PIC Tabanlı LF ve Kaçınan Robot: 16 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Tanıtım

Bu talimatta, hafif takip eden ve robottan kaçınan bir robot yapmayı öğreneceksiniz. İlhamım, ortak insan davranışlarını taklit eden robotlardan geliyor, örneğin sebepsiz yere bir duvara girmeyeceksiniz. Beyniniz kaslarınızla/organlarınızla iletişim kurar ve sizi hemen durdurur. Beyniniz, girdileri alan ve bunları çıktılara işleyen temel bir mikro denetleyiciye çok benzer şekilde çalışır, bu durumda beyniniz bilgi için gözlerinize güvenir. Aynı zamanda körken duvara girmek de kabul edilebilir. Beyniniz gözlerinizden hiçbir girdi almaz ve duvarı göremez. Bu robot sadece sonunda eksiksiz bir yapı olmakla kalmayacak, aynı zamanda temel elektronik bileşenler, kendin yap ve bir şeyler yaratmak için tasarım becerileri hakkında harika bir öğrenme deneyimi olacak ve bundan zevk alacağınızı biliyorum. Aynı sonucu elde etmek için devreleri kendiniz kurmak ve temel modülleri kullanmak zorunda olmadığınız çok daha kolay ve geleneksel yöntemler olduğunu biliyorum, ancak benim gibi bir DIY manyağıysanız ve arıyorsanız, daha farklı bir yaklaşım benimsedim. yeni bir şeyler öğrenin bu sizin için mükemmel bir proje! Bu robot ışığı takip edecek ve bir duyarga duvara dokunduğunda ters dönecek ve dönecektir, bu yüzden bu robotun temel işlevleri bunlardır. Umarım beni beğenirsiniz proje!

Adım 1: Malzeme Listesi

elektronik

dirençler

· 10K direnç, ¼ watt (x20)

· 2.2K direnç, ¼ watt (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K direnç, ¼ watt (x10)

· 220 ohm direnç, ¼ watt (x4)

· 22K direnç ¼ watt (x10)

kapasitörler

· 10pf seramik (x5)

· 2200uf elektrolitik, 25V (x2)

· 10nf seramik (x4)

yarı iletkenler

· BD 139 NPN güç transistörü (x4)

· BD 140 PNP güç transistörü (x4)

· BC 327 PNP transistör (x4)

· LM350 voltaj regülatörleri (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Dörtlü NAND (x2)

· PIC16F628A mikrodenetleyici (x1)

· LED 5mm (seçtiğiniz renk) (x3)

Donanım

· Kontrplak levha levhalar

· 5mm x 60mm ara somunu (x4)

· 5mm x 20mm cıvata (x8)

· Dişli motorlar 12V 500mA (x2)

· 60mm köpük tekerlekler (x2)

· Dişi funda (jumper) konnektörler (x50)

· 12V, 7.2Ah Gate motor aküsü (isteğe bağlı, daha küçük akü kullanılabilir ancak 12V olduğundan emin olun).

· 2mm tel (10m)

· Erkek funda (jumper) konnektör pimleri (x50)

· 3 mm ısıyla daralan makaron (2m)

Adım 2: Devreler Oluşturma

Devreleri kurmak oldukça basittir, bu daha önce hiç yapmamış olanlar için harika bir öğrenme deneyimi ve yapmış olanlar için iyi bir uygulamadır. Her zaman farklı bir yöntem deneyebilirsiniz, ancak Veroboard kullanmayı tercih ediyorum çünkü lehimleme için geçen raylar daha kolay. Asıl devreyi oluşturmadan önce breadboard üzerinde bir model yapmak ve devreniz için Veroboard düzeninizi kağıt üzerinde tasarlamanızı öneririm, bu şimdi çok fazla iş gibi geliyor ancak devrelerinizi kurarken (özellikle referans noktaları için) işe yarayacak.).

H-Köprüleri İnşa Etmek

H-Bridge, mikro denetleyiciden sinyal alan ve motorları durduran veya tersine çeviren motorlarınızın sürülmesinden sorumlu olan bir devredir (bu, koruma devresi görevi gören ve daha fazlasını ekleyen 4011 ile değiştirilmiş bir H-Bridge'dir). kontrol özellikleri). Aşağıda devre şeması, Vera kartı düzeni ve son devrenin görüntüleri bulunmaktadır (Her motor için bir tane olmak üzere 2 H-Köprü kurmayı unutmayın).

