SKARA- Robot Pembersih Kolam Renang Manual Autonomous Plus: 17 Langkah (dengan Gambar)

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

• Waktu adalah uang dan tenaga kerja manual itu mahal. Dengan munculnya dan kemajuan dalam teknologi otomatisasi, solusi bebas repot perlu dikembangkan bagi pemilik rumah, masyarakat, dan klub untuk membersihkan kolam dari puing-puing dan kotoran kehidupan sehari-hari, untuk menjaga kebersihan pribadi mereka serta mempertahankan standar hidup tertentu.
• Mengatasi dilema ini secara langsung, saya mengembangkan mesin pembersih permukaan kolam otomatis cum manual. Dengan mekanismenya yang sederhana namun inovatif, biarkan di kolam yang kotor semalaman dan bangun untuk membersihkan dan membersihkannya dari noda.
• Otomaton memiliki dua mode fungsi, satu otonom yang dapat dihidupkan dengan membalik tombol di telepon dan dibiarkan tanpa pengawasan untuk melakukan tugasnya dan mode manual lainnya untuk mendapatkan potongan-potongan tertentu dari ranting dan daun ketika waktu sangat penting.. Dalam mode manual, Anda dapat menggunakan akselerometer di ponsel Anda untuk mengontrol pergerakan robot seperti bermain game balap di ponsel. Aplikasi yang dibuat khusus dibuat dengan menggunakan aplikasi Blynk dan pembacaan akselerometer dikirim ke server utama dan kembali ke seluler kemudian melalui data peralihan hotspot dikirim ke NodeMCU.
• Bahkan saat ini, robot pembersih rumah tangga dipandang sebagai peralatan eksotis atau mainan mewah, jadi untuk mengubah pola pikir ini saya mengembangkannya sendiri. Oleh karena itu dalam proyek ini, tujuan utamanya adalah merancang dan memproduksi pembersih permukaan kolam otonom dengan menggunakan teknologi yang tersedia dan murah untuk menjaga seluruh biaya prototipe tetap efisien dan, oleh karena itu, mayoritas orang dapat membangunnya di rumah mereka seperti saya.

Langkah 1: Mekanisme Kerja

Gerakan dan Koleksi:

• Mekanisme dasar prototipe kami terdiri dari sabuk konveyor yang terus berputar di depan untuk mengumpulkan serpihan dan kotoran.
• Dua motor yang menggerakkan kincir air diperlukan untuk penggerak.

Navigasi:

• Mode manual: Menggunakan data akselerometer Seluler, seseorang dapat mengontrol arah Skara. Karenanya orang tersebut hanya perlu memiringkan ponselnya.
• Mode otonom: Saya telah menerapkan gerakan acak yang melengkapi algoritme penghindaran rintangan untuk membantu robot ketika merasakan kedekatan dengan dinding. Dua sensor ultrasonik digunakan untuk mendeteksi rintangan.

Langkah 2: Model CAD

• Model CAD dilakukan di SolidWorks
• Anda dapat menemukan file cad terlampir dalam instruksi ini

Langkah 3: Komponen

Mekanik:

1. Panel potong laser -2nos
2. Lembaran akrilik tebal 4mm
3. Lembar termokol atau Polystyrene
4. Batang potong bubut
5. Lembaran plastik melengkung (Finish kayu)
6. bagian cetak 3d
7. Sekrup dan Kacang
8. Stensil (cetakan "Skara")
9. Mseal- Epoxy
10. Kain bersih

Peralatan:

• Ampelas
• cat
• Penggiling Sudut
• Mengebor
• Pemotong
• Alat listrik lainnya

Elektronik:

• NodeMCU
• Konektor sekrup: 2pin dan 3pin
• Konverter Buck mini 360
• Sakelar Beralih
• IRF540n- MOSFET
• BC547b- Transistor
• 4.7K resistor
• Kawat Inti Tunggal
• L293d- Pengemudi Motor
• Sensor Ultrasonik - 2nos
• Motor DC 100rpm - 3nos
• Baterai Asam Timbal 12v
• Pengisi baterai
• papan solder
• Kawat Solder
• Batang solder

Langkah 4: Pencetakan 3d

• Pencetakan 3d dilakukan oleh printer rakitan rumah oleh salah satu teman saya
• Anda dapat menemukan 4 file yang harus dicetak 3d

• Bagian dicetak 3d dengan mengubah file CAD 3d menjadi format stl.

