Robot bombero: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Se trata de un robot bombero hecho para detectar el fuego mediante sensores de llama, dirigirse hacia él y apagar el fuego mediante el agua. También puede evitar obstáculos mientras se dirige hacia el fuego mediante sensores ultrasónicos. Además, te envía un correo electrónico cuando apaga el fuego.

Bruface Mecatronics Project Group 5

Miembros del equipo:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Paso 1: lista de compras

Arduino Mega 1X

Motor de 9 V CC 2X

Micro servo 9g 1X

Servomotor 442hs 1X

Bomba de agua 1X

Sensor sónico ultrasónico 2X

Sensor de llama de 1 vía 4X

Puente en H 2X

Módulo Wi-Fi 1X

Interruptor de encendido / apagado 1X

Mini protoboard 1X

Cables Arduino

Batería de 9V 1X

Enchufe de batería de 9V 1X

Batería LIPO 7.2Volt 1X

Juego de orugas de goma 2X

Montaje del motor 2X

Espaciador (M3 hembra-hembra 50mm) 8X

Tornillos (M3)

Depósito de agua (300 ml) 1X

Manguera de agua 1X

Paso 2: algunas sugerencias técnicas sobre la elección de componentes

Motores DC con codificador:

La ventaja del motor de CC con codificador sobre un motor de CC simple es la capacidad de compensar velocidades cuando se desea tener más de un motor y se desea la misma velocidad para todos. Generalmente, cuando tiene más de un motor con la misma entrada (Voltaje y corriente) y su objetivo es tenerlos exactamente con la misma velocidad, lo que podría suceder es que algunos motores patinen, lo que provocará una diferencia de velocidad entre ellos. p.ej para nuestro caso (dos motores como potencia motriz) podría causar una desviación hacia un lado cuando el objetivo era avanzar. lo que hacen los encoders es contar el número de rotaciones de ambos motores y en caso de tener diferencia compensarlas. Sin embargo, dado que cuando probamos nuestro robot, no se observó ninguna diferencia en la velocidad de los dos motores, no usamos los codificadores.

Servomotores:

Para el mecanismo de la pistola de agua, lo que necesitábamos era tener motores que pudieran proporcionar un movimiento relativamente preciso en un rango específico. Por lo que respecta, existen dos opciones: servomotor O motor paso a paso

Generalmente un motor paso a paso es más económico que un servomotor, sin embargo, dependiendo de la aplicación, hay muchos otros factores que deben tenerse en cuenta. Para nuestro proyecto hemos considerado los siguientes factores:

1) La relación potencia / masa del servomotor es más alta que la de los motores paso a paso, lo que significa que para tener la misma cantidad de potencia, el motor paso a paso será más pesado que el servomotor.

2) Un servomotor consume menos energía que un paso a paso, lo que se debe al hecho de que el servomotor consume energía cuando gira a la posición ordenada pero luego el servomotor descansa. Los motores paso a paso continúan consumiendo energía para bloquear y mantener la posición ordenada.

3) Los servomotores son más capaces de acelerar cargas que los motores paso a paso.

Estas razones conducirán a un menor consumo de energía, lo que fue importante en nuestro caso, ya que usamos una batería como fuente de alimentación para todos los motores

En caso de que esté interesado en saber más sobre las diferencias entre servo y paso a paso, consulte el siguiente enlace:

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

Puente en H:

Lo que hace es hacerle capaz de controlar tanto la dirección como la velocidad de sus motores de corriente continua. En nuestro caso, solo los usamos para controlar el sentido de rotación de ambos motores de CC (conectados a las ruedas motrices).

Además, se utiliza otro puente en H como un simple interruptor de encendido / apagado para la bomba. (Esto también se puede hacer mediante un transistor)

Sensores ultrasónicos:

Se utilizan para poder esquivar obstáculos. Hemos utilizado 2 sensores, sin embargo, puede aumentar el rango de área observable aumentando el número de sensores. (Alcance efectivo de cada sensor ultrasónico: 15 grados)

Sensores de llama:

Se utilizan en total 4 sensores de llama. 3 sensores debajo del chasis están conectados a los pines analógicos y digitales de Arduino. Las conexiones digitales se utilizan para detectar el fuego para acciones posteriores, mientras que las conexiones analógicas se utilizan solo para proporcionar lecturas de la distancia al fuego para el usuario. El otro sensor en la parte superior se usa digitalmente y su función es enviar el comando para detener el vehículo a una distancia adecuada del fuego, por lo que en el momento en que el sensor en la parte superior que tiene un ángulo específico detecte el fuego, lo hará envíe el comando para detener el vehículo y poner en marcha la bomba de agua y hacer funcionar la pistola de agua para apagar el fuego.

Arduino Mega:

La razón para elegir un mega arduino sobre un arduino UNO es la siguiente:

1) Tener un módulo Wi-Fi aumenta drásticamente la cantidad de líneas en el código y necesita un procesador más potente para evitar la posibilidad de fallar mientras se ejecuta el código.

2) tener mayor número de pines en caso de estar interesado en ampliar el diseño y agregar algunas características más.

Pistas de goma:

Se utilizan orugas de goma para evitar cualquier problema o deslizamiento en caso de tener un piso resbaladizo u objetos pequeños en el camino.

Paso 3: Fabricación de piezas

A continuación, se proporcionan dibujos técnicos de las piezas producidas por impresora 3D o por cortadora láser. La apariencia de su bombero se puede cambiar según su interés, para que pueda cambiar la forma del cuerpo y el diseño de la manera que más le convenga.

Cuerpo principal Piezas cortadas con láser:

Chasis (plexiglás 6 mm) 1X

Parte del techo (plexiglás 6 mm) 1X

Parte trasera (MDF 3 mm) 1X

Parte lateral (MDF 3 mm) 2X

Piezas impresas en 3D:

Soporte ultrasónico 2X

Soporte del sensor de llama 1X

Soporte de cojinete de rueda 4X

Configuración de pistola de agua 1X

Paso 4: Corte por láser (todas las dimensiones en cm)

Paso 5: Dibujos técnicos para impresión 3D: (todas las dimensiones en cm)

Paso 6: experimentos

Este es un video corto que muestra algunos experimentos para verificar la funcionalidad de diferentes componentes.

Paso 7: Servomotores y montaje de pistola de agua

Paso 8: Montaje final

Paso 9: cableado de componentes a Arduino

Paso 10: Pines asociados a Arduino

Paso 11: Diagrama de flujo del programa

Paso 12: Programación

V2 es el programa principal y otros códigos son subprogramas.