LF Berbasis PIC dan Robot Penghindar: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

pengantar

Dalam instruksi ini Anda akan belajar membuat robot mengikuti dan menghindari. Inspirasi saya datang dari robot-robot yang meniru perilaku manusia biasa, misalnya Anda tidak akan masuk begitu saja ke tembok tanpa alasan. Otak Anda berkomunikasi dengan otot/organ Anda dan segera akan menghentikan Anda. Otak Anda bekerja sangat mirip dengan mikrokontroler dasar yang menerima input dan memprosesnya menjadi output, dalam hal ini otak Anda bergantung pada mata Anda untuk mendapatkan informasi. Pada saat yang sama dapat diterima untuk berjalan ke dinding ketika seseorang buta. Otak Anda tidak menerima masukan dari mata Anda dan tidak dapat melihat dinding. Robot ini tidak hanya akan menjadi lengkap pada akhirnya, tetapi juga pengalaman belajar yang keren tentang komponen elektronik dasar, DIY, dan keterampilan desain untuk membuat sesuatu, dan saya tahu Anda akan menikmatinya. Saya tahu ada banyak metode yang lebih mudah dan konvensional di mana Anda tidak perlu membangun sirkuit sendiri dan menggunakan modul dasar untuk mencapai hasil yang sama, tetapi saya mengambil pendekatan yang lebih berbeda, selain itu jika Anda adalah orang gila DIY seperti saya dan ingin pelajari sesuatu yang baru ini adalah proyek yang sempurna untuk Anda! Robot ini akan mengikuti cahaya dan ketika feeler menyentuh dinding akan mundur dan berputar, jadi inilah fungsi dasar robot ini. Semoga Anda menikmati proyek saya!

Langkah 1: Daftar Bahan

elektronik

Resistor

· Resistor 10K, watt (x20)

· Resistor 2.2K, watt (x10)

· 4.7K VR (x2)

· 10K VR (x2)

· Resistor 1K, watt (x10)

· Resistor 220 ohm, watt (x4)

· Resistor 22K watt (x10)

Kapasitor

· 10pf keramik (x5)

· Elektrolit 2200uf, 25V (x2)

· Keramik 10nf (x4)

Semikonduktor

· Transistor daya BD 139 NPN (x4)

· Transistor daya BD 140 PNP (x4)

· BC 327 transistor PNP (x4)

· Regulator tegangan LM350 (x2)

· 741 op-amp (x2)

· 4011 Quad NAND (x2)

· Mikrokontroler PIC16F628A (x1)

· LED 5mm (warna pilihan Anda) (x3)

Perangkat keras

· Lembar papan kayu lapis

· mur pengatur jarak 5mm x 60mm (x4)

· Baut 5mm x 20mm (x8)

· Motor diarahkan 12V 500mA (x2)

· Roda busa 60mm (x2)

· Konektor heather (jumper) wanita (x50)

· Baterai motor Gerbang 12V, 7.2Ah (opsional, baterai yang lebih kecil dapat digunakan tetapi pastikan baterainya 12V).

· 2mm kawat (10m)

· Pin konektor heather (jumper) jantan (x50)

· Tabung panas menyusut 3mm (2m)

Langkah 2: Membangun Sirkuit

Membangun sirkuit cukup mudah, ini adalah pengalaman belajar yang luar biasa bagi mereka yang belum pernah melakukannya dan praktik yang baik bagi mereka yang pernah melakukannya. Anda selalu dapat mencoba metode yang berbeda tetapi saya lebih suka menggunakan Veroboard karena lebih mudah dengan trek yang melintasi untuk disolder. Saya sarankan sebelum membangun sirkuit yang sebenarnya untuk membuat model di papan roti dan merancang tata letak Veroboard Anda untuk sirkuit Anda di atas kertas, ini terdengar seperti banyak pekerjaan sekarang tetapi akan terbayar ketika membangun sirkuit Anda (terutama untuk titik referensi).

Membangun H-Bridges

H-Bridge adalah sirkuit yang bertanggung jawab untuk mengemudikan motor Anda yang menerima sinyal dari mikrokontroler dan menghentikan atau membalikkan motor (ini adalah H-Bridge yang dimodifikasi dengan 4011 yang bertindak sebagai sirkuit perlindungan dan menambahkan lebih banyak lagi fitur kontrol). Di bawah ini adalah gambar diagram sirkuit, tata letak papan Vera, dan sirkuit akhir (Ingat untuk membangun 2 H-Bridge, satu untuk setiap motor).