• Kincir air memiliki desain intuitif dengan sirip berbentuk airfoil untuk memindahkan air lebih efisien daripada desain tradisional. Ini membantu dalam menarik lebih sedikit beban dari motor serta meningkatkan kecepatan gerak otomat secara nyata.

Langkah 5: Panel Potong Laser dan Batang Bubut

Panel samping:

• Untuk membuat rendering CAD menjadi kenyataan, bahan yang akan dipilih untuk konstruksi prototipe harus dipertimbangkan dengan hati-hati, mengingat bahwa seluruh struktur akan diminta untuk memiliki daya apung positif bersih.
• Struktur utama dapat dilihat pada gambar. Pilihan awal untuk rangka adalah menggunakan seri Aluminium 7 karena bobotnya yang lebih ringan, ketahanan yang lebih baik terhadap korosi, dan kekakuan struktural yang lebih baik. Namun, karena tidak tersedianya bahan di pasar lokal, saya harus membuatnya dengan Baja Ringan.
• Side Frame Cad diubah menjadi format. DXF dan diberikan kepada vendor. Anda dapat menemukan file terlampir dalam instruksi ini.
• Pemotongan laser dilakukan pada LCG3015
• Anda juga bisa memberikan laser cutting di website ini (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

Batang Bubut:

• Batang yang menghubungkan dua panel dan mendukung bin dibuat dengan mesin bubut dari toko fabrikasi lokal.
• Total 4 batang yang dibutuhkan

Langkah 6: Konstruksi Bin

• Bin dibuat dengan menggunakan lembaran akrilik yang dipotong menggunakan alat-alat listrik dengan dimensi mengambil referensi dari gambar CAD.
• Bagian potongan individu dari tempat sampah dirakit dan disatukan menggunakan resin epoksi tahan air kelas industri.
• Seluruh sasis dan komponennya dirakit bersama dengan bantuan baut stainless steel 4mm dan 3 stud stainless steel. Mur yang digunakan adalah penguncian positif sendiri untuk menghindari kepatuhan dalam bentuk apa pun.
• Lubang melingkar di 2 sisi lembaran akrilik dilakukan untuk menempatkan motor

• Selungkup baterai dan elektronik kemudian dipotong dari lembaran plastik 1mm dan dikemas ke dalam sasis. Bukaan untuk kabel disegel dan diisolasi dengan benar.

Langkah 7: Floatasi

• Komponen terakhir yang terkait dengan struktur murni adalah perangkat flotasi yang digunakan untuk memberikan daya apung positif pada seluruh prototipe serta mempertahankan pusat gravitasinya ke sekitar pusat geometrik seluruh prototipe.
• Perangkat flotasi dibuat dari polistirena (termokol). Kertas pasir digunakan untuk membentuknya dengan benar
• Ini kemudian dilampirkan ke bingkai di lokasi dengan menggunakan mSeal dengan dihitung dengan mempertimbangkan kendala di atas.

Langkah 8: Dukungan Sensor Ultrasonik

• Itu dicetak 3d dan pelat belakang dibuat dengan menggunakan pelat timah
• Itu dilekatkan dengan menggunakan mseal (semacam epoxy)

Langkah 9: Elektronik

• Baterai asam timbal 12V digunakan untuk memberi daya pada seluruh sistem
• Ini terhubung secara paralel dengan konverter buck dan pengontrol motor L293d
• Konverter buck mengubah 12v menjadi 5v untuk sistem
• MOSFET IRF540n digunakan sebagai sakelar digital untuk mengontrol motor sabuk konveyor
• NodeMCU digunakan sebagai mikrokontroler utama, terhubung ke ponsel dengan menggunakan WiFi (hotspot)

