să faceți găuri în circuit, aveți grijă când faceți acest lucru pentru a nu deteriora placa și alegeți unde doriți să fie găurile în funcție de aspectul plăcii dvs. de circuit (pentru a nu deteriora pistele). O altă metodă mai ușoară este să lipiți doar plăcile pe placaj (atunci când faceți acest lucru, încercați să vă lipiți de aspectul meu, podurile H montate în spate etc.)

Pasul 12: Asamblarea corpului robotului (partea 2)

Acum că ați asamblat partea de sus, este timpul să asamblați partea de jos. Partea de jos va găzdui toate regulatoarele de tensiune, motoarele de acționare și condensatoarele. Primul dvs. pas va fi montarea motoarelor pe placa de placaj. Prefer două moduri de bază de montare a motoarelor, fie le montați în mijlocul panoului de placaj, fie pe o parte la alegere. Dacă alegeți să montați motoare pe lateral, trebuie să vă amintiți să cumpărați o volantă frontală pentru a ajuta robotul să se echilibreze și să îl manevreze în mod corespunzător. Nu uitați să faceți câteva măsurători și verificări de bază înainte de a vă monta corect motoarele, vă recomand să montați motorul cu legături cu fermoar pentru cablu, care este ieftin și ușor de completat, mai întâi lipiți motorul în conformitate cu măsurătorile dorite, apoi găuriți două găuri pe cele două laturi ale motor în placaj și folosiți doar o cravată cu fermoar pentru ao ține (nu uitați să vă strângeți corect cravata cu fermoar). Punerea regulatoarelor și a condensatoarelor va fi ușoară (improvizați cu spațiul pe care îl aveți pe placaj) și montați-le folosind metoda distanțieră sau lipici fierbinte (recomand să lipiți condensatorii). În cele din urmă găuriți pentru montarea plăcii superioare pe (utilizați aceleași măsurători ca și în partea superioară), vă recomand să găuriți găuri mai mici și apăsați pentru a fixa piulițele distanțierului.

Pasul 13: Cablare

Acum că ați lipit, verificat și montat circuitele, este timpul să conectați totul. Elementele de bază ale cablării sunt că toate circuitele vor fi în cele din urmă conectate la PIC, care va procesa și trimite informații, amintiți-vă că cablajul dvs. este foarte important și trebuie să vă asigurați că totul este corect. Ok, acum pentru cum să conectez, acum veți obține de ce am ales să merg cu metoda pinului Heather, deoarece aceasta o ușurează. Dacă aveți sârmă jumper de sex feminin, puteți conecta rapid plăcile împreună, dacă nu, puteți doar să lipiți firul normal pe știftul heather (jumperii sunt mai buni, deoarece dacă ați greșit știfturi, nu trebuie să re-lipiți). O diagramă de cablare va fi furnizată în imagine.

Pasul 14: Atașarea și conectarea senzorilor

Robotul dvs. va folosi două palpatoare pentru a simți peretele din fața acestuia. Atașarea palpelor este destul de simplă, în esență, două micro-comutatoare acționând ca palpatoare stânga și dreapta. Lipiți-le fierbinți pe partea din față a celei de-a doua plăci. Schema circuitului conexiunilor va fi furnizată mai jos. (Nu uitați să aflați pinii micro-comutatorului, de ex. COM).

Pasul 15: Testarea robotului

Bine, acesta este momentul emoționant pe care l-ați așteptat, pentru a lansa în sfârșit robotul pentru prima dată !! Nu ieși prea mult acum, acest lucru nu funcționează niciodată pentru prima dată, dacă da, EȘTI UN SINGUR CONSTRUCTOR !! Acum nu vă dezamăgiți dacă nu funcționează, nu vă faceți griji că va fi cu siguranță în curând. Mai jos am făcut o listă pentru toate problemele posibile cu care vă puteți confrunta și cum să le rezolvați.

· Întregul lucru nu face nimic. Verificați circuitele de alimentare și conexiunile la pinii de alimentare ai plăcii, verificați, de asemenea, dacă există probleme de polaritate.

· Motoarele care se rotesc în direcții opuse. Schimbați polaritatea unui motor, ar trebui să-l trimită în sens invers, ar putea fi, de asemenea, o problemă de programare.

· Ceva începe să fumeze sau simțiți că ceva este foarte fierbinte. SCURT CIRCUIT!! Opriți imediat pentru a evita deteriorarea. Verificați toate circuitele posibile, inclusiv conexiunile de sârmă.

· Motoarele se întorc foarte încet. Măriți curentul la robot. Sau posibilul deficit de H-Bridge.

· Robotul nu detectează corect lumina. Reglați VR pe circuitele LDR, poate fi o problemă de programare.

· Robotul se comportă neobișnuit și face lucruri ciudate. Programare! Verificați dublu codul de programare.

· Robotul nu percepe peretele. Verificați conexiunile la micro-comutatoare.

Deci, acestea sunt problemele care s-au întâmplat robotului meu, dacă aveți o problemă neobișnuită, nu ezitați să modificați sau să modificați designurile mele în bine, amintiți-vă că învățăm cu toții și nu există așa ceva perfect.

Pasul 16: Încercare și eroare

Dacă după multe ore de încercare, verificare și testare robotul dvs. încă nu funcționează, nu îl aruncați de perete sau nu-l rupeți și nu pierdeți speranța. Încercați să vă plimbați afară doar pentru a obține aer proaspăt sau doar să dormiți pe el, am avut multe momente de genul acesta și știți de ce? Electronica este un hobby greu, o componentă eșuează - totul eșuează. Nu uitați să îl împărțiți în secțiuni în timp ce testați și păstrați întotdeauna o minte deschisă cu design și aspect. Fii liber și creativ și nu renunța niciodată !!! Dacă v-a plăcut proiectul meu, vă rog să mă votați la concursul „Make it move”, sper să vă bucurați!