Robot pompiere: 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo è un robot pompiere realizzato per rilevare il fuoco tramite sensori di fiamma, andando verso di esso e spegnendo il fuoco con l'acqua. Può anche evitare ostacoli mentre si dirige verso il fuoco per mezzo di sensori a ultrasuoni. Inoltre, ti invia un'e-mail quando spegne il fuoco.

Bruface Mechatronics Project Group 5

Membri della squadra:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Passaggio 1: lista della spesa

Arduino Mega 1X

Motore 9V CC 2X

Micro servo 9g 1X

Servomotore 442hs 1X

Pompa dell'acqua 1X

Sensore a ultrasuoni 2X

1way Sensore di fiamma 4X

Ponte ad H 2X

Modulo Wi-Fi 1X

Interruttore di accensione/spegnimento 1X

Mini tagliere 1X

Cavi Arduino

Batteria 9V 1X

Spina batteria 9V 1X

Batteria LIPO 7.2Volt 1X

Set di cingoli in gomma 2X

Montaggio motore 2X

Distanziale (M3 femmina-femmina 50mm) 8X

Viti (M3)

Serbatoio dell'acqua (300 ml) 1X

Tubo dell'acqua 1X

Passaggio 2: alcuni suggerimenti tecnici sulla scelta dei componenti

Motori DC con encoder:

Il vantaggio dell'encoder del motore CC rispetto a un semplice motore CC è la capacità di compensare le velocità quando si dispone di più di un motore e si desidera la stessa velocità per tutti. Generalmente, quando hai più di un motore con lo stesso ingresso (tensione e corrente) e il tuo obiettivo è di averli esattamente con la stessa velocità, ciò che potrebbe accadere è che alcuni motori potrebbero slittare causando una differenza di velocità tra loro che per esempio per il nostro caso (due motori come forza motrice) potrebbe causare una deviazione da un lato quando l'obiettivo doveva andare avanti. quello che fanno gli encoder è contare il numero di giri per entrambi i motori e in caso di differenza, compensarli. Tuttavia, poiché quando abbiamo testato il nostro robot, non è stata osservata alcuna differenza nella velocità dei due motori, non abbiamo utilizzato gli encoder.

Servomotori:

Per il meccanismo della pistola ad acqua ciò di cui avevamo bisogno era avere motori in grado di fornire un movimento relativamente preciso in un intervallo specifico. Per quanto riguarda, esistono due scelte: servomotore O motore passo-passo

generalmente un motore passo-passo è più economico di un servomotore. Tuttavia, a seconda dell'applicazione, ci sono molti altri fattori che dovrebbero essere presi in considerazione. Per il nostro progetto abbiamo considerato i seguenti fattori:

1) Il rapporto potenza/massa del servomotore è superiore a quello degli stepper, il che significa che per avere la stessa quantità di potenza lo stepper sarà più pesante del servomotore.

2) Un servomotore consuma meno energia di uno stepper che è dovuto al fatto che il servomotore consuma potenza mentre ruota nella posizione comandata ma poi il servomotore si ferma. I motori passo-passo continuano a consumare energia per bloccare e mantenere la posizione comandata.

3) I servomotori sono più capaci di accelerare i carichi rispetto agli stepper.

Questi motivi porteranno a un minor consumo di energia che era importante nel nostro caso poiché abbiamo utilizzato una batteria come alimentazione per tutti i motori

Nel caso in cui sei interessato a saperne di più sulle differenze tra servo e stepper controlla il seguente link:

www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.ht…

H-ponte:

Quello che fa è renderti capace di controllare sia la direzione che la velocità dei tuoi motori a corrente continua. Nel nostro caso li abbiamo usati solo per controllare il senso di rotazione di entrambi i motori DC (collegati alle ruote motrici).

Inoltre, un altro ponte h viene utilizzato come semplice interruttore di accensione/spegnimento per la pompa. (Questo può essere fatto anche per mezzo di un transistor)

Sensori a ultrasuoni:

Questi sono usati per essere in grado di evitare gli ostacoli. Abbiamo utilizzato 2 sensori, tuttavia è possibile aumentare il raggio dell'area osservabile aumentando il numero di sensori. (Gamma effettiva di ciascun sensore a ultrasuoni: 15 gradi)

Sensori di fiamma:

Vengono utilizzati in totale 4 sensori di fiamma. 3 sensori sotto lo chassis sono collegati ai pin analogici e digitali di Arduino. I collegamenti digitali sono utilizzati per rilevare l'incendio per ulteriori azioni mentre i collegamenti analogici sono utilizzati solo per fornire letture della distanza al fuoco per l'utente. L'altro sensore in alto è utilizzato digitalmente e la sua funzione è quella di inviare il comando per fermare il veicolo ad una distanza adeguata dall'incendio, quindi nel momento in cui il sensore in alto che ha un'angolazione specifica rileverà l'incendio, inviare il comando per fermare il veicolo e avviare la pompa dell'acqua e far funzionare la pistola ad acqua per spegnere l'incendio.

Arduino Mega:

Il motivo per scegliere un arduino mega su un arduino UNO è il seguente:

1) Avere un modulo Wi-Fi aumenta notevolmente il numero di righe nel codice e necessita di un processore più potente per evitare possibili possibilità di crash durante l'esecuzione del codice.

2) avere un numero maggiore di pin nel caso siate interessati ad espandere il design e aggiungere qualche funzionalità in più.

Cingoli in gomma:

I cingoli in gomma vengono utilizzati per evitare qualsiasi problema o slittamento in caso di pavimento scivoloso o piccoli oggetti che ostacolano lo spostamento.

Passaggio 3: produzione di parti

Di seguito vengono forniti i disegni tecnici delle parti che vengono prodotte sia dalla stampante 3D che dal laser cutter. L'aspetto del tuo pompiere può essere modificato in base al tuo interesse, così puoi modificare la forma del corpo e il design nel modo che preferisci.

Parti tagliate al laser del corpo principale:

Telaio (plexiglas 6mm) 1X

Parte del tetto (plexiglas 6mm) 1X

Parte posteriore (MDF 3mm) 1X

Parte laterale (MDF 3mm) 2X

Parti stampate in 3D:

Supporto per ultrasuoni 2X

Supporto per sensore di fiamma 1X

Supporto per cuscinetti ruota 4X

Configurazione pistola ad acqua 1X

Passaggio 4: taglio laser (tutte le dimensioni in cm)

Fase 5: Disegni tecnici per la stampa 3D: (tutte le dimensioni in cm)

Passaggio 6: esperimenti

Questo è un breve video che mostra alcuni esperimenti per verificare la funzionalità di diversi componenti.

Passaggio 7: servomotori e gruppo pistola ad acqua

Passaggio 8: assemblaggio finale

Passaggio 9: cablaggio dei componenti ad Arduino

Passaggio 10: pin associati ad Arduino

Passaggio 11: diagramma di flusso del programma

Passaggio 12: programmazione

V2 è il programma principale e altri codici sono sottoprogrammi.