PIC -basert LF og unngå robot: 16 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Introduksjon

I denne instruksen vil du lære å lage en lett følge og unngå robot. Min inspirasjon kommer fra roboter som etterligner vanlig menneskelig atferd, for eksempel vil du ikke bare gå inn i en vegg uten grunn. Hjernen din kommuniserer med musklene/ organene og stopper deg umiddelbart. Hjernen din fungerer veldig på samme måte som en grunnleggende mikrokontroller som mottar innganger og behandler dem til utganger, i dette tilfellet er hjernen din avhengig av øynene dine for informasjon. Samtidig er det akseptabelt å gå inn i en vegg når man er blind. Hjernen din mottar ingen innspill fra øynene dine og kan ikke se veggen. Denne roboten vil ikke bare være et komplett bygg på slutten, men en kul læringsopplevelse om grunnleggende elektroniske komponenter, DIY og designferdigheter for å lage noe, og jeg vet at du kommer til å like det. Jeg vet at det er mye lettere og konvensjonelle metoder der du ikke trenger å bygge kretser selv og bruke grunnleggende moduler for å oppnå det samme resultatet, men jeg tok en mer annerledes tilnærming, dessuten hvis du er en DIY -mutter som meg og ønsker å lær noe nytt dette er det perfekte prosjektet for deg! Denne roboten vil følge lyset, og når en føler berører veggen, vil den snu og snu, så dette er de grunnleggende funksjonene for denne roboten. Håper du liker prosjektet mitt!

Trinn 1: Liste over materialer

Elektronikken

Motstander

· 10K motstand, ¼ watt (x20)

· 2.2K motstand, ¼ watt (x10)

· 4,7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· 1K motstand, ¼ watt (x10)

· 220 ohm motstand, ¼ watt (x4)

· 22K motstand ¼ watt (x10)

Kondensatorer

· 10 pf keramikk (x5)

· 2200uf elektrolytisk, 25V (x2)

· 10nf keramikk (x4)

Halvledere

· BD 139 NPN effekttransistor (x4)

· BD 140 PNP effekttransistor (x4)

· BC 327 PNP -transistor (x4)

· LM350 spenningsregulatorer (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· PIC16F628A mikrokontroller (x1)

· LED 5 mm (ditt valg av farge) (x3)

Maskinvare

· Kryssfinerplater

· 5 mm x 60 mm avstandsmutter (x4)

· 5 mm x 20 mm bolt (x8)

· Girmotorer 12V 500mA (x2)

· 60 mm skumhjul (x2)

· Kvinne lyng (jumper) kontakter (x50)

· 12V, 7,2Ah Gate motorbatteri (valgfritt, mindre batteri kan brukes, men sørg for at det er 12V).

· 2 mm ledning (10 m)

· Mannlig lyng (jumper) kontaktpinner (x50)

· 3 mm varmekrympeslange (2 m)

Trinn 2: Byggekretser

Å bygge kretsene er ganske rett frem, dette er en flott læringsopplevelse for de som aldri har gjort det før og god praksis for de som har. Du kan alltid prøve en annen metode, men jeg foretrekker å bruke Veroboard fordi det er lettere med sporene som går over for lodding. Jeg anbefaler før du bygger den faktiske kretsen for å lage en modell på brødbrettet og å designe Veroboard -oppsettet for kretsen din på papir, dette høres ut som mye arbeid nå, men det vil lønne seg når du bygger kretsene dine (spesielt for referansepunktene).

Bygger H-broer

H-broen er en krets som er ansvarlig for drivingen av motorene dine som mottar signal fra mikrokontrolleren og enten stopper eller reverserer motorene (dette er en modifisert H-bro med 4011 som fungerer som beskyttelseskretser og legger til flere kontrollfunksjoner). Nedenfor er bilder av kretsdiagrammet, Vera-bordoppsettet og den siste kretsen (Husk å bygge 2 H-broer, en for hver motor).

Trinn 3: Bygg LDR -kretser

LDR-kretsene fungerer som øyne til roboten som registrerer tilstedeværelsen av lys og sender et spenningssignal til PIC-mikrokontrolleren for å forsterke spenningssignalet for PIC I brukte en 741 driftsforsterker. Husk å bygge to kretser, en for hvert øye på roboten.

Trinn 4: Bygg PIC -støttekrets

Dette er kretsen som er hjernen til roboten.

Trinn 5: Bygg spenningsreguleringskretser

Hovedspenningstilførselen som kommer inn i roboten vil være 12V, dette betyr at det må være en spenningsregulator på H-brokretsene fordi de fungerer på 9V og på PIC- og LDR-kretsene som begge fungerer på 5V. Spenningen må også være stabil for ikke å skade komponenter, disse kretsene vil regulere spenningen, husk å bygge 2 kretser. (Alle bildene er nedenfor). Etter at du har fullført kretsene, sett dem til riktig spenning ved å dreie VR og måle med flere meter. Husk at LDR- og PIC -kretser trenger +5V. Og H-Bridges trenger +9V.