Langkah 3: Membangun Sirkuit LDR

Rangkaian LDR bertindak sebagai mata untuk robot yang merasakan kehadiran cahaya dan mengirimkan sinyal tegangan ke mikrokontroler PIC, untuk memperkuat sinyal tegangan untuk PIC saya menggunakan 741 operasional-amp. Ingatlah untuk membangun 2 sirkuit, satu untuk setiap mata robot.

Langkah 4: Membangun Sirkuit Pendukung PIC

Ini adalah sirkuit yang merupakan otak dari robot.

Langkah 5: Membangun Sirkuit Pengatur Tegangan

Suplai tegangan utama yang masuk ke robot adalah 12V, artinya harus ada pengatur tegangan pada rangkaian H-Bridge karena bekerja pada 9V dan pada rangkaian PIC dan LDR yang sama-sama bekerja pada 5V. Tegangan juga harus stabil agar tidak merusak komponen, rangkaian ini akan mengatur tegangan, ingat untuk membangun 2 rangkaian. (Semua gambar ada di bawah). Setelah Anda menyelesaikan rangkaian, setel ke tegangan yang tepat dengan memutar VR dan mengukur menggunakan multi-meter. Ingat rangkaian LDR dan PIC membutuhkan +5V. Dan H-Bridge membutuhkan +9V.

Langkah 6: Menambahkan Pin ke Sirkuit

Sekarang setelah Anda membangun sirkuit, saatnya untuk menyolder pada pin header. Metode lain adalah menyolder kawat langsung ke papan, tetapi saya menemukan bahwa putusnya kawat lebih sering terjadi. Untuk menentukan tempat menyolder pin lihat pada tata letak Veroboard setiap sirkuit, di tombol di bawah desain sirkuit Anda akan menemukan simbol untuk pin header dan kemudian lihat saja desain sirkuit Anda, hitung lubang Anda di papan untuk mengikuti tata letak dan kemudian hanya menyolder pin. (Simbol yang harus Anda cari akan diberikan dalam gambar). Ingatlah untuk memilih tata letak yang benar untuk sirkuit yang benar.

Langkah 7: Melanggar Trek Veroboard

Sirkuit Anda hampir selesai; hal terpenting yang harus dilakukan sekarang adalah memecahkan jejak di Veroboard. Sekali lagi ikuti prinsip yang sama menggunakan kunci di setiap sirkuit untuk menentukan di mana harus memecahkan trek, pastikan Anda memecahkan trek sepanjang jalan, saya menggunakan pisau kerajinan (hobi). (Gambar kunci dan contoh track break akan disediakan).

Langkah 8: Mengkodekan PIC

Sekarang setelah Anda menyelesaikan sirkuit Anda, Anda dapat mulai melakukan bagian utama robot, pengkodean PIC, pengkodean PIC lurus ke depan, kode ditulis dalam MPLab X, kode sumber dan file firmware (.hex) disediakan di paket zipnya. Untuk mem-flash firmware ke pengontrol PIC, Anda dapat menggunakan programer apa pun yang tersedia.

Langkah 9: Memasukkan Microchip

Sekarang setelah Anda menyelesaikan sebagian besar pekerjaan Anda dengan sirkuit, saatnya untuk hal terakhir, memasukkan microchip. Ini adalah tugas yang cukup mudah tetapi masih rumit, sebagian besar microchip Anda datang dengan spons aneh ketika Anda membelinya dari toko, Anda mungkin bertanya-tanya mengapa tetapi chip sensitif statis yang berarti Anda tidak dapat menyentuhnya dengan tangan Anda kecuali Anda memakai pita statis. Ini termasuk 4011 dan PIC, jadi berhati-hatilah dan jangan sentuh pin microchip ini jika tidak, Anda akan merusaknya. (Pastikan Anda memasukkan chip ke sisi yang benar, sebuah contoh akan diberikan).

