Feuerwehrroboter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Dies ist ein Feuerwehrroboter, der mithilfe von Flammensensoren Feuer erkennt, auf ihn zugeht und das Feuer mit Wasser löscht. Außerdem kann es mithilfe von Ultraschallsensoren Hindernissen ausweichen, während es auf Feuer zugeht. Darüber hinaus sendet es eine E-Mail an Sie, wenn das Feuer gelöscht wird.

Bruface Mechatronik-Projektgruppe 5

Teammitglieder:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Schritt 1: Einkaufsliste

Arduino Mega 1X

9V Gleichstrommotor 2X

Mikroservo 9g 1X

Servomotor 442hs 1X

Wasserpumpe 1X

Ultraschall-Schallsensor 2X

1-fach Flammensensor 4X

H-Brücke 2X

WLAN-Modul 1X

Ein/Aus-Schalter 1X

Mini-Steckbrett 1X

Arduino-Kabel

9V Batterie 1X

9V Batteriestecker 1X

LIPO 7,2Volt Batterie 1X

Gummikettensatz 2X

Motorbefestigung 2X

Distanzstück (M3 weiblich-weiblich 50mm) 8X

Schrauben (M3)

Wassertank (300 ml) 1X

Wasserschlauch 1X

Schritt 2: Einige technische Hinweise zur Auswahl der Komponenten

Gleichstrommotoren mit Encoder:

Der Vorteil eines Encoder-DC-Motors gegenüber einem einfachen DC-Motor besteht in der Fähigkeit, Geschwindigkeiten zu kompensieren, wenn mehr als ein Motor vorhanden ist und die gleiche Geschwindigkeit für alle erwünscht ist. Im Allgemeinen, wenn Sie mehr als einen Motor mit dem gleichen Eingang (Spannung und Strom) haben und Ihr Ziel darin besteht, sie genau mit der gleichen Geschwindigkeit zu haben, kann es passieren, dass einige Motoren durchrutschen, was zu einem Geschwindigkeitsunterschied zwischen ihnen führt, der z. B für unseren Fall (zwei Motoren als Antriebskraft) eine Abweichung nach einer Seite verursachen konnte, wenn das Ziel vorwärts gehen sollte. Encoder zählen die Drehzahlen beider Motoren und gleichen diese bei Abweichungen aus. Da beim Test unseres Roboters jedoch kein Unterschied in der Geschwindigkeit der beiden Motoren festgestellt wurde, haben wir die Encoder nicht verwendet.

Servomotor:

Für den Wasserpistolenmechanismus brauchten wir Motoren, die eine relativ präzise Bewegung in einem bestimmten Bereich ermöglichen. Was dies betrifft, gibt es zwei Möglichkeiten: Servomotor ODER Schrittmotor

Im Allgemeinen ist ein Schrittmotor billiger als ein Servomotor. Abhängig von der Anwendung gibt es jedoch viele andere Faktoren, die berücksichtigt werden sollten. Für unser Projekt haben wir folgende Faktoren berücksichtigt:

1) Das Leistungs-Masse-Verhältnis des Servomotors ist höher als bei Schrittmotoren, was bedeutet, dass der Schrittmotor bei gleicher Leistung schwerer als der Servomotor ist.

2) Ein Servomotor verbraucht weniger Energie als ein Schrittmotor, was darauf zurückzuführen ist, dass der Servomotor Energie verbraucht, wenn er sich in die befohlene Position dreht, aber dann ruht der Servomotor. Schrittmotoren verbrauchen weiterhin Strom, um die befohlene Position zu verriegeln und zu halten.

3) Servomotoren können Lasten besser beschleunigen als Schrittmotoren.