Adım 3: LDR Devreleri Oluşturma

LDR devreleri, bir 741 operasyonel amper kullanılan PIC I için voltaj sinyalini yükseltmek için ışığın varlığını algılayan ve PIC mikro denetleyicisine bir voltaj sinyali gönderen robota göz görevi görür. Robotun her gözü için bir tane olmak üzere 2 devre oluşturmayı unutmayın.

Adım 4: PIC Destekleme Devresi Oluşturma

Robotun beyni olan devre budur.

Adım 5: Voltaj Düzenleme Devreleri Oluşturma

Robota gelen ana voltaj beslemesi 12V olacaktır yani H-Bridge devrelerinde 9V ile çalıştığı için ve her ikisi de 5V ile çalışan PIC ve LDR devrelerinde voltaj regülatörü olması gerekmektedir. Bileşenlere zarar vermemek için voltaj da kararlı olmalıdır, bu devreler voltajı düzenler, 2 devre kurmayı unutmayın. (Tüm görseller aşağıdadır). Devreleri tamamladıktan sonra, VR'yi çevirerek ve multimetre kullanarak ölçüm yaparak devreleri doğru voltaja ayarlayın. LDR ve PIC devrelerinin +5V'a ihtiyacı olduğunu unutmayın. Ve H-Köprüler +9V'a ihtiyaç duyar.

Adım 6: Devreye Pin Ekleme

Artık devrelerinizi kurduğunuza göre, başlık pinlerine lehimleme zamanı. Başka bir yöntem de teli doğrudan tahtaya lehimlemektir, ancak tel kopmalarının o zaman daha yaygın olduğunu görüyorum. Her devrenin Veroboard düzeninde pinlerin nereye lehimleneceğini belirlemek için, devre tasarımının altındaki tuşlarda başlık pinlerinin sembollerini bulacaksınız ve ardından devre tasarımınıza bakın, takip etmek için tahtadaki deliklerinizi sayın. düzen ve sonra sadece pimi lehimleyin. (Aramanız gereken sembol bir resimde verilecektir). Doğru devre için doğru düzeni seçmeyi unutmayınız.

Adım 7: Veroboard'un İzlerini Kırmak

Devreleriniz neredeyse bitti; Şimdi yapılacak en önemli şey Veroboard'daki izleri kırmak. Yine aynı prensibi takip ederek her devredeki tuşları kullanarak izlerin nerede kırılacağını belirleyin, izleri sonuna kadar kırdığınızdan emin olun, maket (hobi) bıçağı kullandım. (Anahtarın bir görüntüsü ve bir parça sonu örneği sağlanacaktır).

Adım 8: PIC'yi Kodlamak

Artık devrelerinizi tamamladığınıza göre robotun ana kısmını yapmaya başlayabilirsiniz, PIC kodlaması, PIC kodlaması yalındır, kod MPLab X'te yazılmıştır, kaynak kodu ve firmware dosyası (.hex) içinde verilmiştir. zip paketi. Bellenimi PIC denetleyicisine yüklemek için mevcut herhangi bir programlayıcıyı kullanabilirsiniz.

Adım 9: Mikroçiplerin Yerleştirilmesi

Artık devrelerle çalışmanızın çoğunu tamamladığınıza göre, sıra son şey olan mikroçipleri yerleştirmeye geldi. Bu oldukça kolay bir iştir ama yine de zor, mikroçiplerinizin çoğu mağazadan satın aldığınızda tuhaf süngerler içinde gelir, nedenini merak edebilirsiniz ancak çipler statik duyarlıdır, yani siz onları ellerinizle dokunduramazsınız. statik bir bant takıyorlar. Buna 4011'ler ve PIC dahildir, bu yüzden dikkatli olun ve bu mikroçiplerin pimlerine dokunmayın, aksi takdirde onlara zarar verirsiniz. (Çipi doğru tarafa taktığınızdan emin olun, bir örnek verilecektir).

