Brandweerrobot - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Dit is een brandweerrobot die is gemaakt om brand te detecteren door middel van vlamsensoren, er naartoe gaat en het vuur met water dooft. Het kan ook obstakels ontwijken terwijl het naar het vuur gaat door middel van ultrasone sensoren. Bovendien stuurt hij je een e-mail als hij het vuur uitdoet.

Bruface Mechatronics Projectgroep 5

Leden van het team:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Stap 1: Boodschappenlijstje

Arduino Mega 1X

9V DC-motor 2X

Micro-servo 9g 1X

Servomotor 442hs 1X

Waterpomp 1X

Ultrasone sonische sensor 2X

1way Vlamsensor 4X

H-brug 2X

Wifi-module 1X

Aan/uit schakelaar 1X

Mini breadboard 1X

Arduino-kabels

9V batterij 1X

9V batterijstekker 1X

LIPO 7.2Volt batterij 1X

Rubberrailset 2X

Motorbevestiging 2X

Afstandsstuk (M3 vrouwelijk-vrouwelijk 50 mm) 8X

Schroeven (M3)

Watertank (300 ml) 1X

Waterslang 1X

Stap 2: Enkele technische tips voor de keuze van componenten

DC motoren met encoder:

Het voordeel van een encoder-gelijkstroommotor ten opzichte van een eenvoudige gelijkstroommotor is de mogelijkheid om snelheden te compenseren wanneer er meer dan één motor is en dezelfde snelheid voor alle motoren gewenst is. Als u meer dan één motor met dezelfde ingang (spanning en stroom) hebt en u wilt ze precies met dezelfde snelheid hebben, kan er over het algemeen gebeuren dat sommige motoren slippen, wat een verschil in snelheid tussen hen veroorzaakt. bijv voor ons geval (twee motoren als aandrijfkracht) zou een afwijking naar één kant kunnen veroorzaken wanneer het doel vooruit zou gaan. wat encoders doen, is het aantal omwentelingen voor beide motoren tellen en in geval van een verschil compenseren. Maar sinds we onze robot hebben getest, werd er geen verschil waargenomen in de snelheid van de twee motoren, daarom hebben we de encoders niet gebruikt.

Servomotoren:

Voor het waterpistoolmechanisme hadden we motoren nodig die een relatief nauwkeurige beweging in een specifiek bereik kunnen bieden. Wat betreft, er zijn twee keuzes: servomotor OF stappenmotor;

over het algemeen is een stappenmotor goedkoper dan een servomotor. Afhankelijk van de toepassing zijn er echter veel andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Voor ons project hebben we rekening gehouden met de volgende factoren:

1) De vermogen / massa-verhouding van de servomotor is hoger dan die van steppers, wat betekent dat voor dezelfde hoeveelheid vermogen de stepper zwaarder zal zijn dan de servomotor.

2) Een servomotor verbruikt minder energie dan een stappenmotor, wat te wijten is aan het feit dat de servomotor stroom verbruikt als deze naar de opgedragen positie draait, maar dan rust de servomotor. Stappenmotoren blijven stroom verbruiken om de opgedragen positie te vergrendelen en vast te houden.

3) Servomotoren zijn beter in staat om belastingen te versnellen dan steppers.

Deze redenen zullen leiden tot minder energieverbruik, wat in ons geval belangrijk was omdat we een batterij als voeding voor alle motoren hebben gebruikt

Als je meer wilt weten over de verschillen tussen servo en stepper, kijk dan op de volgende link:

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

H-brug:

Wat het doet, is u in staat stellen om zowel de richting als de snelheid van uw gelijkstroommotoren te regelen. In ons geval hebben we ze alleen gebruikt om de draairichting voor beide DC-motoren (verbonden met aandrijfwielen) te regelen.

Daarnaast wordt een andere h-brug gebruikt als eenvoudige aan/uit-schakelaar voor de pomp. (Dit kan ook door middel van een transistor)

Ultrasone sensoren:

Deze worden gebruikt om obstakels te kunnen ontwijken. We hebben 2 sensoren gebruikt, maar u kunt het bereik van het waarneembare gebied vergroten door het aantal sensoren te vergroten. (Effectieve bereik van elke ultrasone sensor: 15 graden)

Vlamsensoren:

Er worden in totaal 4 vlamsensoren gebruikt. 3 sensoren onder het chassis zijn aangesloten op zowel analoge als digitale pinnen van Arduino. De digitale verbindingen worden gebruikt voor het detecteren van de brand voor verdere acties, terwijl de analoge verbindingen alleen worden gebruikt om de gebruiker de afstand tot het vuur af te lezen. De andere sensor aan de bovenkant wordt digitaal gebruikt en heeft als functie om het commando te sturen om het voertuig op een geschikte afstand van de brand te stoppen, dus op het moment dat de sensor aan de bovenkant die een bepaalde hoek heeft de brand detecteert, zal deze stuur het commando voor het stoppen van het voertuig en het starten van de pomp, het water en het laten lopen van het waterpistool om het vuur te doven.

Arduino Mega:

De reden voor het kiezen van een arduino mega boven een arduino UNO is als volgt:

1) Het hebben van een Wi-Fi-module verhoogt het aantal regels in de code drastisch en heeft een krachtigere processor nodig om mogelijke kans op crashen tijdens het uitvoeren van de code te voorkomen.

2) met een hoger aantal pinnen in het geval dat u geïnteresseerd bent om het ontwerp uit te breiden en wat meer functies toe te voegen.

Rubbersporen:

Rubberen rupsbanden worden gebruikt om problemen of wegglijden te voorkomen in het geval van een gladde vloer of kleine voorwerpen die in de weg staan.

Stap 3: Onderdelen vervaardigen

Hieronder vindt u technische tekeningen van de onderdelen die zijn geproduceerd met een 3D-printer of een lasersnijder. Het uiterlijk van uw brandweerman kan worden aangepast op basis van uw interesse, zodat u de vorm van het lichaam en het ontwerp kunt veranderen op een manier die bij u past.

Hoofdgedeelte Lasergesneden onderdelen:

Chassis (plexiglas 6 mm) 1X

Dakdeel (plexiglas 6mm) 1X

Achterdeel (MDF 3mm) 1X

Zijdeel (MDF 3mm) 2X

3D geprinte onderdelen:

Ultrasone houder 2X

Vlamsensor houder 1X

Wiellager houder 4X

Opstelling waterpistool 1X

Stap 4: Lasersnijden (alle afmetingen in cm)

Stap 5: Technische tekeningen voor 3D-printen: (alle afmetingen in cm)

Stap 6: Experimenten

Dit is een korte video die enkele experimenten laat zien om de functionaliteit van verschillende componenten te controleren.

Stap 7: servomotoren en waterpistoolassemblage

Stap 8: Eindmontage

Stap 9: Bedrading van componenten naar Arduino

Stap 10: Bijbehorende pinnen aan Arduino

Stap 11: Programmastroomschema

Stap 12: Programmeren

V2 is het hoofdprogramma en andere codes zijn subprogramma's.