SKARA- Avtonom Plus Manual Üzmə Hovuzu Təmizləmə Robotu: 17 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

• Vaxt puldur və əl əməyi bahadır. Avtomatlaşdırma texnologiyalarının ortaya çıxması və inkişafı ilə ev sahibləri, cəmiyyətlər və klublar üçün hovuzları gündəlik həyatın zibil və kirlərindən təmizləmək, şəxsi gigiyenasını qorumaq və müəyyən bir həyat səviyyəsini qorumaq üçün problemsiz bir həll hazırlanması lazımdır.
• Bu dilemma ilə baş-başa duraraq əl ilə avtonom hovuz səthi təmizləmə maşını hazırladım. Sadə, lakin yenilikçi mexanizmləri ilə bir gecədə çirkli bir hovuzda buraxın və təmiz və ləkəsiz bir şəkildə oyanın.
• Avtomatın iki funksionallıq rejimi var, biri telefonda bir düyməni basmaqla açıla bilən və işini görməmək üçün nəzarətsiz buraxıla bilən və vaxt lazım olduqda bu xüsusi budaqları və yarpaqları əldə etmək üçün başqa bir əl rejimi.. Əl rejimində, telefonunuzda yarış oyunu oynamağa bənzər robotun hərəkətini idarə etmək üçün telefonunuzdakı akselerometrdən istifadə edə bilərsiniz. Xüsusi hazırlanmış tətbiq Blynk tətbiqindən istifadə edilərək hazırlanmışdır və akselerometr oxunuşları əsas serverə və yenidən mobil cihazlara göndərilir, sonra hotspot keçid məlumatları NodeMCU -ya göndərilir.
• Bu gün də ev təmizləyici robotlar ekzotik texnikalar və ya lüks oyuncaqlar kimi görülür, buna görə də bu düşüncəni dəyişdirmək üçün təkbaşına inkişaf etdirdim. Bu səbəbdən, layihədə əsas məqsəd, bütün prototipin qənaətcil olmasını təmin etmək üçün mövcud və ucuz texnologiyalardan istifadə edərək muxtar bir hovuz səthi təmizləyicisini hazırlamaq və istehsal etmək idi və buna görə də insanların çoxu mənim kimi öz evlərində tikə bilərdi.

Addım 1: İşləmə mexanizmi

Hərəkət və Kolleksiya:

• Prototipimizin əsas mexanizmi, zibil və kir yığmaq üçün qarşısında daim dönən bir konveyerdən ibarətdir.
• Su təkərlərini hərəkətə gətirən iki motor.

Naviqasiya:

• Manuel rejim: Mobilin sürətölçən məlumatlarından istifadə edərək Skara istiqamətini idarə edə bilərsiniz. Buna görə də adamın telefonunu əymək kifayətdir.
• Avtonom rejim: Avtomatın divara yaxınlığını hiss etdiyi zaman kömək etmək üçün maneələrdən qaçınma alqoritmini tamamlayan təsadüfi bir hərəkət tətbiq etdim. Maneələri aşkar etmək üçün iki ultrasəs sensoru istifadə olunur.

Addım 2: CAD Modeli

• CAD Modeli SolidWorks -də hazırlanmışdır
• Bu təlimatlara əlavə edilmiş cad faylını tapa bilərsiniz

Addım 3: Komponentlər

Mexanik:

1. Lazer kəsmə panelləri -2 ədəd
2. 4 mm qalınlığında akril təbəqə
3. Termokol və ya polistirol təbəqə
4. Torna kəsmə çubuqları
5. Əyri plastik təbəqə (taxta örtük)
6. 3d çap hissələri
7. Vintlər və Fındıq
8. Şablon ("Skara" çapı)
9. Mseal- Epoksi
10. Net parça

Alətlər:

• Zımpara
• Boyalar
• Açı Taşlama
• Qazma
• Kəsicilər
• Digər elektrik aləti

Elektronika:

• NodeMCU
• Vida bağlayıcıları: 2 və 3 pinli
• Buck çevirici mini 360
• Keçid Keç
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- Transistor
• 4.7K müqavimət
• Tək Nüvəli Tel
• L293d- Motor Sürücü
• Ultrasonik Sensor- 2 ədəd
• 100 rpm DC motor - 3nos
• 12v qurğuşun turşusu batareyası
• Şarj
• Lehim lövhəsi
• Lehim teli
• Lehim çubuğu

Addım 4: 3d çap

• 3d çap, bir dostum tərəfindən evdə yığılmış bir printer tərəfindən edildi
• 3d çap edilməli olan 4 fayl tapa bilərsiniz

• Parçalar 3d CAD faylını stl formatına çevirərək 3d çap edildi.