Adım 10: Devreleri Test Etme

Devreleriniz artık tamamlandı; onları test etme zamanı! Devrelerinizi test etmek için bir multimetreye ihtiyacınız olacak (bir multimetre voltaj, akım ve dirençteki farklılıkları ölçen bir cihazdır), neyse ki modern multimetrenin birkaç işlevi daha vardır. Her şeyden önce, herhangi bir çatlak, kablo kopması ve bağlantı kopması olup olmadığını kontrol ederek devrenin temel bir görsel incelemesini yapmanız gerekir. Bundan mutlu olduktan sonra, devredeki tüm kutupları kontrol etmek önemlidir, örneğin: transistörleriniz doğru yönde olmalı ve mikroçipleriniz doğru şekilde yerleştirilmelidir. Bundan sonra, devre kartının alt tarafını kontrol etmenin zamanı geldi, paletler arasında herhangi bir kısa devre olup olmadığını görsel olarak kontrol edin ve sonra sadece bir maket bıçağı alın ve emin olmak için tahtanın metal rayları arasında kesin. Dikkat etmeniz gereken son şey molalarınızdır, pistin sonuna kadar bozulduğundan emin olmak için devrenizdeki her molayı görsel olarak inceleyin. Düzgün bir şekilde kontrol etmek için multimetre ayarınızı sürekliliğe ayarlamanız gerekir (aşağıda bir resim verilecektir) ve bir ucu Brocken yolunun bir tarafına ve diğer ucu diğer tarafa koyun, multimetreniz bip sesi çıkarırsa molanız arızalıdır ve yeniden yapmanız gerekiyor. Kafanızın karışmaması için her devreyi ayrı ayrı test etmenizi öneririm. (Bir sonraki adımı yapmadan önce tüm hatalarınızı düzeltin). Devreleri uygun voltaj regülasyonu ile çalıştırmayı unutmayın:

· H-Köprüler: 9V

· LDR + PIC: 5V

Adım 11: Robot Gövdesini Birleştirme

Devre çalışmanız bittiğine göre, şimdi biraz DIY yapmanın zamanı geldi, şimdi robotun üst kısmını monte edeceğiz. Üst kısım temel olarak tüm devre ve sensörlerden oluşur. Öncelikle kontrplak levhanızda ara somunlar ve vidalar için delikler açmanız, her köşede yandan bir santimetre delmeniz gerekir (yapınız sabit olduğu ve buna karşılık geldiği sürece deliklerinizi nerede açmayı seçtiğiniz gerçekten önemli değildir). alt tahtada açılan deliklere). Şimdi yapılacak biraz daha delme var….. eğer tahtanızı ara somunlara monte etmeyi seçerseniz, onlar için çapalar açmanız gerekir (somununuzun çapına bakın ve buna göre matkap ucunu seçin), ayrıca devre kartına zarar vermemek için bunu yaparken dikkatli olun ve devre kartınızın düzenine göre deliklerin nerede olmasını istediğinizi seçin (raylara zarar vermemek için). Diğer bir kolay yöntem ise levhaları kontrplağa yapıştırmaktır (bunu yaparken benim düzenime, arkaya monte edilmiş H-Köprülere vs. sadık kalmaya çalışın).

Adım 12: Robot Gövdesini Birleştirme (Bölüm 2)

Artık üst parçayı monte ettiğinize göre, alt parçayı monte etme zamanı. Alt kısım tüm voltaj regülatörlerini, tahrik motorlarını ve kapasitörleri barındıracak. İlk adımınız motorları kontrplak levha üzerine monte etmek olacak. Motorları monte etmek için iki temel yolu tercih ediyorum, ya kontrplak panelin ortasına ya da istediğiniz bir tarafa monte edin. Motorları yan tarafa monte etmeyi seçerseniz, robotun kendi kendine düzgün bir şekilde dengelenmesine ve manevra yapmasına yardımcı olmak için bir ön volan satın almayı hatırlamanız gerekir. Motorlarınızı düzgün bir şekilde monte etmeden önce bazı temel ölçüm ve kontrolleri yapmayı unutmayın, ucuz ve tamamlaması kolay olan kablo cırt cırtlı motoru monte etmenizi öneririm, önce motorunuzu istediğiniz ölçülere göre sıcak tutkalla yapıştırın, ardından motorun iki tarafına iki delik açın. motoru kontrplağa yerleştirin ve tutmak için sadece bir fermuar kullanın (fermuarı düzgün şekilde sıkmayı unutmayın). Regülatörleri ve kapasitörleri takmak kolay olacaktır (kontrplak üzerinde sahip olduğunuz boşlukla doğaçlama yapın) ve bunları ara somun yöntemi veya sıcak tutkal kullanarak monte edin (kondansatörleri yapıştırmanızı tavsiye ederim). Son olarak, üst levhayı monte etmek için delikler açın (üst kısımda yaptığınız ölçümlerin aynısını kullanın), daha küçük delikler açmanızı ve ara somunlarını bastırarak yerleştirmenizi öneririm.

