Sweepy: Set It & Unut It Studio Cleaner: 10 Addım (Şəkillərlə)

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:54

Müəllif: Evan Guan, Terence Lo və Wilson Yang

‏‏‎ ‎

Giriş və Motivasiya

Sweepy studiya təmizləyicisi, barbar tələbələrin geridə qoyduğu memarlıq studiyasının xaotik şərtlərinə cavab olaraq hazırlanmışdır. Baxışlar zamanı studiyanın nə qədər qarışıq olmasından bezmisiniz? Yaxşı artıq demə. Sweepy ilə, etməniz lazım olan şey onu qurmaq və unutmaqdır. Studio, bir layihə modelini tamamlamağınızdan daha sürətli bir şəkildə marka olacaq.

Sweepy özünü tanıyır və divara yaxınlaşdıqda dönməsini söyləyən iki ultrasəs sensoru sayəsində bütün zibil və qırıntıları ürəyinizin istəyinə uyğun olaraq təmizləyəcək. Daha çox işləmək üçün Sweepy -yə ehtiyacınız varmı? Problem yoxdur, sadəcə bağırın. Sweepy, səs sensoru sayəsində ətraf mühitini daim dinləyir. Müəyyən bir səs həddinə çatmaq, Sweepy -nin qəzəbli bir rejimə keçməsinə səbəb olacaq, qısa müddət ərzində süpürüb daha sürətli hərəkət edəcək.

Sweepy olmayan bir studiya qarışıqdır.

‏‏‎ ‎

Parçalar, Materiallar və Alətlər

Bu siyahının əksər hissələrini ELEGOO UNO R3 Layihə Başlanğıc Kitində tapa bilərsiniz. Digər hissələri Creatron Inc -dən və ya digər elektron mağazalardan almaq olar.

‏‏‎ ‎

Komponentlər

x1 ELEGOO UNO R3 Nəzarət Lövhəsi

x1 Prototip Genişləndirmə Modulu

x1 Ultrasonik Sensor (HC-SR04)

x1 Səs Sensoru Modulu (KY-038)

x2 DC N20 Motors (ROBOT-011394)

x1 Mikro Servo Motor 9G (SG90)

x1 LCD Modulu (1602A)

x1 9V Batareya

x2 60x8mm Kauçuk Təkərlər (UWHLL-601421)

x1 Pulsuz Castor Təkər (64 mm hündürlük)

x1 Süpürmə Fırçası (12 mm qol hündürlüyü)

x2 NPN Transistorlar (PN2222)

x3 Rezistorlar (220Ω)

x2 Diodlar (1N4007)

x1 Potansiyometr (10K)

x15 Breadboard Jumper Telləri

x26 Dişi-Kişi Dupont Telləri

‏‏‎ ‎

Materiallar

x1 3 mm Kontrplak Levha (Lazer Yataq Ölçüsü 18 "x 32")

x6 M3 Vintlər (YSCRE-300016)

x4 M3 Fındıq (YSNUT-300000)

x6 M2.5 Vintlər (YSCRE-251404)

x6 M2.5 Fındıq (YSNUT-250004)

‏‏‎ ‎

Alətlər

Tornavida dəsti

İsti yapışqan silahı

‏‏‎ ‎

Avadanlıq

Kompüter

3D printer

Lazer kəsici

‏‏‎ ‎

Proqram təminatı

Arduino IDE

Addım 1: Məntiqi anlayın

Dövrə

ELEGOO UNO R3 İdarəetmə Paneli, kodun yüklənəcəyi və işlənəcəyi robotun "beyni" olaraq xidmət edəcək. Üstünə Prototip Genişləndirmə lövhəsini və mini çörək taxtasını yapışdırın. Sensorlar və aktuatorlarla ünsiyyət qurmaq üçün komponentlər çörək taxtası və tellər vasitəsilə birləşdiriləcəkdir.

Yuxarıda Sweepy'yi xoşbəxt etmək üçün lazım olan sxemlərin bir diaqramı verilmişdir. Tellərin girişinə və çıxışına xüsusi diqqət yetirin. Bir telin rənginə baxaraq onu izləməyə kömək edir. Yanlış bir əlaqə, Sweepy -nin səhv işləməsinə və ya daha pis vəziyyətdə, qısa dövrə vuraraq elektronikaya zərər verə bilər.