Trinn 6: Legge til pins til krets

Nå som du har bygget kretsene dine, er det på tide å lodde på toppnålene. En annen metode er å lodde wire rett til brettet, men jeg finner ut at trådbrudd er mer vanlig da. For å finne ut hvor pinnene skal loddes se på Veroboard -oppsettet for hver krets, i tastene under kretsdesignet finner du symbolene for toppnålene, og så bare se på kretsdesignet, telle hullene på brettet for å følge layout og deretter bare lodde pinnen. (Symbolet du må se etter vil bli gitt i et bilde.) Husk å velge riktig oppsett for riktig krets.

Trinn 7: Bryte spor av Veroboard

Kretsene dine er nesten ferdige; det viktigste som gjenstår å gjøre nå er å bryte sporene på Veroboard. Følg igjen det samme prinsippet ved å bruke tastene på hver krets for å bestemme hvor du skal bryte sporene, sørg for at du bryter sporene hele veien. Jeg brukte en håndverkskniv (hobby). (Et bilde av nøkkelen og et eksempel på et sporbrudd vil bli gitt).

Trinn 8: Koding av PIC

Nå som du har fullført kretsene kan du begynne å gjøre hoveddelen av roboten, koding av PIC, koding av PIC er rett frem, koden ble skrevet i MPLab X, kildekoden og fastvarefilen (.hex) er gitt i zip -pakken. For å blinke fastvaren til PIC -kontrolleren kan du bruke hvilken som helst programmerer som er tilgjengelig.

Trinn 9: Sett inn mikrochips

Nå som du har fullført det meste av arbeidet med kretser, er det på tide å sette inn mikrochipsene. Dette er en ganske enkel oppgave, men det er fortsatt vanskelig, de fleste av dine mikrochips kommer i rare svamper når du kjøper dem fra butikken, du kan lure på hvorfor, men sjetongene er statiske følsomme, noe som betyr at du ikke kan røre dem med hendene med mindre du har på seg et statisk bånd. Dette inkluderer 4011 og PIC, så vær forsiktig og ikke rør pinnene på disse mikrobrikkene, ellers vil du skade dem. (Sørg for at du setter inn brikken på riktig side, et eksempel vil bli gitt).

Trinn 10: Testkretser

Kretsene dine er nå ferdige; det er på tide å teste dem! For å teste kretsene dine trenger du et multimeter (et multimeter er en enhet som måler forskjeller i spenning, strøm og motstand), heldigvis har det moderne multimeteret noen flere funksjoner. Først av alt må du gjøre en grunnleggende visuell inspeksjon av kretsen, se etter eventuelle sprekker, ledningsbrudd og frakoblinger. Etter at du er glad for at det er viktig å sjekke alle polaritetene i kretsen, for eksempel: transistorene dine skal være på riktig måte og mikrochipsene dine må settes inn riktig. Etter det er det på tide å sjekke undersiden av kretskortet, se etter eventuelle shorts mellom sporene visuelt, og så bare ta en håndverkskniv og skjær den inn mellom metallsporene på brettet for å være sikker. Den siste tingen du må passe på er pausene dine. Gjør en visuell inspeksjon av hver pause i kretsen din for å sikre at sporet er ødelagt hele veien. For å sjekke riktig må du justere multimeterinnstillingene til kontinuitet (et bilde vil bli gitt nedenfor) og sette den ene ledningen på den ene siden av Brocken -sporet og den andre ledningen til den andre siden, hvis multimeteret piper, er pausen din feil og du må gjøre det på nytt. Jeg anbefaler å teste hver krets individuelt for ikke å bli forvirret. (Løs alle feilene dine før du gjør neste trinn). Husk å kjøre kretsene med riktig spenningsregulering:

· H-broer: 9V

· LDR + PIC: 5V

Trinn 11: Montering av robotkropp

Nå som kretsarbeidet er gjort, er det på tide å gjøre noen DIY, nå skal vi sette sammen den øverste delen av roboten. Den øverste delen består i utgangspunktet av alle kretser og sensorer. Først av alt må du bore hull i kryssfinerplaten for avstandsmutrene og skruene, bore den ene centimeteren fra siden på hvert hjørne (det er egentlig ikke viktig hvor du velger å bore hullene så lenge strukturen er stabil og det tilsvarer til hullene som er boret på bunnplaten). Nå er det litt mer boring å gjøre … Hvis du velger å montere brettet på avstandsmuttere må du bore hakker for dem (se diameteren på mutteren din og velge borekronen tilsvarende), må du også bore hull i krets, vær forsiktig når du gjør det for ikke å skade brettet og velg hvor du vil at hullene skal være i henhold til utformingen av kretskortet (for ikke å skade spor). En annen enklere metode er å bare lime platene på kryssfiner (når du gjør det, prøv å holde deg til oppsettet mitt, H-broer montert på baksiden etc.)

