Robot Pengusir Salju Canggih untuk Pembersihan Musim Dingin yang Efisien

Komponen dan Perlengkapan

Tentang Proyek Ini

Mengapa saya ingin membuat Robot SnowPlow? Karena saya tidak acuh terhadap solusi untuk membuat hidup lebih mudah, saya mempertimbangkan ide untuk menciptakan dan mengajukan solusi yang dapat membantu orang menghindari dingin musim musim dingin dan kelelahan menggunakan sekop tradisional manual untuk menghapus salju dari trotoar. Untuk melakukan ini, saya memilih sesuatu yang menyenangkan dan teknologis. Dengan cara ini saya memutuskan untuk mulai mengembangkan Robot Snowplow, yang dikontrol dari jarak jauh, dengan mekanika yang kuat, elektronik kontrol dan motor listrik yang kuat. Hasilnya adalah versi miniat dari snowplow nyata dengan katrak, blad motor (yang dapat diangkat dan dipindahkan) dan proyektor cahaya yang dipasang di atas untuk menerangi jalan di gelap. Robot dapat dikontrol dari jarak jauh dengan remote PlayStation.

Dalam video berikut Anda dapat melihat robot snowplow dalam aksi, seseorang bilang bahwa untuk menyekop salju robot snowplow harus mengambil run-up, ITU BUKAN SAMA, saya telah membuat video untuk menunjukkan bagaimana salju dihapus.

Bagaimana cara pembuatannya?

Robot terdiri dari rangka yang mendukung blad motor (yang dapat diangkat dan dipindahkan) dan sistem traksi yang terdiri dari motor listrik, roda dan jejak katrak. Chassis dibuat dari besi batangan persegi panjang yang diatinkan bersama. Ukuran robot adalah 600X375X240 mm, tidak termasuk blad, dan beratnya sekitar 30 kg.

Bagian listrik dan elektronik snowplow didasarkan pada Arduino Uno, yang menempatkan tiga shield dan berinteraksi dengan:

• MOTOR DRIVER
• RELAY BOARD CHANNEL
• DC/DC converter step up

Shield yang dipasang pada Arduino adalah motor shield untuk mengontrol tiga motor linier yang mengatur gerakan blad dan PS2SHIELD, yang memungkinkan Anda untuk berinteraksi dengan PlayStation 2 (PS2); yang terakhir memerlukan RX-PS2, yang merupakan penerima radio 2,4 GHz untuk mengirim/menerima perintah tertentu dari konsol tersebut. Diagram kabel robot adalah apa yang Anda temukan di halaman ini; sumber daya terdiri dari serangkaian dua baterai gel timbun oleh 7,2 Ah: kita mengambil 12 V dari titik tengah koneksi keduanya, sementara di antara negatif dan positif dari seri kita mengambil 24 volt. Saklar (125V, 2×15 ampere) mengontrol dua garis pasokan. Dengan 12 volt, kita menjalankan Arduino, yang akan memberi daya pada shield melalui pin-stripnya; LED (yang memasang resistor pembatas di dalamnya) akan menunjukkan saat Arduino berjalan.

12 volt langsung dari tumpukan baterai juga memberi daya pada bagian daya motor shield. Karena penyerapan dari tiga aktuator linier (cod. LACT2) tinggi, tidak disarankan untuk mengambil 12 V dari Arduino: Anda memilih untuk sumber daya eksternal yang diberikan ke terminal PWR yang sesuai. Untuk menggunakan sumber daya eksternal, Anda harus memindahkan jumper (pada shield) di dekat terminal, di antara tengah dan EXT. Manajemen shield memerlukan pustaka khusus untuk Arduino, yang disediakan dengan komponen. Setiap aktuator linier terdiri dari motor gear 12 Vdc yang menggunakan kenceng untuk memindahkan poros maju dan mundur sepanjang panjangnya (ekspresi maksimum 5 cm).

Aktuator memiliki beban dinamis 50 kg dan kecepatan maksimum 1,3 cm / s. Ia mampu mendukung hingga sekitar 250 kg, saat tidak bergerak, dan momen torsi memastikan pemeliharaan posisi poros bahkan tanpa daya. Dua limit switch menyediakan mesin untuk berhenti saat mencapai ekstensi dan kontraksi maksimum, sementara dioda memungkinkan arah terbalik setelah mencapai titik batas. Aktuator terbuat dari logam dan tertutup untuk melindunginya dari debu dan air (berrating IP63).

Mari kita beralih ke garis pasokan 24 volt, yang memberi daya pada bagian daya snowplow, yaitu bagian traksi dan proyektor (opsional): yang pertama didasarkan pada motor driver, yang harus dihubungkan dengan empat kabel ke sejumlah baris digital Arduino yang sama. Motor driver adalah driver jembatan ganda yang mampu mengemudikan dua motor brush secara berkelanjutan dengan tegangan maksimal 35 VDC dan arus 15 A (masing-masing).

