Robô de bombeiro: 12 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Trata-se de um robô bombeiro feito para detectar incêndios por meio de sensores de chama, indo em sua direção e apagando o fogo por água. Também pode evitar obstáculos enquanto se dirige para o fogo por meio de sensores ultrassônicos. Além disso, ele envia um e-mail para você quando apaga o fogo.

Grupo de Projeto de Mecatrônica Bruface 5

Membros do time:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Etapa 1: lista de compras

Arduino Mega 1X

Motor 9V DC 2X

Micro servo 9g 1X

Servo motor 442hs 1X

Bomba de água 1X

Sensor ultrassônico 2X

Sensor de chama unidirecional 4X

Ponte H 2X

Módulo Wi-Fi 1X

Chave liga / desliga 1X

Mini breadboard 1X

Cabos Arduino

Bateria 9V 1X

Plugue de bateria de 9 V 1X

Bateria LIPO 7,2 Volts 1X

Trilha de borracha definida 2X

Montagem do motor 2X

Espaçador (M3 fêmea-fêmea 50 mm) 8X

Parafusos (M3)

Tanque de água (300 ml) 1X

Mangueira de água 1X

Etapa 2: algumas dicas técnicas na escolha dos componentes

Motores DC com codificador:

A vantagem do motor DC do codificador sobre um motor DC simples é a capacidade de compensar as velocidades quando se deseja ter mais de um motor e a mesma velocidade para todos eles. Geralmente, quando você tem mais de um motor com a mesma entrada (tensão e corrente) e seu objetivo é tê-los exatamente com a mesma velocidade, o que pode acontecer é que alguns motores podem escorregar o que causará uma diferença de velocidade entre eles que por exemplo para o nosso caso (dois motores como força motriz) poderia causar um desvio para um lado quando o alvo fosse avançar. o que os encoders fazem é contar o número de rotações de ambos os motores e, em caso de diferença, compensar. Porém, desde que testamos nosso robô, nenhuma diferença foi observada na velocidade dos dois motores, não usamos os encoders.

Servo Motors:

Para o mecanismo de pistola d'água, o que precisávamos era ter motores que pudessem fornecer um movimento relativamente preciso em uma faixa específica. No que diz respeito, existem duas opções: servo motor OU motor de passo

geralmente um motor de passo é mais barato que um servo motor. No entanto, dependendo da aplicação, há muitos outros fatores que devem ser levados em consideração. Para o nosso projeto, consideramos os seguintes fatores:

1) A relação potência / massa do servo motor é maior do que o motor de passo, o que significa que por ter a mesma quantidade de força o motor de passo será mais pesado que o servo motor.

2) Um servo motor consome menos energia do que um motor de passo, o que se deve ao fato de que o servomotor consome energia ao girar para a posição comandada, mas então o servomotor para. Os motores de passo continuam a consumir energia para travar e manter a posição comandada.

3) Servo motores são mais capazes de acelerar cargas do que os motores de passo.

Esses motivos levarão a um menor consumo de energia, o que foi importante no nosso caso, uma vez que utilizamos uma Bateria como fonte de alimentação para todos os motores

Caso você esteja interessado em saber mais sobre as diferenças entre servo e stepper, verifique o seguinte link:

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

Ponte H:

O que ele faz é torná-lo capaz de controlar a direção e a velocidade de seus motores CC. Em nosso caso, nós apenas os usamos para controlar a direção de rotação para ambos os motores DC (conectados às rodas motrizes).

Além disso, outra ponte H é usada como um simples interruptor liga / desliga para a bomba. (Isso também pode ser feito por meio de um transistor)

Sensores ultrassônicos:

Eles são usados para serem capazes de evitar obstáculos. Usamos 2 sensores, no entanto, você pode aumentar a faixa de área observável aumentando o número de sensores. (Alcance efetivo de cada sensor ultrassônico: 15 graus)

Sensores de chama:

No total, 4 sensores de chama são usados. 3 sensores sob o chassi são conectados aos pinos analógicos e digitais do Arduino. As conexões digitais são usadas para detectar o fogo para outras ações, enquanto as conexões analógicas são usadas apenas para fornecer leituras da distância para o fogo para o usuário. O outro sensor da parte superior é utilizado digitalmente e tem como função enviar o comando para parar o veículo a uma distância adequada do fogo, portanto no momento em que o sensor da parte superior que possui um ângulo específico detectar o incêndio, ele irá envie o comando para parar o veículo e dar partida na bomba d'água e acionar a pistola d'água para apagar o fogo.

Arduino Mega:

A razão para escolher um arduino mega em vez de um arduino UNO é a seguinte:

1) Ter um módulo Wi-Fi aumenta drasticamente o número de linhas no código e precisa de um processador mais potente para evitar possíveis falhas durante a execução do código.

2) ter maior número de pinos caso haja interesse em expandir o design e adicionar mais alguns recursos.

Trilhos de borracha:

Esteiras de borracha são utilizadas para evitar qualquer problema ou escorregamento em caso de piso escorregadio ou pequenos objetos no caminho.

Etapa 3: Fabricação de peças

A seguir, são fornecidos os desenhos técnicos das peças que são produzidas por impressora 3D ou por cortador a laser. A aparência do seu bombeiro pode ser alterada com base no seu interesse, para que você possa alterar a forma do corpo e o design da maneira que mais lhe convier.

Peças cortadas a laser do corpo principal:

Chassi (Plexiglas 6mm) 1X

Parte do telhado (Plexiglas 6mm) 1X

Parte traseira (MDF 3 mm) 1X

Parte lateral (MDF 3 mm) 2X

Peças impressas em 3D:

Suporte ultra-sônico 2X

Suporte do sensor de chama 1X

Suporte de rolamento de roda 4X

Configuração da pistola de água 1X

Etapa 4: Corte a laser (todas as dimensões em cm)

Etapa 5: Desenhos técnicos para impressão 3D: (todas as dimensões em cm)

Etapa 6: experimentos

Este é um pequeno vídeo que mostra alguns experimentos para verificar a funcionalidade de diferentes componentes.

Etapa 7: Servo motores e conjunto de pistola d'água

Etapa 8: Montagem final

Etapa 9: conectando componentes ao Arduino

Etapa 10: Pinos associados ao Arduino

Etapa 11: Fluxograma do Programa

Etapa 12: Programação

V2 é o programa principal e outros códigos são subprogramas.