Langkah 10: Sirkuit Pengujian

Sirkuit Anda sekarang lengkap; saatnya untuk menguji mereka! Untuk menguji sirkuit Anda, Anda memerlukan multimeter (multimeter adalah perangkat yang mengukur perbedaan tegangan, arus, dan hambatan), untungnya multimeter modern memiliki beberapa fungsi lagi. Pertama-tama Anda harus melakukan inspeksi visual dasar sirkuit, memeriksa apakah ada retakan, putusnya kabel, dan pemutusan. Setelah Anda puas dengan itu, penting untuk memeriksa semua polaritas di sirkuit, misalnya: transistor Anda harus benar dan microchip Anda harus dimasukkan dengan benar. Setelah itu saatnya untuk memeriksa bagian bawah papan sirkuit, periksa apakah ada celana pendek di antara trek secara visual dan kemudian hanya untuk memastikan mengambil pisau kerajinan dan hanya mengirisnya di antara trek logam papan untuk memastikan. Hal terakhir yang harus diwaspadai adalah jeda Anda, lakukan inspeksi visual pada setiap jeda di sirkuit Anda untuk memastikan bahwa lintasan rusak seluruhnya. Untuk memeriksa dengan benar, Anda perlu menyesuaikan pengaturan multimeter Anda ke kontinuitas (gambar akan disediakan di bawah) dan meletakkan satu ujung ke satu sisi trek Brocken dan ujung lainnya ke sisi lain, jika multimeter Anda berbunyi bip, istirahat Anda rusak dan Anda perlu melakukannya kembali. Saya menyarankan untuk menguji setiap sirkuit secara individual agar tidak bingung. (Perbaiki semua kesalahan Anda sebelum melakukan langkah berikutnya). Ingatlah untuk menjalankan sirkuit dengan pengaturan tegangan yang tepat:

· H-Jembatan: 9V

· LDR + PIC: 5V

Langkah 11: Merakit Tubuh Robot

Sekarang setelah pekerjaan sirkuit Anda selesai, saatnya untuk melakukan beberapa DIY, sekarang kita akan merakit bagian atas robot. Bagian atas pada dasarnya terdiri dari semua sirkuit dan sensor. Pertama-tama Anda perlu mengebor lubang di papan kayu lapis Anda untuk mur dan sekrup pengatur jarak, bor satu sentimeter dari sisi di setiap sudut (tidak terlalu penting di mana Anda memilih untuk mengebor lubang Anda selama struktur Anda stabil dan sesuai ke lubang yang dibor di papan bawah). Sekarang ada beberapa pengeboran lagi yang harus dilakukan…..jika Anda memilih untuk memasang papan Anda pada mur spacer, Anda perlu mengebor cangkul untuk mereka (lihat diameter mur Anda dan pilih mata bor yang sesuai), Anda juga perlu mengebor lubang di sirkuit, berhati-hatilah saat melakukannya agar tidak merusak papan dan pilih di mana Anda ingin lubangnya sesuai dengan tata letak papan sirkuit Anda (agar tidak merusak trek). Metode lain yang lebih mudah adalah dengan hanya merekatkan papan ke kayu lapis (saat melakukannya cobalah untuk tetap pada tata letak saya, H-Bridge dipasang di belakang dll.)

Langkah 12: Merakit Badan Robot (bagian 2)

Sekarang Anda telah merakit bagian atas, saatnya untuk merakit bagian bawah. Bagian bawah akan menampung semua regulator tegangan, motor penggerak dan kapasitor. Langkah pertama Anda adalah memasang motor di papan kayu lapis. Saya lebih suka dua cara dasar untuk memasang motor, baik Anda memasangnya di tengah panel kayu lapis atau di satu sisi pilihan Anda. Jika Anda memilih untuk memasang motor di samping, Anda harus ingat untuk membeli roda gila depan untuk membantu keseimbangan robot dan manuvernya sendiri dengan benar. Ingatlah untuk melakukan beberapa pengukuran dan pemeriksaan dasar sebelum memasang motor Anda dengan benar, saya sarankan memasang motor dengan pengikat kabel yang murah dan mudah untuk diselesaikan, pertama lem motor Anda sesuai dengan pengukuran yang Anda inginkan kemudian bor dua lubang di dua sisi motor di kayu lapis dan cukup gunakan dasi zip untuk menahannya (ingat untuk mengencangkan dasi zip Anda dengan benar). Memasang regulator dan kapasitor akan mudah (berimprovisasi dengan ruang yang Anda miliki di kayu lapis) dan memasangnya menggunakan metode mur pengatur jarak atau lem panas, (saya sarankan menempelkan kapasitor). Terakhir, bor lubang untuk memasang papan atas (gunakan ukuran yang sama seperti yang Anda lakukan di bagian atas), saya sarankan untuk mengebor lubang yang lebih kecil dan tekan untuk memasang mur pengatur jarak.

