หุ่นยนต์ดับเพลิงที่ใช้ Arduino

จากข้อมูลของ National Crime Records Bureau (NCRB) คาดว่ามีผู้เสียชีวิตมากกว่า 1.2 แสนรายเนื่องจากอุบัติเหตุไฟไหม้ในอินเดียตั้งแต่ปี 2010-2014 แม้ว่าจะมีข้อควรระวังมากมายสำหรับอุบัติเหตุจากอัคคีภัย แต่ภัยธรรมชาติ / ที่มนุษย์สร้างขึ้นเหล่านี้ก็เกิดขึ้นในขณะนี้ ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้เพื่อช่วยเหลือผู้คนและดับไฟเราถูกบังคับให้ใช้ทรัพยากรบุคคลที่ไม่ปลอดภัย ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหุ่นยนต์ทำให้สามารถแทนที่มนุษย์ด้วยหุ่นยนต์เพื่อต่อสู้กับไฟได้ สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของนักผจญเพลิงและยังป้องกันไม่ให้พวกเขาเสี่ยงต่อชีวิตมนุษย์ วันนี้เราจะสร้างหุ่นยนต์ดับเพลิงโดยใช้ Arduinoซึ่งจะตรวจจับไฟโดยอัตโนมัติและเริ่มปั๊มน้ำ

ในโครงการนี้เราจะได้เรียนรู้วิธีการสร้างหุ่นยนต์ง่ายๆโดยใช้ Arduinoที่สามารถเคลื่อนที่ไปยังกองไฟและสูบน้ำออกไปรอบ ๆ เพื่อดับไฟ มันเป็นหุ่นยนต์ที่เรียบง่ายมากที่จะสอนเราถึงแนวคิดพื้นฐานของหุ่นยนต์ คุณจะสามารถสร้างหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้เมื่อคุณเข้าใจพื้นฐานต่อไปนี้ มาเริ่มกันเลย…

วัสดุที่ต้องการ:

Arduino UNO
เซ็นเซอร์ไฟหรือเซ็นเซอร์เปลวไฟ (3 Nos)
เซอร์โวมอเตอร์ (SG90)
โมดูลไดรเวอร์มอเตอร์ L293D
ปั๊มจุ่มมินิ DC
Breadboard ขนาดเล็ก
โครงหุ่นยนต์พร้อมมอเตอร์ (2) และล้อ (2) (ประเภทใดก็ได้)
กระป๋องเล็ก ๆ
การเชื่อมต่อสายไฟ

ซื้อส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดข้างต้นสำหรับหุ่นยนต์ดับเพลิง Arduino

แนวคิดการทำงานของหุ่นยนต์ดับเพลิง:

สมองหลักของโครงการนี้คือ Arduino แต่เพื่อที่จะรับรู้ถึงไฟเราใช้โมดูลเซ็นเซอร์ไฟ (เซ็นเซอร์เปลวไฟ) ที่แสดงด้านล่าง

ดังที่คุณเห็นเซ็นเซอร์เหล่านี้มีตัวรับ IR (โฟโตไดโอด)ซึ่งใช้ในการตรวจจับไฟ เป็นไปได้อย่างไร? เมื่อไฟลุกไหม้จะปล่อยแสงอินฟาเรดเพียงเล็กน้อยตัวรับสัญญาณ IR บนโมดูลเซ็นเซอร์จะรับแสงนี้ จากนั้นเราใช้ Op-Amp เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในตัวรับสัญญาณ IR ดังนั้นหากตรวจพบไฟขาเอาต์พุต (DO) จะให้ 0V (LOW) และหากไม่มีไฟขาเอาต์พุตจะเป็น 5V (สูง).

