Arduino-pohjainen palonsammutusrobotti

National Crime Records Bureau (NCRB): n mukaan Intiassa on vuosien 2010-2014 aikana tapahtuneiden palo-onnettomuuksien vuoksi aiheutunut yli 1,2 tuhatta kuolemantapausta. Vaikka palo-onnettomuuksien varalle on tehty paljon varotoimenpiteitä, näitä luonnonkatastrofeja / ihmisen aiheuttamia katastrofeja esiintyy silloin tällöin. Tulipalon syttyessä ihmisten pelastamiseksi ja tulipalon sammuttamiseksi meidän on käytettävä henkilöresursseja, jotka eivät ole turvallisia. Teknologian kehittyessä etenkin robotiikassa on erittäin mahdollista korvata ihmiset roboteilla tulipaloa varten. Tämä parantaisi palomiesten tehokkuutta ja estäisi heitä myös vaarantamasta ihmishenkiä. Tänään aiomme rakentaa palontorjuntarobotin Arduinolla, joka tunnistaa tulen automaattisesti ja käynnistää vesipumpun

Tässä projektissa opimme rakentamaan yksinkertaisen robotin Arduinolla, joka voisi liikkua tulta kohti ja pumpata sen ympärille vettä sammuttamaan tulen. Se on hyvin yksinkertainen robotti, joka opettaa meille robotiikan taustalla olevan käsitteen; pystyt rakentamaan kehittyneempiä robotteja, kun ymmärrät seuraavat perustiedot. Joten aloitetaan…

Tarvittava materiaali:

Arduino UNO
Paloanturi tai liekkianturi (3 osaa)
Servomoottori (SG90)
L293D-moottorin ohjainmoduuli
Mini DC-upotettava pumppu
Pieni leipälauta
Robottialusta moottoreilla (2) ja pyörillä (2) (minkä tahansa tyyppinen)
Pieni tölkki
Johtojen liittäminen

Osta kaikki yllä vaaditut komponentit Arduino-palonsammutusrobotille.

Palokunnan robotin toimintakonsepti:

Tämän projektin pääaivot ovat Arduino, mutta tulen tunnistamiseksi käytämme alla näkyvää paloanturimoduulia (liekkitunnistinta).

Kuten näette, näillä antureilla on IR-vastaanotin (fotodiodi), jota käytetään palon havaitsemiseen. Kuinka tämä on mahdollista? Kun palo palaa, se lähettää pienen määrän infrapunavaloa, tämän valon vastaanottaa anturimoduulin infrapunavastaanotin. Sitten käytämme Op-Amp: ta tarkistaaksemme IR-vastaanottimen jännitteen muutoksen, joten jos tulipalo havaitaan, lähtötappi (DO) antaa 0V (LOW) ja jos tulipaloa ei ole, lähtötappi on 5V (KORKEA).

Joten sijoitamme kolme tällaista anturia robotin kolmeen suuntaan havaitsemaan, mihin suuntaan tuli palaa.

Havaitsemme palon suunnan, jota voimme käyttää moottoreilla liikkumaan lähellä tulta ajamalla moottorit L293D-moduulin läpi. Tulipalon lähellä meidän on sammutettava se vedellä. Pienellä astialla, johon voimme kuljettaa vettä, astiaan asetetaan myös 5 V: n pumppu ja koko säiliö asetetaan servomoottorin päälle, jotta voimme hallita suuntaa, johon vettä on suihkutettava. Jatketaan nyt yhteyksiä

Piirikaavio:

Tämän sammutusrobotin täydellinen kytkentäkaavio on annettu alla

Voit joko liittää kaikki esitetyt yhteydet ohjelman lataamista varten toimivan toiminnan tarkistamiseksi tai voit koota botin kokonaan ja jatkaa sitten yhteyksiä. Kummallakin tavalla yhteydet ovat hyvin yksinkertaisia, ja sinun pitäisi pystyä saamaan se oikein.

Käyttämäsi robottirungon perusteella et ehkä pysty käyttämään samantyyppistä konttia kuin minä. Käytä siinä tapauksessa omaa luovuuttasi pumppausjärjestelmän perustamiseen. Koodi pysyy kuitenkin samana. Käytin pientä alumiinitölkkiä (viileitä juomapurkkeja) asettamaan pumpun sen sisään ja kaadin vettä sen sisään. Sitten kokoonpanin koko tölkin servomoottorin päälle vesisuunnan hallitsemiseksi. Robottini näyttää tältä tältä kokoonpanon jälkeen.