‏‏‎ ‎

Proqramlaşdırma

Sweepy -ni işə salmaq üçün lazım olan kod aşağıda verilmişdir. Faylı Arduino IDE -də açın və ELEGOO UNO R3 Nəzarət Kartına yükləyin. Bunu etmək üçün nəzarətçi lövhəsini kompüterinizə USB kabel vasitəsilə bağlamalısınız. Açılan menyudan Alətlər və Limana daxil olaraq düzgün portun seçildiyindən əmin olun. 3D çaplı korpusda USB kabelini bağlamamaq üçün Sweepy qurmadan əvvəl kodu yükləməyinizə əmin olun.

Təcrübəniz və ya nə etdiyinizi bilməyincə koddakı dəyişənləri dəyişdirmək tövsiyə edilmir.

Addım 2: Bütün hissələri, materialları və alətləri toplayın

Layihəyə başlamaq üçün yuxarıdakı siyahıda göstərilən bütün hissələri, materialları və alətləri toplayın. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, siyahının əksər hissələrini ELEGOO UNO R3 Başlanğıc Kitində, eləcə də Creatron Inc -də və ya digər elektron mağazalarda tapa bilərsiniz.

Prosesin başa çatması bir neçə saat çəkə biləcəyi üçün 3D çapa mümkün qədər erkən başlamaq tövsiyə olunur. Tövsiyə olunan ayarlar: 0,16 mm təbəqə hündürlüyü, 20% doldurma və kənarları və dayaqları olan 1,2 mm divar qalınlığı. 3D çap faylı aşağıda əlavə edilmişdir.

Lazer kəsmə də yaxşı bir zaman ala bilər, buna görə də erkən başladığınızdan əmin olun. Lazer kəsmə sənədində, doğru komponentin doğru yerə quraşdırılmasını təmin edən bir bələdçi çəkmək üçün bir qat da var. Güc və sürət parametrlərini uyğun şəkildə dəyişdirərək nəyin kəsildiyini və nəyin həkk olunduğunu iki dəfə yoxladığınızdan əmin olun. Lazer kəsmə faylı da aşağıda əlavə olunur.

Robotumuz üçün kontrplak istifadə edərkən, qalınlığı təxminən 3 mm olduğu müddətdə akril kimi bəyəndiyiniz hər hansı bir materialdan istifadə etməkdən çekinmeyin.

Addım 3: Baza plitəsinin bərkidilməsi

Baza plitəsinin ətrafına yapışqan tətbiq edin və 3D çaplı korpusun altına yapışdırın. İki hissəni də mümkün qədər diqqətlə hizalayın, eyni zamanda lazer kəsmə aşındırma bələdçisinin yuxarıya baxmasını təmin edin.

Addım 4: Baza Lövhəsi Komponentlərinin Montajı

Baza lövhəsi kifayət qədər bərkidildikdən sonra, elektron komponentlərin ilk turunu birləşdirməyə başlaya bilərik. Buraya təkərli DC mühərrikləri, servo motor, LCD ekran və batareya dəsti daxildir. Rahatlığınız üçün komponentlərin düzgün yerləşdirilməsini təmin etmək üçün əsas lövhəyə lazer kəsmə aşındırma təlimatı daxil edilmişdir. Dövriyyəni asanlaşdırmaq üçün komponentlər müvafiq telləri artıq bağlandıqdan sonra bağlanmalıdır.

Təkərlər, DC mühərrikinin içəriyə baxdığı halda, hər iki tərəfdəki iki yuvaya sürüşməlidir. Bunu hər biri üçün iki vida və qoz -fındıq istifadə edərək daxil olan ağ sıxaclarla təmin edin (M2.5).

Servo motor, eyni vintlər və qoz -fındıqlarla (M2.5) istifadə edilməklə təmin edilməlidir, eyni zamanda altdan çıxarılan ağ dişli çarx robotun ön tərəfindədir. Bu, fırça fırlatma hərəkətini gücləndirəcək.

LCD ekran, sancaqlar aşağıya baxaraq korpusun ön cibinə sürüşməlidir. Bunu hər küncdə bir az isti yapışqan ilə təmin edin.

Nəhayət, batareya dəsti açma açarı çölə baxaraq yuvanın arxa cibinə daxil olmalıdır. Bu, robotun açılmasını və söndürülməsini təmin edir.