Trinn 12: Montering av robotkropp (del 2)

Nå som du har montert den øvre delen, er det på tide å sette sammen den nedre delen. Bunnen vil inneholde alle spenningsregulatorer, drivmotorer og kondensatorer. Det første trinnet ditt er å montere motorene på kryssfinerplaten. Jeg foretrekker to grunnleggende måter å montere motorer på, enten monterer du dem midt på kryssfinerplaten eller på den ene siden du ønsker. Hvis du velger å montere motorer på siden, må du huske å kjøpe et front svinghjul for å hjelpe roboten til å balansere og manøvrere det selv. Husk å gjøre noen grunnleggende målinger og kontroller før du monterer motorene på riktig måte. Jeg anbefaler å montere motoren med glidelåser, som er billig og lett å fullføre. Først limer du motoren i henhold til ønsket måling og borer deretter to hull på to sider av motoren i kryssfiner og bare bruk glidelås for å holde den (husk å stram glidelåsen ordentlig). Det vil være enkelt å sette på regulatorer og kondensatorer (improvisere med plassen du har på kryssfiner) og montere dem på avstandsmutter eller varm lim (jeg anbefaler liming av kondensatorene). Til slutt borer du hull for montering av det øverste brettet på (bruk de samme målingene som du gjorde på den øverste delen), jeg anbefaler å bore mindre hull og trykke på å montere avstandsmutrene.

Trinn 13: Kabling

Nå som du har loddet, kontrollert og montert kretsene dine, er det på tide å koble det hele sammen. Det grunnleggende i ledningene er at alle kretsene til slutt vil bli koblet til PIC som vil behandle og sende informasjon, husk at ledningene dine er veldig viktige, og du må sørge for at alt er riktig. Ok, nå for hvordan du kabler, nå får du hvorfor jeg valgte å gå med lyngnålsmetoden fordi det gjør det lettere. Hvis du har en hunkabel, kan du raskt koble brettene sammen, hvis ikke kan du bare lodde normal ledning på lyngpinnen (hoppere er bedre fordi hvis du har feil pinner trenger du ikke å lodde på nytt). Et koblingsskjema vil bli gitt på bildet.

Trinn 14: Feste og koble følere

Roboten din vil bruke to følere til å føle veggen foran den. Å feste følerne er ganske enkelt, og det er i utgangspunktet to mikrobrytere som fungerer som venstre og høyre føler. Varm lim dem på forsiden av det andre brettet. Kretsdiagrammet for tilkoblingene vil bli gitt nedenfor. (Husk å finne ut mikrobryterpinner f.eks. COM).

Trinn 15: Testing av robot

Ok, dette er det spennende øyeblikket du har ventet på, for endelig å fyre opp roboten din for første gang !! Ikke bli for spent nå fungerer dette aldri første gangen, hvis det er DET ER DU EN HELDIG BYGGER !! Ikke bli skuffet hvis det ikke fungerer, ikke bekymre deg, det kommer definitivt snart. Nedenfor har jeg laget en liste over alle mulige problemer du kan møte og hvordan du løser dem.

· Det hele gjør ikke noe. Kontroller strømforsyningskretsene og tilkoblingene til kortets strømstift. Se også etter polaritetsproblemer.

· Motorer som svinger i motsatte retninger. Bytt en motorpolaritet, den skal sende den til å snu den andre veien, kan også være et programmeringsproblem.

· Noe begynner å røyke, eller du føler at noe er veldig varmt. KORTSLUTNING!! Slå av umiddelbart for å unngå skade. Kontroller alle mulige kretser inkludert ledningstilkoblinger.

· Motorer snur veldig sakte. Øk strømmen til roboten. Eller mulig mangel på H-bro.

· Roboten registrerer ikke riktig lys. Juster VR på LDR -kretser, kan være et programmeringsproblem.

· Roboten oppfører seg uvanlig og gjør rare ting. Programmering! Dobbeltsjekk programmeringskoden.

· Roboten føler ikke veggen. Kontroller tilkoblingene på mikrobrytere.

Så dette er problemene som skjedde med roboten min. Hvis du har et uvanlig problem, kan du gjerne endre eller endre designene mine til det bedre. Husk at vi alle lærer, og det er ikke noe som heter perfekt.

Trinn 16: Prøve og feil

Hvis du etter mange timers forsøk, ikke sjekker og tester roboten din fortsatt virker, ikke kast den mot veggen eller riv den fra hverandre og løs håpet. Prøv å gå ute bare få litt frisk luft eller bare sove på den, jeg har hatt mange slike øyeblikk, og vet du hvorfor? Elektronikk er en hard hobby, en komponent mislykkes- alt mislykkes. Ikke glem å dele det opp i seksjoner mens du tester, og ha alltid et åpent sinn med design og layout. Vær fri og kreativ og aldri gi opp !!! Hvis du likte prosjektet mitt, vær så snill å stemme meg i make it move -konkurransen, håper dere liker det!