ดังนั้นเราจึงวางเซ็นเซอร์ดังกล่าวสามตัวในสามทิศทางของหุ่นยนต์เพื่อตรวจจับทิศทางที่ไฟกำลังลุกไหม้

เราตรวจสอบทิศทางของการเกิดไฟไหม้ที่เราสามารถใช้มอเตอร์ที่จะย้ายไปไว้ใกล้ไฟโดยการขับรถมอเตอร์ของเราผ่านโมดูล L293D เมื่ออยู่ใกล้ไฟเราต้องดับโดยใช้น้ำ การใช้ภาชนะขนาดเล็กที่เราสามารถบรรทุกน้ำได้ปั๊ม 5V จะถูกวางไว้ในภาชนะและภาชนะทั้งหมดจะถูกวางไว้บนเซอร์โวมอเตอร์เพื่อให้เราสามารถควบคุมทิศทางที่จะต้องฉีดน้ำได้ มาดำเนินการเชื่อมต่อกันเลย

แผนภูมิวงจรรวม:

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับหุ่นยนต์ดับเพลิงแสดงไว้ด้านล่าง

คุณสามารถเชื่อมต่อการเชื่อมต่อที่แสดงทั้งหมดเพื่ออัปโหลดโปรแกรมเพื่อตรวจสอบการทำงานหรือคุณสามารถรวบรวมบอททั้งหมดแล้วดำเนินการเชื่อมต่อ ทั้งสองวิธีการเชื่อมต่อนั้นง่ายมากและคุณควรจะทำให้ถูกต้อง

จากแชสซีหุ่นยนต์ที่คุณใช้คุณอาจใช้คอนเทนเนอร์ประเภทเดียวกับที่ฉันใช้ไม่ได้ ในกรณีนั้นให้ใช้ความคิดสร้างสรรค์ของคุณเองในการติดตั้งระบบสูบน้ำ อย่างไรก็ตามรหัสจะยังคงเหมือนเดิม ฉันใช้กระป๋องอลูมิเนียมขนาดเล็ก (กระป๋องเครื่องดื่มเย็น ๆ) ตั้งปั๊มไว้ข้างในและเทน้ำเข้าไปข้างใน จากนั้นฉันก็ประกอบทั้งกระป๋องที่ด้านบนของเซอร์โวมอเตอร์เพื่อควบคุมทิศทางของน้ำ หุ่นยนต์ของฉันมีลักษณะเช่นนี้หลังการประกอบ

อย่างที่คุณเห็นฉันได้แก้ไขครีบเซอร์โวที่ด้านล่างของภาชนะโดยใช้กาวมีกาวและยึดเซอร์โวมอเตอร์ด้วยแชสซีโดยใช้น็อตและสลักเกลียว เราสามารถวางภาชนะที่ด้านบนของมอเตอร์และกระตุ้นปั๊มภายในเพื่อสูบน้ำภายนอกผ่านท่อ จากนั้นภาชนะทั้งหมดสามารถหมุนได้โดยใช้เซอร์โวเพื่อควบคุมทิศทางของน้ำ

การเขียนโปรแกรม Arduino ของคุณ:

เมื่อคุณพร้อมกับฮาร์ดแวร์ของคุณคุณสามารถอัปโหลดรหัส Arduino เพื่อดำเนินการบางอย่าง โปรแกรมที่สมบูรณ์จะได้รับในตอนท้ายของหน้านี้ อย่างไรก็ตามฉันได้อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับบิตและชิ้นส่วนที่สำคัญที่นี่

ดังที่เราทราบกันดีว่าเซ็นเซอร์ตรวจจับไฟจะส่งสัญญาณสูงเมื่อมีไฟและจะส่งสัญญาณออกเป็น LOW เมื่อเกิดเพลิงไหม้ ดังนั้นเราต้องหมั่นตรวจสอบเซ็นเซอร์เหล่านี้ว่ามีไฟไหม้หรือไม่ หากไม่มีไฟเราขอให้มอเตอร์หยุดทำงานโดยทำให้หมุดทั้งหมดสูงดังที่แสดงด้านล่าง

if (digitalRead (Left_S) == 1 && digitalRead (Right_S) == 1 && digitalRead (Forward_S) == 1) // หากตรวจไม่พบไฟเซ็นเซอร์ทั้งหมดเป็นศูนย์ {// ห้ามเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ digitalWrite (LM1, HIGH); digitalWrite (LM2 สูง); digitalWrite (RM1 สูง); digitalWrite (RM2 สูง); }