Addım 5: Dəstək lövhəsinin bərkidilməsi

Sonrakı, Sweepy -nin "beynini" qorumağın vaxtı gəldi. Dörd vida və qoz -fındıq (M3) istifadə edərək, UNO R3 Nəzarət Lövhəsini və Prototip Genişləndirmə Modulunu dəstək lövhəsinin üstünə quraşdırın. Bu, mənzilin ikinci mərtəbəsi kimi çıxış edəcək. Bundan əvvəl Arduino IDE kodu artıq lövhəyə yüklənməli və işə hazır olmalıdır.

Düzgün hündürlüyü təmin etmək üçün dəstək lövhəsini 3D çap korpusuna birləşdirilmiş üç çıxıntıya söykənənə qədər yuxarıdan korpusa sürüşdürün. Bu plitəni hər iki ucundakı deliklərdən iki vida (M3) ilə bağlayın.

Telləri əsas lövhədəki komponentlərdən yuxarı və dəstək lövhəsinin deliklərindən keçirin. LCD ekran və servo motor telləri ön çuxurdan, DC mühərrik telləri isə yan deliklərdən keçməlidir. Batareya paketinin telləri istədiyiniz kimi hər iki çuxurdan keçə bilər.

Addım 6: Son Elektron Komponentlərin Qurulması

İsti yapışqan istifadə edərək, iki ultrasəs sensoru tətiklə və deşiklərdən və ya "gözlərdən" uzanan yankı modulları ilə korpusun ön hissəsinə yapışdırın. Dəstək lövhəsindəki çuxurda göstərildiyi kimi, bir sensordakı sancaqlar yuxarıya, digəri isə aşağıya baxmalıdır. Bu, siqnal göndərərkən və qəbul edərkən yankı və tətik modullarının korpusda simmetrik olmasını təmin etmək üçündür.

Nəhayət, səs sensorunun arxasına isti yapışqan çəkin və korpusun iç tərəfindəki yuvaya yapışdırın. Mikrofonun üst hissəsi korpus kənarının üstü ilə eyni səviyyədə oturmalıdır ki, Sweepy qapağı taxılsın. Mikrofon, sonradan görəcəyiniz kimi başlıqdakı çuxura uyğunlaşacaq.

Addım 7: Tellər, Tellər və Daha Çox Tellər

Növbəti addım, süpürgənin yaxşı və xoşbəxt olduğundan əmin olmağın ən çətin, lakin ən vacib hissəsidir: sxem. Təlimat olaraq bu Təlimatların üst hissəsindəki Fritzing diaqramından istifadə edərək komponentlərdən bütün telləri Prototip Genişləndirmə Moduluna bağlayın.

Güc kabelini taxtaya bağlamadan əvvəl batareya paketindəki açarın söndürüldüyündən əmin olun. Kod artıq lövhəyə yüklənməli olduğu üçün, Sweepy təmizlik həyəcanını saxlaya bilməyəcək və hələ də tellər üzərində işləyərkən belə, enerji aldığı anda işə başlaya bilməz.

Hər bir telin girişinə və çıxışına xüsusi diqqət yetirin. Yol boyunca onu izləmək üçün telin rəngindən istifadə etməyə kömək edir.

Addım 8: Hərəkətli hissələri əlavə edin

İndi Sweepy -nin arxa təkəri və süpürgə fırçasının vaxtıdır.

Arxa təkər, ətrafında sərbəst dönə bilən bir təkər olmalıdır. Hündürlüyü yuxarıdan aşağıya doğru təxminən 6.4 sm olmalıdır, lakin fırçanın nə qədər aşağıya doğru hərəkət etməsini istədiyinizə görə tolerantlıq səxavətli ola bilər. Bunu dəstəkləyici lövhənin altına, alt lövhədəki çuxurdan yapışdırın.

Süpürgə fırçası da dözümlülük baxımından səxavətlidir, lakin tutacaq yerdən təxminən 1,2 sm aralıda yerləşməlidir. Sapı arxaya və dördüncü tərəfə sürüşərkən gövdəyə dəyməməsi üçün təxminən 10 sm uzunluğunda olmalıdır. Bunu yapışqan ilə servo mühərrikə daxil olan ağ qollu əlavəyə bağlayın.

Addım 9: Hamısını bağlayın

Öz süpürgənizi tamamlamaq üçün onun qapağını düzəltməlisiniz. Qapaq ağzını qapaq boşqabının altına yapışdırın. Deliyin səs sensoru mikrofonu ilə hizalandığından əmin olun. Nəhayət, qapağı Sweepy -nin üstünə yapışdırın, ön kənarları korpusun ön tərəfi ilə hizalayın.

