Robot Pengejar Api: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam proyek ini, kita akan membuat robot pemadam kebakaran yang mengejar api dan memadamkannya dengan meniupkan udara dari kipas.

Setelah Anda selesai dengan proyek ini, Anda akan mengetahui cara menggunakan sensor api dengan PICO, cara membaca nilai keluarannya dan cara menjalankannya, dan cara menggunakan sensor Darlington dengan motor DC dan cara mengontrolnya. Itu tentu saja disertai dengan robot pemadam kebakaran yang sangat keren.

Perlengkapan

• PICO
• Sensor api
• Motor DC kecil
• Baling-baling Kecil
• Driver motor H-jembatan L298N
• PCA9685 12-bit 16-channel PWM driver
• Kit sasis robot 2WD
• papan tempat memotong roti mini
• Kabel jumper
• Sekrup dan mur

Langkah 1: Menghubungkan Sensor Api ke PICO

Mari kita mulai dengan bagian terpenting dari robot pemadam kebakaran kita, yaitu kemampuan untuk mendeteksi kebakaran saat terjadi. Itulah mengapa kita akan mulai dengan komponen yang bertanggung jawab untuk mendeteksi api, tetapi sebelum kita melakukannya, mari kita merakit kit sasis robot 2WD kita, karena kita akan membuat robot berdasarkan itu.

Kami akan menggunakan 3 sensor api dalam proyek ini dan kami akan membuat robot bergerak secara independen menggunakan pembacaan mereka, kami akan menempatkan sensor ini di sisi tengah, kiri, dan kanan sasis robot. Dan mereka akan ditempatkan sedemikian rupa untuk memiliki kemampuan untuk secara akurat menunjukkan sumber api dan memadamkannya.

Sebelum kita mulai menggunakan sensor api, mari kita bicara tentang cara kerjanya: modul sensor api terutama terbuat dari LED penerima inframerah yang dapat mendeteksi cahaya inframerah yang dipancarkan dari api, dan mengirim data sebagai input digital atau analog, di kasus kita akan menggunakan sensor api yang mengirimkan output digital.

Pin out modul sensor api:

• VCC: positif 5 volt, terhubung dengan pin VCC PICO.
• GND: pin negatif, terhubung dengan pin GND PICO.
• D0: pin output digital, terhubung dengan digital yang diinginkan pada PICO.

Sekarang mari kita hubungkan ke PICO kita untuk menguji kabel dan logika kode kita, untuk memastikan semuanya bekerja dengan benar. Menghubungkan sensor nyala sangat mudah, cukup sambungkan VCC, dan GND sensor masing-masing ke VCC, dan GND PICO, lalu sambungkan pin output sebagai berikut:

• D0 (sensor api kanan) → A0 (PICO)
• D0 (sensor api tengah) → A1 (PICO)
• D0 (sensor api kiri) → A2 (PICO)

Langkah 2: Mengkodekan PICO Dengan Sensor Api

Sekarang setelah sensor api kita terhubung ke PICO, mari kita mulai mengkode sehingga kita tahu sensor api mana yang memiliki nyala api di depannya, dan mana yang tidak.

Logika kode:

• Setel pin A0, A2, dan A3 PICO sebagai pin INPUT
• Baca setiap nilai keluaran sensor
• Cetak setiap nilai keluaran sensor pada monitor serial, sehingga kita dapat mendiagnosis apakah semuanya berfungsi dengan baik atau tidak.

Harap dicatat bahwa sensor kami, memiliki pembacaan rendah "0" ketika mereka merasakan api, dan pembacaan tinggi "1" ketika mereka tidak merasakan api.

Untuk menguji kode Anda, buka monitor serial Anda dan lihat bagaimana perubahannya saat Anda memiliki api di depannya, dibandingkan dengan saat itu terjadi. Gambar terlampir memiliki bacaan untuk tidak memiliki nyala api sama sekali, dan pembacaan satu nyala api di depan sensor tengah.

Langkah 3: Menghubungkan Kipas

Untuk membuat robot pemadam kebakaran efektif, ia harus memiliki kemampuan untuk memadamkan api, dan untuk itu kita akan membuat kipas yang kita bidik ke api dan memadamkannya. Dan kita akan membuat kipas ini dengan menggunakan motor DC kecil dengan baling-baling terpasang di atasnya.

Jadi, mari kita mulai dengan menghubungkan motor DC kita. Motor DC memiliki penarikan arus yang tinggi, sehingga kami tidak dapat langsung menghubungkannya ke PICO kami, karena hanya dapat menawarkan 40 mA per pin GPIO, sedangkan motor membutuhkan 100 mA. Inilah sebabnya mengapa kita harus menggunakan transistor untuk menghubungkannya, dan kita akan menggunakan Transistor TIP122, karena kita dapat menggunakannya untuk menaikkan arus yang disediakan oleh PICO kita ke jumlah yang dibutuhkan oleh motor.

Kami akan menambahkan motor DC kami dan baterai "PLACE HOLDER" eksternal, untuk menyediakan motor dengan daya yang dibutuhkan tanpa merusak PICO kami.