Langkah 10: Sabuk Konveyor

• Itu dibuat dengan menggunakan kain bersih yang dibeli dari toko lokal
• Kainnya dipotong-potong dengan cara dilekatkan secara melingkar untuk membuat terus menerus

Langkah 11: Melukis

Skara dilukis dengan menggunakan cat sintetis

Langkah 12: Potongan Laser Simbol Skara

• Stensil dipotong dengan menggunakan laser buatan sendiri yang dibuat oleh teman saya.
• Bahan yang digunakan untuk pemotongan laser adalah lembaran stiker

Langkah 13: Pengkodean

Hal-hal Pra-Pengkodean:

• Untuk proyek ini saya menggunakan Arduino IDE untuk memprogram NodeMCU saya. Ini adalah cara yang lebih mudah jika Anda sudah pernah menggunakan Arduino sebelumnya, dan Anda tidak perlu mempelajari bahasa pemrograman baru, seperti Python atau Lua misalnya.

• Jika Anda belum pernah melakukan ini sebelumnya, pertama-tama Anda harus menambahkan dukungan papan ESP8266 ke perangkat lunak Arduino.
• Anda dapat menemukan versi terbaru untuk Windows, Linux atau MAC OSX di situs web Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/softwareDownload gratis, instal di komputer Anda dan luncurkan.
• Arduino IDE sudah hadir dengan dukungan untuk banyak papan yang berbeda: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún, dll. Sayangnya ESP8266 tidak secara default di antara papan pengembangan yang didukung tersebut. Jadi untuk mengunggah kode Anda ke papan dasar ESP8266, Anda harus menambahkan propertinya ke perangkat lunak Arduino terlebih dahulu. Arahkan ke File > Preferences (Ctrl +, pada OS Windows); Tambahkan URL berikut ke kotak teks Pengelola Papan Tambahan (yang ada di bagian bawah jendela Preferensi):

• Jika kotak teks tidak kosong, berarti sudah menambahkan papan lain sebelumnya di Arduino IDE sebelumnya. Tambahkan koma di akhir URL sebelumnya dan yang di atas.

• Tekan tombol "Ok" dan tutup Jendela Preferensi.
• Arahkan ke Tools > Board > Boards Manager untuk menambahkan board ESP8266 Anda.
• Ketik "ESP8266" pada kotak teks pencarian, pilih "esp8266 by ESP8266 Community" dan instal.
• Sekarang Arduino IDE Anda akan siap untuk bekerja dengan banyak papan pengembangan berbasis ESP8266, seperti ESP8266 generik, NodeMcu (yang saya gunakan dalam tutorial ini), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos, dll.
• Dalam proyek ini, saya menggunakan perpustakaan Blynk. Pustaka Blynk harus diinstal secara manual. Unduh Blynk library di https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases… Buka zip file, dan salin folder ke folder library/tools Arduino IDE.

Pengkodean Utama:

• Anda harus memperbarui kunci auth Blynk dan kredensial WiFi Anda (ssid dan kata sandi) sebelum mengunggah kode.
• Unduh kode dan pustaka yang disediakan di bawah ini.
• Buka kode yang disediakan ("kode akhir") di Arduino IDE dan unggah ke NodeMCU.

• Beberapa sensor smartphone juga dapat digunakan dengan Blynk. Kali ini saya ingin menggunakan akselerometernya untuk mengontrol robot saya. Miringkan ponsel dan robot akan berbelok ke kiri/kanan atau bergerak maju/mundur.

Langkah 14: Penjelasan Kode

• Dalam proyek ini saya hanya menggunakan perpustakaan ESP8266 dan Blynk. Mereka ditambahkan di awal kode.
• Anda harus mengonfigurasi kunci otorisasi Blynk dan kredensial Wi-Fi Anda. Dengan cara ini ESP8266 Anda akan dapat mencapai router Wi-Fi Anda dan menunggu perintah dari server Blynk. Ganti "ketik kode otorisasi Anda sendiri", XXXX dan YYYY dengan kunci auth Anda (Anda akan menerimanya di email Anda), SSID dan kata sandi jaringan Wi-Fi Anda.
• Tentukan pin dari NodeMCU yang terhubung ke h-bridge. Anda dapat menggunakan nilai literal (D1, D2, dll.) dari nomor GPIO setiap pin.