Diese Gründe führen zu einem geringeren Energieverbrauch, was in unserem Fall wichtig war, da wir eine Batterie als Stromversorgung für alle Motoren verwendet haben

Wenn Sie mehr über die Unterschiede zwischen Servo und Stepper erfahren möchten, besuchen Sie den folgenden Link:

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

H-Brücke:

Es macht Sie in der Lage, sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit Ihrer Gleichstrommotoren zu steuern. In unserem Fall haben wir sie nur verwendet, um die Drehrichtung für beide DC-Motoren zu steuern (an Antriebsräder angeschlossen).

Zusätzlich dient eine weitere H-Brücke als einfacher Ein-/Ausschalter für die Pumpe. (Dies kann auch mit einem Transistor erfolgen)

Ultraschallsensoren:

Diese werden verwendet, um Hindernissen ausweichen zu können. Wir haben 2 Sensoren verwendet, Sie können jedoch die Reichweite des beobachtbaren Bereichs erhöhen, indem Sie die Anzahl der Sensoren erhöhen. (Wirkungsbereich jedes Ultraschallsensors: 15 Grad)

Flammensensoren:

Insgesamt werden 4 Flammenfühler verwendet. 3 Sensoren unter dem Chassis sind sowohl mit analogen als auch mit digitalen Pins von Arduino verbunden. Die digitalen Anschlüsse dienen der Erkennung des Feuers für weitere Aktionen, während die analogen Anschlüsse nur dazu dienen, dem Benutzer die Entfernung zum Feuer anzuzeigen. Der andere Sensor auf der Oberseite wird digital verwendet und seine Funktion besteht darin, den Befehl zum Anhalten des Fahrzeugs in einem geeigneten Abstand vom Feuer zu senden, so dass in dem Moment, in dem der Sensor auf der Oberseite mit einem bestimmten Winkel das Feuer erkennt, es Senden Sie den Befehl zum Anhalten des Fahrzeugs und zum Starten der Pumpe, des Wassers und zum Starten der Wasserpistole, um das Feuer zu löschen.

Arduino-Mega:

Der Grund für die Wahl eines Arduino Mega gegenüber einem Arduino UNO ist wie folgt:

1) Ein Wi-Fi-Modul erhöht die Anzahl der Zeilen im Code dramatisch und erfordert einen leistungsfähigeren Prozessor, um die Möglichkeit eines Absturzes während der Ausführung des Codes zu vermeiden.

2) mit einer höheren Anzahl von Pins, falls Sie daran interessiert sind, das Design zu erweitern und einige weitere Funktionen hinzuzufügen.

Gummiketten:

Gummiketten werden verwendet, um Probleme oder Rutschen bei rutschigem Boden oder kleinen Gegenständen im Weg zu vermeiden.

Schritt 3: Teile herstellen

Im Folgenden werden technische Zeichnungen der Teile bereitgestellt, die entweder per 3D-Drucker oder per Lasercutter hergestellt werden. Das Aussehen Ihres Feuerwehrmanns kann je nach Interesse geändert werden, sodass Sie die Körperform und das Design nach Belieben ändern können.

Hauptkörper Lasergeschnittene Teile:

Gehäuse (Plexiglas 6mm) 1X

Dachteil (Plexiglas 6mm) 1X

Rückenteil (MDF 3mm) 1X

Seitenteil (MDF 3mm) 2X

3D-gedruckte Teile:

Ultraschallhalter 2X

Flammenfühlerhalter 1X

Radlagerhalter 4X

Wasserpistolen-Setup 1X

Schritt 4: Laserschneiden (alle Maße in cm)

Schritt 5: Technische Zeichnungen für den 3D-Druck: (alle Maße in cm)

Schritt 6: Experimente

Dies ist ein kurzes Video, das einige Experimente zeigt, um die Funktionalität verschiedener Komponenten zu überprüfen.

Schritt 7: Servomotoren und Wasserpistolenbaugruppe

Schritt 8: Endmontage

Schritt 9: Verdrahtungskomponenten zu Arduino

Schritt 10: Zugehörige Pins zu Arduino

Schritt 11: Programmablaufplan

Schritt 12: Programmierung

V2 ist das Hauptprogramm und andere Codes sind Unterprogramme.