• Su çarxı, ənənəvi dizaynlardan daha səmərəli şəkildə suyun yerini dəyişmək üçün qanad formalı qanadlı intuitiv bir dizayna malikdir. Bu, mühərrikdən daha az yük götürməyə və avtomatın hərəkət sürətini nəzərəçarpacaq dərəcədə artırmağa kömək edir.

Addım 5: Lazerlə kəsilmiş panellər və torna çubuqları

Yan panellər:

• CAD -in gerçəkləşməsini təmin etmək üçün, prototipin qurulması üçün seçiləcək materiallar diqqətlə düşünülməli və bütün quruluşun xalis müsbət bir üzmə qabiliyyətinə malik olacağı nəzərə alınmalıdır.
• Əsas quruluşu şəkildə görmək olar. Çərçivə üçün ilk seçim yüngül çəkisi, korroziyaya qarşı daha yaxşı müqaviməti və daha yaxşı struktur sərtliyi səbəbindən Alüminium 7 seriyasından istifadə etmək idi. Ancaq yerli bazarda materialın olmaması səbəbindən Mild Steel ilə etmək məcburiyyətində qaldım.
• Side Frame Cad. DXF formatına çevrildi və satıcıya verildi. Bu təlimata əlavə edilmiş faylı tapa bilərsiniz.
• Lazer kəsmə LCG3015 üzərində edildi
• Bu veb saytında lazer kəsmə də edə bilərsiniz (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Torna çubuqları:

• İki paneli birləşdirən və çöpü dəstəkləyən çubuqlar yerli istehsal mağazasından torna emalı ilə hazırlanmışdır.
• Cəmi 4 çubuq lazım idi

Addım 6: Zibil qutusunun inşası

• Çöp, CAD rəsminə istinad edərək ölçüləri olan elektrik alətləri ilə kəsilmiş akril təbəqələrdən istifadə etməklə hazırlanır.
• Zibil qutusunun fərdi kəsilmiş hissələri sənaye dərəcəli suya davamlı epoksi qatranı istifadə edərək yığılır və bir -birinə yapışdırılır.
• Bütün şassi və komponentləri 4 mm paslanmayan polad boltlar və 3 paslanmayan polad saplama ilə birlikdə yığılır. İstifadə olunan qoz-fındıq heç bir təbiətin uyğun gəlməməsi üçün özünü pozitiv kilidləyir.
• Akrilik təbəqələrin 2 tərəfində dairəvi deliklər mühərriklər qoymaq üçün edildi

• Batareya və elektronika korpusu daha sonra 1 mm plastik təbəqədən kəsilərək şassiyə qablaşdırılır. Düzgün möhürlənmiş və izolyasiya edilmiş tellər üçün açılışlar.

Addım 7: Üzmə

• Tamamilə quruluşla əlaqəli son komponent, bütün prototipə müsbət bir üzmə qabiliyyəti vermək və ağırlıq mərkəzini təxminən bütün prototipin həndəsi mərkəzində saxlamaq üçün istifadə olunan flotasiya cihazlarıdır.
• Flotasiya cihazları polistiroldan (termokol) hazırlanmışdır. Düzgün formalaşdırmaq üçün qum kağızı istifadə edilmişdir
• Daha sonra yuxarıdakı məhdudiyyətləri nəzərə alaraq hesablanaraq mSeal istifadə edərək yerlərdə çərçivəyə yapışdırıldı.

Addım 8: Ultrasonik Sensor Dəstəyi

• 3d çap olunmuş və arxa lövhələr qalay lövhələrdən istifadə olunmaqla hazırlanmışdır
• Mseal (bir növ epoksi) istifadə edərək bağlandı.

Addım 9: Elektronika

• 12V qurğuşun turşusu batareyası bütün sistemi gücləndirmək üçün istifadə olunur
• Bu buck çevirici və L293d motor nəzarətçi ilə paralel bağlı
• Buck çeviricisi sistem üçün 12v -dən 5v -ə çevirir
• IRF540n mosfet, konveyerin motorunu idarə etmək üçün rəqəmsal keçid olaraq istifadə olunur
• NodeMCU əsas mikrokontrolör olaraq istifadə olunur, WiFi (hotspot) istifadə edərək cib telefonuna qoşulur.