Motor DC harus dihubungkan sebagai berikut:

• Pin dasar (TIP122) → D0 (PICO)
• Pin kolektor (TIP122) → Kabel motor DC "Motor DC tidak memiliki polaritas, jadi tidak masalah kabel mana"
• Pin emitor (TIP122) → GND
• Kabel kosong motor DC → Positif (kabel merah) dari baterai eksternal

Jangan lupa untuk menghubungkan GND baterai dengan GND PICO, karena jika tidak terhubung, rangkaian tidak akan berfungsi sama sekali

Logika kode kipas: kodenya sangat sederhana, kita tinggal memodifikasi kodenya kita sudah harus menyalakan kipas saat pembacaan sensor tengah tinggi, dan mematikan kipas saat pembacaan sensor tengah rendah.

Langkah 4: Menghubungkan Motor Mobil Robot

Sekarang robot kami dapat mendeteksi kebakaran, dan dapat memadamkannya dengan kipas saat api berada tepat di depannya. Saatnya memberi robot kemampuan untuk bergerak dan memposisikan dirinya langsung di depan api, sehingga bisa memadamkannya. Kami sudah menggunakan kit sasis robot 2WD kami, yang dilengkapi dengan DC 2 roda gigi yang akan kami gunakan.

Untuk dapat mengontrol kecepatan dan arah lari motor DC Anda perlu menggunakan driver motor H-bridge L298N, yang merupakan modul driver motor yang memiliki kemampuan untuk mengontrol kecepatan dan arah lari motor, dengan kemampuan untuk memberi makan motor dari sumber daya eksternal.

Driver motor L298N membutuhkan 4 input digital untuk mengontrol arah putaran motor, dan 2 input PWM untuk mengontrol kecepatan putaran motor. Namun sayangnya, PICO hanya memiliki satu pin output PWM yang tidak dapat mengontrol baik arah maupun kecepatan putaran motor. Di sinilah kami menggunakan modul ekspansi pin PCA9685 PWM untuk meningkatkan PWM PICO agar sesuai dengan kebutuhan kami.

Pengkabelan sekarang menjadi sedikit lebih rumit, karena kami menghubungkan 2 motor baru bersama dengan 2 modul untuk mengontrolnya. Tapi, itu tidak akan menjadi masalah jika Anda mengikuti skema dan langkah-langkah yang disediakan:

Mari kita mulai dengan modul PCA9685 PWM:

• Vcc (PCA9685) → Vcc (PICO)
• GND (PCA9685) → GND
• SDA ((PCA9685) → D2 (PICO)
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)

Sekarang, mari kita sambungkan modul driver motor L298N:

Mari kita mulai dengan menghubungkannya ke sumber listrik kita:

• +12 (modul L298N) → Kabel merah positif (baterai)
• GND (modul L298N) → GND

Untuk mengontrol arah putaran motor:

• In1 (modul L298N) → PWM 0 pin (PCA9685)
• In2 (modul L298N) → PWM 1 pin (PCA9685)
• In3 (modul L298N) → PWM 2 pin (PCA9685)
• In4 (modul L298N) → PWM 3 pin (PCA9685)

Untuk mengontrol kecepatan putaran motor:

• enableA (modul L298N) → PWM 4 pin (PCA9685)
• enableB (modul L298N) → PWM 5 pin (PCA9685)

Driver motor L298N dapat menghasilkan +5 volt yang diatur, yang akan kami gunakan untuk menyalakan PICO kami:

+5 (modul L298N) → Vin (PICO)

Jangan sambungkan pin ini jika PICO dinyalakan melalui USB

Sekarang setelah semuanya terhubung, kami akan memprogram robot untuk bergerak sendiri menghadap langsung ke nyala api dan menyalakan kipas angin.

Langkah 5: Menyelesaikan Kode

Sekarang setelah semuanya terhubung dengan benar, sekarang saatnya untuk mengkodekannya agar berfungsi dengan baik. Dan ini adalah hal-hal yang kita ingin kode kita capai:

Jika mendeteksi api lurus ke depan (sensor tengah mendeteksi api), maka robot bergerak ke kanan ke arahnya hingga mencapai jarak yang ditentukan dan menyalakan kipas

Jika mendeteksi api ke sisi kanan robot (sensor kanan mendeteksi api), maka robot berputar hingga api tepat berada di depan robot (sensor tengah), kemudian bergerak ke arahnya hingga mencapai jarak yang ditentukan. dan menyalakan kipas angin

Jika merasakan api ke sisi kiri robot, ia akan melakukan hal yang sama seperti di atas. Tapi, itu akan berbelok ke kiri, bukan ke kanan.

Dan jika tidak merasakan api sama sekali, semua sensor akan mengeluarkan nilai TINGGI, menghentikan robot.

Langkah 6: Anda Selesai

Dalam proyek ini, kita telah mempelajari cara membaca keluaran sensor dan mengambil tindakan yang bergantung padanya, cara menggunakan transistor Darlington dengan motor DC, dan cara mengontrol motor DC. Dan kami menggunakan semua pengetahuan kami untuk membuat robot pemadam kebakaran sebagai aplikasi. Yang cukup keren x)

Jangan ragu untuk mengajukan pertanyaan apa pun yang mungkin Anda miliki di komentar atau di situs web kami mellbell.cc. Dan seperti biasa, teruslah berkarya:)