Langkah 15: Siapkan Blynk

• Blynk adalah layanan yang dirancang untuk mengontrol perangkat keras dari jarak jauh melalui koneksi internet. Ini memungkinkan Anda untuk membuat gadget Internet of Things dengan mudah, dan mendukung beberapa perangkat keras, seperti Arduino, ESP8266, Raspberry Pi, dll.
• Anda dapat menggunakannya untuk mengirim data dari smartphone (atau tablet) Android atau iOS ke perangkat jarak jauh. Anda juga dapat membaca, menyimpan, dan menampilkan data yang diperoleh oleh sensor perangkat keras Anda, misalnya.
• Aplikasi Blynk digunakan untuk pembuatan antarmuka pengguna. Ini memiliki berbagai widget: tombol, slider, joystick, display, dll. Pengguna drag dan drop widget ke dashboard dan membuat antarmuka grafis kustom untuk banyak proyek.
• Ini memiliki konsep 'energi'. Pengguna mulai dengan 2000 poin energi gratis. Setiap widget yang digunakan (dalam proyek apa pun) menghabiskan energi, sehingga membatasi jumlah maksimum widget yang digunakan pada proyek. Sebuah tombol, misalnya, mengkonsumsi 200 poin energi. Dengan cara ini, seseorang dapat membuat antarmuka dengan hingga 10 tombol misalnya. Pengguna dapat membeli poin energi ekstra, dan membuat antarmuka yang lebih kompleks dan/atau beberapa proyek berbeda.
• Perintah dari Blynk App diunggah ke Blynk Server melalui internet. Perangkat keras lain (NodeMCU, misalnya) menggunakan Perpustakaan Blynk untuk membaca perintah tersebut dari server dan melakukan tindakan. Perangkat keras juga dapat beberapa data ke server, yang mungkin ditampilkan di Aplikasi.
• Unduh aplikasi Blynk untuk Android atau iOS dari tautan berikut:
• Instal aplikasi dan Buat akun baru. Setelah itu Anda akan siap untuk membuat proyek pertama Anda. Anda juga harus menginstal pustaka Blynk dan mendapatkan kode autentikasi. Prosedur untuk menginstal perpustakaan dijelaskan pada langkah sebelumnya.
• · Fungsi BLYNK_WRITE(V0) digunakan untuk membaca nilai akselerometer. Akselerasi pada sumbu y digunakan untuk mengontrol apakah robot harus belok kanan/kiri, dan percepatan sumbu z digunakan untuk melihat apakah robot seharusnya bergerak maju/mundur. Jika nilai ambang batas tidak terlampaui, motor akan berhenti.
• Unduh aplikasi blynk di ponsel Tarik objek akselerometer dari Kotak Widget dan letakkan di dasbor. Di bawah Pengaturan Tombol, tetapkan pin virtual sebagai output. Saya menggunakan pin virtual V0. Anda harus mendapatkan Token Auth di Aplikasi Blynk.
• Buka Pengaturan Proyek (ikon mur). Untuk tombol Manual/Otonomis saya telah menggunakan V1 di aplikasi Untuk sabuk Konveyor saya telah menggunakan V2 sebagai output.
• Anda dapat melihat tangkapan layar aplikasi terakhir pada gambar.

Langkah 16: Majelis Akhir

Saya melampirkan semua bagian

Oleh karena itu proyek selesai

Langkah 17: Kredit

Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada teman-teman saya untuk:

1. Zeeshan Mallick: Membantu saya dengan model CAD, pembuatan sasis

2. Ambarish Pradeep: Penulisan Konten

3. Patrick: Pencetakan 3d dan Pemotongan Laser

Hadiah Kedua dalam Tantangan IoT