Addım 10: Konveyer kəməri

• Yerli mağazadan alınan xalça parça istifadə edilərək hazırlanmışdır
• Kumaşın kəsilməsini dairəvi bir şəkildə yapışdırıb davamlı etmək

Addım 11: Rəsm

Skara sintetik boyalarla boyanmışdır

Addım 12: Skara Symbol Laser Cut

• Şablon dostumun hazırladığı evdə hazırlanan lazerlə kəsildi.
• Lazer kəsmənin aparıldığı material etiket vərəqidir

Addım 13: Kodlaşdırma

Əvvəlcədən Kodlaşdırma Şəkilləri:

• Bu layihə üçün NodeMCU proqramlaşdırmaq üçün Arduino IDE -dən istifadə etdim. Daha əvvəl bir Arduino istifadə etmisinizsə və Python və ya Lua kimi yeni bir proqramlaşdırma dili öyrənməyinizə ehtiyac yoxdursa, bu daha asan bir yoldur.

• Daha əvvəl bunu etməmisinizsə, əvvəlcə Arduino proqramına ESP8266 lövhə dəstəyi əlavə etməlisiniz.
• Windows, Linux və ya MAC OSX üçün ən son versiyanı Arduinonun veb saytında tapa bilərsiniz: https://www.arduino.cc/en/main/softwarePulsuz yükləyin, kompüterinizə quraşdırın və işə salın.
• Arduino IDE artıq bir çox fərqli lövhənin dəstəyi ilə gəlir: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún və s. Təəssüf ki, ESP8266 dəstəklənən inkişaf lövhələri arasında standart olaraq yoxdur. Kodlarınızı bir ESP8266 baza lövhəsinə yükləmək üçün əvvəlcə xüsusiyyətlərini Arduino proqramına əlavə etməlisiniz. Fayl> Tercihlərə gedin (Windows OS -də Ctrl +); Əlavə Lövhələr Meneceri mətn qutusuna aşağıdakı URL -ni əlavə edin (Tercihlər pəncərəsinin altındakı):
• Mətn qutusu boş olmasaydı, daha əvvəl Arduino IDE -də əvvəllər başqa lövhələr əlavə etmişdi. Əvvəlki URL -nin sonuna və yuxarıdakı vergül əlavə edin.

• "Ok" düyməsini basın və Tercihlər Pəncərəsini bağlayın.

• Alətlər> Lövhə> ESP8266 lövhənizi əlavə etmək üçün Lövhələr Menecerinə gedin.
• Axtarış mətn qutusuna "ESP8266" yazın, "esp8266 by ESP8266 Community" seçin və quraşdırın.
• İndi Arduino IDE, ümumi ESP8266, NodeMcu (bu təlimatda istifadə etdiyim), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos və s. Kimi bir çox ESP8266 əsaslı inkişaf lövhələri ilə işləməyə hazır olacaq.
• Bu layihədə Blynk kitabxanasından istifadə etdim. Blynk kitabxanası əl ilə quraşdırılmalıdır. Https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases ünvanından Blynk kitabxanasını yükləyin. Faylı açın və qovluqları Arduino IDE kitabxanalarına/alətlər qovluqlarına kopyalayın.

Əsas Kodlaşdırma:

• Kodu yükləməzdən əvvəl Blynk auth açarını və WiFi etimadnamənizi (ssid və parol) yeniləməlisiniz.
• Aşağıda göstərilən kodu və kitabxanaları yükləyin.
• Arduino IDE -də verilən kodu ("son kod") açın və NodeMCU -ya yükləyin.

• Smartfonun bəzi sensorları Blynk ilə də istifadə edilə bilər. Bu dəfə robotumu idarə etmək üçün onun akselerometrindən istifadə etmək istədim. Telefonu əyməklə robot sola/sağa və ya irəli/geri hərəkət edəcək.

Addım 14: Kodun izahı

• Bu layihədə yalnız ESP8266 və Blynk kitabxanalarından istifadə etməli oldum. Kodun əvvəlinə əlavə olunur.
• Blynk icazə açarınızı və Wi-Fi etimadnamənizi konfiqurasiya etməlisiniz. Bu yolla ESP8266, Wi-Fi yönlendiricinizə çata bilər və Blynk serverindən əmrləri gözləyəcək. "Öz icazə kodunuzu yazın", XXXX və YYYY-ni doğrulama açarınızla (e-poçtunuzda alacaqsınız), SSID və Wi-Fi şəbəkənizin şifrəsi ilə əvəz edin.
• H körpüsünə bağlı NodeMCU pinlərini təyin edin. Hər bir pin üçün GPIO nömrəsinin hərfi dəyərini (D1, D2 və s.) İstifadə edə bilərsiniz.