Adım 13: Kablolama

Artık devrelerinizi lehimlediğiniz, kontrol ettiğiniz ve monte ettiğinize göre, her şeyi birbirine bağlamanın zamanı geldi. Kablolamanın temeli, tüm devrelerin eninde sonunda bilgi işleyecek ve gönderecek olan PIC'ye bağlanacağıdır, kablolamanızın çok önemli olduğunu ve her şeyin doğru olduğundan emin olmanız gerektiğini unutmayın. Tamam, şimdi nasıl kablolanacağına gelince, şimdi neden daha kolay hale getirdiği için heather pin yöntemini seçtiğimi anladınız. Dişi jumper kablonuz varsa, panoları hızlı bir şekilde birbirine bağlayabilirsiniz, yoksa sadece normal kabloyu funda pimine lehimleyebilirsiniz (jumper'lar daha iyidir çünkü yanlış pimleriniz varsa yeniden lehimlemeniz gerekmez). Resimde bir bağlantı şeması sağlanacaktır.

Adım 14: Sensörlerin Takılması ve Bağlanması

Robotunuz önündeki duvarı algılamak için iki algılayıcı kullanacaktır. Sensörleri takmak oldukça basittir, temelde iki mikro anahtarı sol ve sağ sensör olarak işlev görür. Onları ikinci tahtanızın önüne sıcak yapıştırın. Bağlantıların devre şeması aşağıda verilecektir. (Mikro anahtar pinlerini bulmayı unutmayın, örn. COM).

Adım 15: Robotu Test Etme

Tamam, bu beklediğiniz heyecan verici an, nihayet robotunuzu ilk kez ateşlemek için!! Şimdi çok heyecanlanma, bu ilk seferde asla işe yaramaz, eğer işe yararsa, ŞANSLI BİR YAPICISINIZ!! Şimdi işe yaramazsa hayal kırıklığına uğramayın, merak etmeyin kesinlikle yakında olacak. Aşağıda, karşılaşabileceğiniz tüm olası sorunlar ve bunları nasıl çözeceğiniz için bir liste hazırladım.

· Her şey hiçbir şey yapmaz. Güç kaynağı devrelerini ve kartın güç pinlerine olan bağlantıları kontrol edin, ayrıca polarite sorunlarını kontrol edin.

· Zıt yönlerde dönen motorlar. Bir motorun polaritesini değiştirin, diğer yöne göndermesi gerekir, ayrıca bir programlama sorunu olabilir.

· Bir şey tütmeye başlar veya bir şeyin çok sıcak olduğunu hissedersiniz. KISA DEVRE!! Hasar görmemesi için hemen kapatın. Kablo bağlantıları dahil tüm olası devreleri kontrol edin.

· Motorlar çok yavaş dönüyor. Robota giden akımı artırın. Veya olası H-Bridge sıkıntısı.

· Robot ışığı düzgün algılamıyor. LDR devrelerinde VR'yi ayarlayın, bir programlama sorunu olabilir.

· Robot olağandışı davranıyor ve tuhaf şeyler yapıyor. Programlama! Programlama kodunu iki kez kontrol edin.

· Robot duvarı algılamıyor. Mikro anahtarlardaki bağlantıları kontrol edin.

Yani bunlar robotumun başına gelen sorunlar, olağandışı bir sorununuz varsa, tasarımlarımı daha iyi hale getirmek için değiştirmekten çekinmeyin, unutmayın hepimiz öğreniyoruz ve mükemmel diye bir şey yok.

Adım 16: Deneme ve Hata

Robotunuzu saatlerce denedikten, kontrol ettikten ve test ettikten sonra hala çalışmıyorsa, onu duvara atmayın veya parçalara ayırmayın ve umudunuzu yitirmeyin. Dışarı çıkıp biraz temiz hava almayı deneyin ya da sadece üzerinde uyuyun, bunun gibi birçok anım oldu ve nedenini biliyor musunuz? Elektronik zor bir hobidir, bir bileşen başarısız olur - her şey başarısız olur. Test ederken bölümlere ayırmayı unutmayın ve tasarım ve düzen konusunda her zaman açık fikirli olun. Özgür ve yaratıcı olun ve asla pes etmeyin!!! Projemi beğendiyseniz, lütfen make it move yarışmasında bana oy verin, umarım beğenirsiniz!