ในทำนองเดียวกันหากมีไฟไหม้เราสามารถขอให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปในทิศทางนั้นได้โดยหมุนมอเตอร์ตามลำดับ เมื่อไปถึงกองไฟเซ็นเซอร์ซ้ายและขวาจะไม่ตรวจจับไฟเนื่องจากมันจะยืนตรงข้างหน้าไฟ ตอนนี้เราใช้ตัวแปรที่ชื่อว่า“ fire ” ซึ่งจะเรียกใช้ฟังก์ชันเพื่อดับไฟ

else if (digitalRead (Forward_S) == 0) // ถ้าไฟตรงไปข้างหน้า {// ย้ายหุ่นยนต์ไปข้างหน้า digitalWrite (LM1, HIGH); digitalWrite (LM2, LOW); digitalWrite (RM1 สูง); digitalWrite (RM2, LOW); ไฟ = จริง; }

เมื่อไฟแปรผันกลายเป็นจริงรหัส arduino ของหุ่นยนต์ดับเพลิงจะรันฟังก์ชัน put_off_fire จนกว่าไฟจะดับลง ทำได้โดยใช้รหัสด้านล่าง

ในขณะที่ (ไฟ == จริง) {put_off_fire (); }

ภายใน put_off_fire () เราต้องหยุดหุ่นยนต์โดยทำให้พินทั้งหมดอยู่สูง จากนั้นเปิดปั๊มเพื่อดันน้ำออกนอกภาชนะในขณะที่เสร็จแล้วเรายังสามารถใช้เซอร์โวมอเตอร์หมุนภาชนะเพื่อให้น้ำแยกออกจากกันอย่างสม่ำเสมอ ทำได้โดยใช้รหัสด้านล่าง

เป็นโมฆะ put_off_fire () {ล่าช้า (500); digitalWrite (LM1 สูง); digitalWrite (LM2 สูง); digitalWrite (RM1 สูง); digitalWrite (RM2 สูง); digitalWrite (ปั๊มสูง); ล่าช้า (500); สำหรับ (pos = 50; pos <= 130; pos + = 1) {myservo.write (pos); ล่าช้า (10); } สำหรับ (pos = 130; pos> = 50; pos - = 1) {myservo.write (pos); ล่าช้า (10); } digitalWrite (ปั๊ม LOW); myservo.write (90); ไฟ = เท็จ; }

การทำงานของหุ่นยนต์ดับเพลิง:

ขอแนะนำให้ตรวจสอบเอาต์พุตของหุ่นยนต์เป็นขั้นตอนแทนที่จะเรียกใช้งานทั้งหมดพร้อมกันในครั้งแรก คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์ได้ถึงเซอร์โวมอเตอร์และตรวจสอบว่าสามารถทำตามไฟได้สำเร็จหรือไม่ จากนั้นคุณสามารถตรวจสอบว่าปั๊มและเซอร์โวมอเตอร์ทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่ เมื่อทุกอย่างทำงานตามที่คาดไว้คุณสามารถเรียกใช้โปรแกรมดังต่อไปนี้และสนุกกับการที่สมบูรณ์แบบการทำงานของหุ่นยนต์ดับเพลิง

การทำงานที่สมบูรณ์แบบของหุ่นยนต์ที่สามารถพบได้ในวิดีโอได้รับด้านล่างระยะทางสูงสุดที่สามารถตรวจจับไฟได้ขึ้นอยู่กับขนาดของไฟสำหรับไม้ขีดไฟขนาดเล็กระยะทางค่อนข้างน้อย คุณยังสามารถใช้โพเทนชิโอมิเตอร์ที่ด้านบนของโมดูลเพื่อควบคุมความไวของหุ่นยนต์ ฉันใช้พาวเวอร์แบงค์เพื่อจ่ายพลังงานให้กับหุ่นยนต์คุณสามารถใช้แบตเตอรี่หรือแม้กระทั่งจ่ายพลังงานด้วยแบตเตอรี่ 12V

หวังว่าคุณจะเข้าใจโครงการและจะสนุกกับการสร้างสิ่งที่คล้ายกัน หากคุณมีปัญหาในการรับบิลด์นี้ให้ใช้ส่วนความคิดเห็นด้านล่างเพื่อโพสต์คำถามของคุณหรือใช้ฟอรัมเพื่อขอความช่วยเหลือด้านเทคนิค

ตรวจสอบส่วนหุ่นยนต์ของเราเพื่อค้นหาหุ่นยนต์ DIY ที่ยอดเยี่ยมมากขึ้น