Addım 15: Blynk'i qurun

• Blynk, İnternet bağlantısı vasitəsi ilə cihazları uzaqdan idarə etmək üçün hazırlanmış bir xidmətdir. Əşyaların İnterneti gadget'larını asanlıqla yaratmağa imkan verir və Arduinos, ESP8266, Raspberry Pi və s. Kimi bir çox proqramı dəstəkləyir.
• Bir Android və ya iOS smartfonundan (və ya tabletdən) uzaq bir cihaza məlumat göndərmək üçün istifadə edə bilərsiniz. Məsələn, harware sensorlarınız tərəfindən əldə edilən məlumatları oxuya, saxlaya və göstərə bilərsiniz.
• Blynk App istifadəçi interfeysi yaratmaq üçün istifadə olunur. Dəyişən vidjetlər var: düymələr, sürgülər, joystick, ekranlar və s. İstifadəçilər widgetı tablosuna sürükləyib buraxırlar və bir çox layihə üçün xüsusi bir qrafik interfeysi yaradırlar.
• 'Enerji' anlayışına malikdir. İstifadəçilər 2000 pulsuz enerji nöqtəsi ilə başlayırlar. İstifadə olunan hər bir widget (hər hansı bir layihədə) bir az enerji sərf edir, beləliklə layihələrdə istifadə olunan maksimum vidjet sayını məhdudlaşdırır. Məsələn, bir düymə 200 enerji nöqtəsi istehlak edir. Bu şəkildə, məsələn, 10 düyməyə qədər bir interfeys yarada bilərsiniz. İstifadəçilər əlavə enerji nöqtələri ala və daha mürəkkəb interfeyslər və/və ya bir neçə fərqli layihə yarada bilərlər.
• Blynk Tətbiqinin əmrləri internet üzərindən Blynk Serverə yüklənir. Başqa bir avadanlıq (məsələn, NodeMCU), bu əmrləri serverdən oxumaq və hərəkətlər etmək üçün Blynk Kitabxanalarından istifadə edir. Avadanlıq, Tətbiqdə göstərilə biləcək bəzi məlumatları da serverə verə bilər.
• Aşağıdakı bağlantılardan Android və ya iOS üçün Blynk tətbiqini yükləyin:
• Tətbiqi quraşdırın və yeni bir hesab yaradın. Bundan sonra ilk layihənizi hazırlamağa hazır olacaqsınız. Ayrıca Blynk kitabxanalarını quraşdırmalı və təsdiq kodunu əldə etməlisiniz. Kitabxananın quraşdırılması proseduru əvvəlki addımda təsvir edilmişdir.
• · BLYNK_WRITE (V0) funksiyası akselerometr dəyərlərini oxumaq üçün istifadə edilmişdir. Robotun sağa/sola dönməsini yoxlamaq üçün y oxundakı sürətləndirmə, robotun irəli/geriyə doğru hərəkət etməli olub olmadığını görmək üçün z oxu sürətləndirilməsi istifadə olunur..
• Widget Box -dan mobil Drag accelerometer obyektinə blynk tətbiqini yükləyin və tablosuna atın. Düymə Ayarları altında çıxış olaraq bir virtual pin təyin edin. Virtual pin V0 istifadə etdim. Blynk Tətbiqində Doğrulama Tokenini almalısınız.
• Layihə Ayarlarına gedin (qoz işarəsi). Əl ilə/Avtonom düyməsi üçün tətbiqdə V1 istifadə etdim Konveyer kəməri üçün V2 -ni çıxış olaraq istifadə etdim.
• Şəkillərdə son tətbiqin ekran görüntüsünü görə bilərsiniz.

Addım 16: Son Quraşdırma

Bütün hissələri yapışdırdım

Beləliklə, layihə başa çatdı

Addım 17: Kreditlər

Dostlarıma təşəkkür edirəm:

1. Zeeshan Mallick: CAD modeli, şassi istehsalı ilə mənə kömək edir

2. Ambarish Pradeep: Məzmun Yazma

3. Patrick: 3d çap və lazer kəsmə

IoT Challenge -da İkinci Mükafat