Dengan berinteraksi dengan Arduino dan hanya menggunakan empat I/O digital (2 PWM), Anda dapat memilih arah rotasi dan kecepatan motor. Rangkaian memiliki empat pin kontrol, empat LED yang menunjukkan arah rotasi motor, dua pin untuk pasokan daya papan (5 Vdc) dan dua sink aluminium yang terletak di bagian belakang papan sirkuit, yang diperlukan untuk memanaskan panas yang dihasilkan saat operasi daya penuh.

Untuk pengelolaan driver oleh Arduino, produsen menyediakan pustaka khusus. Blok output terminal memungkinkan Anda untuk menghubungkan dua mesin, yang harus dihubungkan seperti yang ditunjukkan oleh diagram (jangan membalikkan polaritas, jika tidak jejak akan berjalan sebaliknya!) menggunakan kabel dengan penampang minimal 1,5 sq. mm. Untuk input kontrol, sebaiknya diperhatikan koneksi antara Arduino dan konektor kontroler dengan jarak 2,54; korespondensi yang diperlukan saat menggunakan pustaka yang disediakan oleh produsen dan firmware kami: jika Anda mengeditnya, Anda harus meninjau ulang koneksi.

Ingat bahwa DIR adalah tingkat logika untuk mengatur arah rotasi motor dan PWM adalah sinyal PWM untuk memerintah driver daya. Untuk mengidentifikasi kontak konektor kontroler cukup merujuk pada silkscreen yang terlihat di sampingnya di sisi komponen papan sirkuit. Selain pengontrol mesin, 24 volt akan memberi daya pada bagian proyektor LED, Anda dapat memasang atau tidak; jika dipasang, perhatikan kabel yang diingatkan dan ingat untuk mengambil positif 24 V dari kartu relai (cod. RELAY1CH). Yang terakhir menempatkan relai dan transmistor pengemudi masing-masing yang dikontrol oleh Arduino melalui Digital I/O 13; Arduino juga memberi daya pada kartu, melalui +5V dan ground (GND).

Relai memungkinkan untuk menyalakan dan mematikan proyektor, menargetkan tindakan pada sirkuit yang sesuai. Proyektor dirancang untuk beroperasi pada 220 Vac, namun, karena tegangan ini tidak tersedia pada robot, untuk menghindari penggunaan inverter kami memodifikasi proyektor dengan membukanya, menghapus AC / DC dan membawa dua kawat daya LED langsung ke keluaran konverter DC / DC (cod. STEPUP30V); yang terakhir adalah konverter switching dengan tegangan output dapat disesuaikan, yang harus disesuaikan untuk memberikan arus ke LED sehingga bekerja pada sekitar 10 watt. Biasanya ini tercapai pada sekitar 30 volt. Namun ingat bahwa daya diberikan oleh hasil VxI, (arus kali tegangan, dalam watt diperoleh jika V dalam volt dan I dalam ampere), jadi pada 30 V, konsumsi arus harus sedikit di bawah 340 mA. Meskipun sekelompok LED dilindungi dari arus berlebih di dalamnya, STEPUP30V memiliki keterbatasan arus output hingga 2A jadi dapat berguna untuk menggantikannya dengan DC / DC yang dilengkapi dengan batas arus output.

Menerima data dari remote control adalah tugas yang dilakukan oleh shield PS2SHIELD, untuk yang produsen menyediakan pustaka spesifik. Shield melakukan penerimaan dan dekoding perintah; bagian radio diserahkan kepada RX _PS2, yang dimasukkan ke dalam konektor terkait. Hal terakhir yang perlu diperhatikan adalah fotoresistansi, yang digunakan oleh Arduino untuk mendeteksi pencahayaan lingkungan dan mengontrol papan RELAY1CH sehingga proyektor LED menyala; komponen diberi daya ke pembagi tegangan oleh resistor 10 kOhm (1/4 W) dan dibaca dari input analog A0 Arduino. 5 volt diambil dari Arduino 5V. Sensor cahaya ini melakukan sesuatu yang sederhana: dalam kondisi pencahayaan yang baik, resistansi fotoresistansi rendah dan tegangan yang dibaca oleh ADC mikrokontroler Arduino rendah dan tidak memicu papan relai; kegelapan sebaliknya, meningkatkan resistansi banyak dan ADC membaca tegangan mendekati 5 volt, yang menyebabkan proyektor menyala.

INSTRUKSI PEMBANGUNAN

PANDUAN CEPAT

Kode

• Sketch

SketchArduino

https://cdn.hackaday.io/files/869403719640960/Vittorio_Snowplow_Robot.zip 

Skematik