Langkah 13: Pengkabelan

Sekarang setelah Anda menyolder, memeriksa, dan memasang sirkuit, saatnya untuk menghubungkan semuanya. Dasar-dasar pengkabelan adalah bahwa semua sirkuit pada akhirnya akan ditransfer ke PIC yang akan memproses dan mengirim informasi, ingat bahwa pengkabelan Anda sangat penting dan Anda harus memastikan semuanya benar. Oke, sekarang untuk cara memasang kawat, sekarang Anda mengerti mengapa saya memilih metode pin heather karena membuatnya lebih mudah. Jika Anda memiliki kabel jumper betina, Anda dapat dengan cepat menghubungkan papan, jika tidak, Anda dapat menyolder kabel biasa pada pin heather (jumper lebih baik karena jika Anda memiliki pin yang salah, Anda tidak perlu menyolder ulang). Diagram pengkabelan akan disediakan pada gambar.

Langkah 14: Memasang dan Menghubungkan Perasa

Robot Anda akan menggunakan dua antena untuk merasakan dinding di depannya. Memasang antena cukup sederhana, pada dasarnya dua sakelar mikro berfungsi sebagai antena kiri dan kanan. Lem panas di bagian depan papan kedua Anda. Diagram rangkaian koneksi akan diberikan di bawah ini. (Ingatlah untuk mengetahui pin sakelar mikro, mis. COM).

Langkah 15: Menguji Robot

Oke, inilah saat-saat yang ditunggu-tunggu, akhirnya robot Anda bisa menyala untuk pertama kalinya!! Jangan terlalu keluar sekarang ini tidak pernah berhasil pertama kali, jika ya, ANDA ADALAH SATU PEMBANGUN YANG BERUNTUNG!! Sekarang jangan kecewa jika tidak berhasil, jangan khawatir pasti akan segera. Di bawah ini saya telah membuat daftar untuk semua kemungkinan masalah yang mungkin Anda hadapi dan cara mengatasinya.

· Semuanya tidak melakukan apa-apa. Periksa sirkuit catu daya dan koneksi ke pin daya papan, juga periksa masalah polaritas.

· Motor berputar ke arah yang berlawanan. Tukar satu polaritas motor yang seharusnya membuatnya berputar ke arah lain, mungkin juga menjadi masalah pemrograman.

· Sesuatu mulai merokok atau Anda merasa ada sesuatu yang benar-benar panas. SIRKUIT PENDEK!! Matikan segera untuk menghindari kerusakan. Periksa semua kemungkinan sirkuit termasuk koneksi kabel.

· Motor berputar sangat lambat. Tingkatkan arus ke robot. Atau mungkin kekurangan H-Bridge.

· Robot tidak merasakan cahaya dengan benar. Menyesuaikan VR pada sirkuit LDR, bisa menjadi masalah pemrograman.

· Robot berperilaku tidak biasa dan melakukan hal-hal aneh. Pemrograman! Periksa ulang kode pemrograman.

· Robot tidak merasakan dinding. Periksa koneksi pada mikro-switch.

Jadi ini adalah masalah yang terjadi pada robot saya, jika Anda memiliki masalah yang tidak biasa, jangan ragu untuk mengubah atau memodifikasi desain saya menjadi lebih baik, ingat kita semua belajar dan tidak ada yang sempurna.

Langkah 16: Percobaan dan Kesalahan

Jika setelah berjam-jam mencoba, memeriksa dan menguji robot Anda masih tidak berhasil, jangan lemparkan ke dinding atau robek dan putus harapan. Cobalah berjalan-jalan di luar untuk menghirup udara segar atau sekadar tidur, saya sering mengalami momen seperti itu, dan tahukah Anda mengapa? Elektronik adalah salah satu hobi yang sulit, satu komponen gagal - semuanya gagal. Jangan lupa untuk memecahnya menjadi beberapa bagian saat menguji dan selalu berpikiran terbuka dengan desain dan tata letak. Jadilah bebas dan kreatif dan jangan pernah menyerah!!! Jika Anda menyukai proyek saya, silakan pilih saya dalam kontes make it move, semoga kalian menikmatinya!