Kuten näette, olen kiinnittänyt servouran säiliön pohjaan liimalla ja kiinnittänyt servomoottorin alustalla muttereilla ja pultteilla. Voimme yksinkertaisesti sijoittaa astian moottorin päälle ja laukaista sen sisällä olevan pumpun pumppaamaan vettä putken läpi. Sitten koko astiaa voidaan kiertää servolla veden suunnan ohjaamiseksi.

Arduinon ohjelmointi:

Kun olet valmis laitteistoon, voit ladata Arduino-koodin joihinkin toimintoihin. Täydellinen ohjelma annetaan lopussa tämän sivun. Olen kuitenkin selittänyt muutamia tärkeitä paloja tässä.

Kuten tiedämme, paloanturi antaa HIGH-arvon, kun on tulipalo, ja LOW-arvon, kun on tulipalo. Joten meidän on jatkettava näiden antureiden tarkistamista, jos tulipaloja on tapahtunut. Jos tulipaloa ei ole, pyydämme moottoreita pysähtymään pysäyttämällä kaikki tapit korkealle alla olevan kuvan mukaisesti

if (digitalRead (Vasen_S) == 1 && digitalRead (Oikea_S) == 1 && digitalRead (eteenpäin_S) == 1) // Jos tulta ei havaittu, kaikki anturit ovat nolla {// Älä siirrä robottia digitalWrite (LM1, HIGH); digitalWrite (LM2, HIGH); digitalWrite (RM1, HIGH); digitalWrite (RM2, HIGH); }

Vastaavasti, jos on tulipalo, voimme pyytää robottia liikkumaan siihen suuntaan pyörittämällä vastaavaa moottoria. Kun se saavuttaa tulen, vasen ja oikea anturi eivät havaitse tulta, koska se seisoisi suoraan tulen edessä. Nyt käytämme muuttujaa nimeltä " fire ", joka suorittaa toiminnon sammuttaakseen tulen.

else if (digitalRead (eteenpäin_S) == 0) // Jos Fire on suoraan eteenpäin {// Siirrä robotti eteenpäin digitalWrite (LM1, HIGH); digitalWrite (LM2, LOW); digitalWrite (RM1, HIGH); digitalWrite (RM2, LOW); tuli = tosi; }

Kun muuttuvasta tulesta tulee totta, palontorjunta-robotin arduino-koodi suorittaa put_off_fire- toiminnon, kunnes tulipalo sammutetaan. Tämä tehdään alla olevalla koodilla.

while (tuli == tosi) {put_off_fire (); }

Sisällä put_off_fire () meidän täytyy vain pysäyttää robotin tekemällä kaikki nastat korkea. Kytke sitten pumppu päälle työntääksesi vettä säiliön ulkopuolelle, kun tämä on tehty, voimme myös käyttää servomoottoria pyörittämään säiliötä niin, että vesi jakautuu tasaisesti. Tämä tehdään alla olevalla koodilla

void put_off_fire () {viive (500); digitalWrite (LM1, HIGH); digitalWrite (LM2, HIGH); digitalWrite (RM1, HIGH); digitalWrite (RM2, HIGH); digitalWrite (pumppu, HIGH); viive (500); for (pos = 50; pos <= 130; pos + = 1) {myservo.write (pos); viive (10); } for (pos = 130; pos> = 50; pos - = 1) {myservo.write (pos); viive (10); } digitalWrite (pumppu, LOW); myservo.write (90); tuli = väärä; }

Palontorjuntarobotin toiminta:

On suositeltavaa tarkistaa robotin lähtö vaiheittain sen sijaan, että se suoritettaisiin yhdessä ensimmäistä kertaa. Voit rakentaa robotin servomoottoriin asti ja tarkistaa, pystyykö se seuraamaan tulta onnistuneesti. Sitten voit tarkistaa, toimivatko pumppu ja servomoottori oikein. Kun kaikki toimii odotetusti, voit suorittaa alla olevan ohjelman ja nauttia palomiesrobotin täydellisestä toiminnasta.

Robotin täydellinen toiminta löytyy alla olevasta videosta. Suurin etäisyys, johon palo voidaan havaita, riippuu tulen koosta, pienelle tulitikulle etäisyys on suhteellisen pienempi. Voit käyttää moduulien päällä olevia potentiometrejä myös robotin herkkyyden säätämiseen. Olen käyttänyt virtapankkia robotin virran saamiseksi. Voit käyttää akkua tai jopa virtaa 12 V: n akulla.

Toivottavasti ymmärrät projektin ja nautit rakentamaan jotain vastaavaa. Jos sinulla on ongelmia tämän koontiversion saamisessa, käytä alla olevaa kommenttiosastoa lähettääksesi kyselysi tai käytä foorumeita tekniseen apuun.

Katso Robotiikka-osiosta löytää lisää hienoja DIY-robotteja.