Feuerwehrroboter mit Arduino - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Heute bauen wir mit Arduino einen Feuerwehrroboter, der automatisch das Feuer erkennt und die Wasserpumpe startet.

In diesem Projekt lernen wir, wie man mit Arduino einen einfachen Roboter baut, der sich auf das Feuer zubewegt und Wasser um ihn herum abpumpt, um das Feuer zu löschen.

Benötigtes Material:

• Arduino UNO
• Arduino Uno Sensorschild
• Flammensensor
• L298N Motortreibermodul
• Roboter-Chassis
• 2 Motoren (45 U/min)
• 5V Tauchpumpe
• Einkanaliges Relaismodul
• Anschlussdrähte
• 12V Akku
• 9V Batterie

Schritt 1: Arduino Sensor Shield V5

Arduino Sensor Shield ist eine kostengünstige Platine, mit der Sie eine Reihe von Sensoren mit einfach zu befestigenden Überbrückungskabeln an Ihr Arduino anschließen können.

Es ist eine einfache Platine ohne andere Elektronik als ein paar Widerstände und eine LED. Seine Hauptaufgabe besteht darin, diese Header-Pins bereitzustellen, um das Anschließen externer Geräte wie unserer Servomotoren zu erleichtern.

Merkmale:

• Das Arduino Sensor Shield V5.0 ermöglicht Plug-and-Play-Verbindungen zu verschiedenen Modulen wie Sensoren, Servos, Relais, Tasten, Potentiometer und mehr
• Geeignet für Arduino UNO und Mega Boards
• IIC-Schnittstelle
• Kommunikationsschnittstelle des Bluetooth-Moduls
• Kommunikationsschnittstelle des SD-Kartenmoduls
• Kommunikationsschnittstelle des drahtlosen HF-Moduls APC220
• RB URF v1.1 Schnittstelle für Ultraschallsensoren
• 128 x 64 LCD-Parallelschnittstelle
• 32 Servocontroller-Schnittstelle

Mit dieser Erweiterungsplatine können Sie problemlos mit üblichen analogen Sensoren, z. B. Temperatursensoren, verbinden. Mit diesen 3-Wege-Steckern können Sie Servomotoren anschließen.

Alles ist Plug-and-Play und es ist Arduino UNO-kompatibel. Sie müssen also nur die Daten von den Sensoren lesen und PWM ausgeben, um die Servos per Programm in Arduino anzusteuern.

Dies ist die neueste Version des Sensorschilds auf dem Markt. Die größte Verbesserung gegenüber seinem Vorgänger ist die Stromquelle. Diese Version bietet einen externen Stromanschluss, sodass Sie sich keine Sorgen machen müssen, den Arduino-Mikrocontroller zu überlasten, während Sie zu viele Sensoren und Aktoren ansteuern.

Wenn Sie den Stiftstecker neben dem Stromeingang entfernen, können Sie ihn extern mit Strom versorgen. Sie sollten es nicht mit mehr als 5 V betreiben, sonst können Sie das darunter liegende Arduino beschädigen.

Schritt 2: Flammensensor & L298N Motortreiber

Flammensensor

Ein Flammensensormodul, das aus einem Flammensensor (IR-Empfänger), Widerstand, Kondensator, Potentiometer und Komparator LM393 in einem integrierten Schaltkreis besteht. Es kann Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 700 nm bis 1000 nm erkennen. Die Ferninfrarot-Flammensonde wandelt das in Form von Infrarotlicht erfasste Licht in Stromänderungen um. Die Empfindlichkeit wird über den integrierten variablen Widerstand mit einem Erfassungswinkel von 60 Grad eingestellt.

Die Arbeitsspannung liegt zwischen 3,3 V und 5,2 V DC, mit einem digitalen Ausgang, um das Vorhandensein eines Signals anzuzeigen. Die Erfassung wird durch einen LM393-Komparator konditioniert.

Merkmale:

• Hohe Fotoempfindlichkeit
• Schnelle Reaktionszeit
• Empfindlichkeit einstellbar

Spezifikation:

• Arbeitsspannung: 3.3v - 5v
• Erkennungsbereich: 60 Grad
• Digital-/Analogausgang
• On-Board-LM393-Chip

L298N Motortreiber

Der L298N ist ein dualer H-Brücken-Motortreiber, der die Geschwindigkeits- und Richtungssteuerung von zwei Gleichstrommotoren gleichzeitig ermöglicht. Das Modul kann Gleichstrommotoren mit Spannungen zwischen 5 und 35 V mit einem Spitzenstrom von bis zu 2 A antreiben.

Das Modul verfügt über zwei Schraubklemmenblöcke für Motor A und B und einen weiteren Schraubklemmenblock für den Masse-Pin, den VCC für den Motor und einen 5V-Pin, der entweder ein Eingang oder Ausgang sein kann.

Dies hängt von der an den Motoren verwendeten Spannung VCC ab. Das Modul verfügt über einen integrierten 5V-Regler, der über einen Jumper entweder aktiviert oder deaktiviert wird. Wenn die Motorversorgungsspannung bis zu 12V beträgt, können wir den 5V-Regler aktivieren und der 5V-Pin kann als Ausgang verwendet werden, zum Beispiel zur Stromversorgung unseres Arduino-Boards. Wenn die Motorspannung jedoch größer als 12 V ist, müssen wir den Jumper trennen, da diese Spannungen den integrierten 5-V-Regler beschädigen. In diesem Fall wird der 5V-Pin als Eingang verwendet, da wir ihn an eine 5V-Stromversorgung anschließen müssen, damit der IC ordnungsgemäß funktioniert.

Wir können hier feststellen, dass dieser IC einen Spannungsabfall von etwa 2 V verursacht. Wenn wir beispielsweise ein 12-V-Netzteil verwenden, beträgt die Spannung an den Motorklemmen etwa 10 V, was bedeutet, dass wir nicht die maximale Geschwindigkeit aus unserem 12-V-DC-Motor herausholen können.

Schritt 3: Schaltplan

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