Gücü arxadan yandırın və Sweepy'nin studiyanı hər kəs üçün daha təmiz bir yer halına gətirmək xəyallarını həyata keçirməsini izləyin.

Addım 10: Nəticələr və əks etdirmə

Geniş dizayn planlaşdırmasına baxmayaraq, səhvlər olur, amma heç bir problem yoxdur: hamısı öyrənmə prosesinin bir hissəsidir. Və bizim üçün hər şey fərqli deyildi.

Ən böyük çətinliklərimizdən biri, Sweepy -nin mənzilini bütün zəruri komponentləri əhatə edəcək şəkildə dizayn etmək idi. Bu, bütün komponentlərin ölçülərini diqqətlə ölçmək, tel yollarını planlaşdırmaq, struktur bütövlüyünü təmin etmək və s. Nəzərdə tuturdu. 3D çap və lazerlə Sweepy korpusunun iki təkrarını kəsdik, ikincisi, birincidən öyrəndiklərimizə əsaslanan son versiya. təkrarlama.

Qarşılaşdığımız böyük bir maneə ultrasəs sensorunun məhdud imkanlarıdır: kifayət qədər geniş bir sahəni əhatə etmirdi və Sweepy bucaqla yaxınlaşanda bəzən divara vururdu. Təsir sahəsini təsirli bir şəkildə artırmaq üçün ikinci bir ultrasəs sensoru ilə həll edildi.

Dönüşü idarə etmək üçün əvvəlcə bir servo motoru da seçdik, amma ümid etdiyimiz qədər təsirli və quruluş baxımından sağlam deyildi. Nəticədə arxa təkəri sərbəst təkər çarxı ilə əvəz etdik və diferensial dönmə yolu ilə iki sürücü təkərinə dönmək məsuliyyətini öz üzərimizə götürdük (bir təkər digərinə nisbətən daha yavaş hərəkət edərək simulyasiyanı simulyasiya edirdi). Bu, kodda böyük dəyişikliklər etmək demək olsa da, ümumi dizaynımızı səmərəli şəkildə sadələşdirərək, daha az bir servo motoru tənlikdən çıxardı.

‏‏‎ ‎

Gələcək təkrarlamalar

Təkmilləşdirmək üçün həmişə yer var. Gələcəkdə, layihəmiz üçün bir dizayn dəyişikliyi, Sweepy -nin saxlanılması və daxili cihazların əlçatanlığıdır. Çox uğursuz olan komponentləri söndürmək üçün Sweepy -ni ayırmamızı tələb edən motor arızaları və boşalmış batareyalar da daxil olmaqla bir çox problemlə qarşılaşdıq. Gələcəkdə, batareya kimi komponentlərinə daxil olmağı təmin edəcək işlək açılışlı bir mənzil dizayn edəcəyik.

Xüsusilə dik bir açı ilə yaxınlaşanda ultrasəs sensorunun bəzən etibarsız olduğunu gördüyümüz üçün Sweepy -nin səthə çırpıldığını anlamaq üçün ön tərəfdəki bir təzyiq sensoru istifadə etməyi də düşünürük. Mexanik bir sensora sahib olaraq, Sweepy nə vaxt və nə vaxt dönməyəcəyinizə qərar verməkdə daha ardıcıl olardı.

Sweepy kiçik otaqlarda yaxşı işləsə də, daha geniş yerlərdə daha az təsirli ola bilər. Bunun səbəbi, Sweepy -nin yalnız qarşısında bir səth algıladığı zaman dönmək üçün proqramlaşdırılmış olmasıdır, əks halda yer yox olana qədər düz bir xəttdə davam edəcəkdir. Gələcəkdə, Sweepy üçün müəyyən bir təmizləmə yolunu əvvəlcədən proqramlaşdırmağa dəyər ola bilər, buna görə də əbədi olaraq gəzmək əvəzinə bir sərhəddə qalır.

‏‏‎ ‎

İstinadlar və Kreditlər

Bu layihə, UofT -də Daniels Memarlıq, Landşaft və Dizayn fakültəsində Fiziki Hesablama kursunun (ARC385) bir hissəsi olaraq yaradılmışdır.

‏‏‎ ‎

Komanda üzvləri

• Evan Guan
• Terence Lo
• Wilson Yang

‏‏‎ ‎

İlhamlanaraq

• Roomba Robot Tozsoran
• Wipy: Həddən artıq motivasiya edilmiş ağ taxta təmizləyicisi
• Studiya məkanının qarışıq şərtləri