PIC आधारित LF और अवॉइडिंग रोबोट: 16 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

परिचय

इस निर्देशयोग्य में आप एक लाइट फॉलो करना और रोबोट से बचना सीखेंगे। मेरी प्रेरणा सामान्य मानव व्यवहार की नकल करने वाले रोबोटों से आती है, उदाहरण के लिए आप बिना किसी कारण के केवल एक दीवार में नहीं चलेंगे। आपका मस्तिष्क आपकी मांसपेशियों/अंगों के साथ संचार करता है और तुरंत आपको रोक देगा। आपका मस्तिष्क एक बुनियादी माइक्रो-नियंत्रक के समान काम करता है जो इनपुट प्राप्त करता है और उन्हें आउटपुट में संसाधित करता है, इस मामले में आपका मस्तिष्क जानकारी के लिए आपकी आंखों पर निर्भर करता है। साथ ही जब कोई अंधा होता है तो दीवार में चलना स्वीकार्य होता है। आपका मस्तिष्क आपकी आंखों से कोई इनपुट प्राप्त नहीं करता है और न ही दीवार को देख सकता है। यह रोबोट न केवल अंत में एक पूर्ण निर्माण होगा बल्कि बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक घटकों, DIY, और कुछ बनाने के लिए डिज़ाइन कौशल के बारे में एक अच्छा सीखने का अनुभव होगा, और मुझे पता है कि आप इसका आनंद लेंगे। मुझे पता है कि बहुत अधिक आसान और पारंपरिक तरीके हैं जहां आपको स्वयं सर्किट बनाने और समान परिणाम प्राप्त करने के लिए बुनियादी मॉड्यूल का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन मैंने एक और अलग दृष्टिकोण लिया, इसके अलावा यदि आप मेरी तरह एक DIY अखरोट हैं और देख रहे हैं कुछ नया सीखें यह आपके लिए एकदम सही परियोजना है! यह रोबोट प्रकाश का अनुसरण करेगा और जब कोई फीलर दीवार को छूता है तो वह उल्टा हो जाता है और मुड़ जाता है, इसलिए इस रोबोट के लिए ये बुनियादी कार्य हैं। आशा है कि आप मेरी परियोजना का आनंद लेंगे!

चरण 1: सामग्री की सूची

इलेक्ट्रॉनिक्स

प्रतिरोधों

· 10K रोकनेवाला, वाट (x20)

· 2.2K रोकनेवाला, वाट (x10)

· 4.7K वीआर (x2)

· 10K वीआर (x2)

· 1K रोकनेवाला, वाट (x10)

· २२० ओम रोकनेवाला, वाट (x4)

· 22K रोकनेवाला वाट (x10)

संधारित्र

· 10pf सिरेमिक (x5)

· 2200uf इलेक्ट्रोलाइटिक, 25V (x2)

· 10nf सिरेमिक (x4)

अर्धचालकों

· बीडी 139 एनपीएन पावर ट्रांजिस्टर (x4)

· बीडी 140 पीएनपी पावर ट्रांजिस्टर (x4)

· बीसी 327 पीएनपी ट्रांजिस्टर (x4)

· LM350 वोल्टेज नियामक (x2)

· ७४१ ऑप-एम्प (x2)

· 4011 क्वाड नंद (x2)

· PIC16F628A माइक्रोकंट्रोलर (X1)

· एलईडी 5 मिमी (आपकी पसंद का रंग) (x3)

हार्डवेयर

· प्लाईवुड बोर्ड शीट

· 5 मिमी x 60 मिमी स्पेसर नट (x4)

· 5 मिमी x 20 मिमी बोल्ट (x8)

· गियर वाली मोटरें 12V 500mA (x2)

· 60 मिमी फोम व्हील (x2)

· महिला हीथ (जम्पर) कनेक्टर (x50)

· 12V, 7.2Ah गेट मोटर बैटरी (वैकल्पिक, छोटी बैटरी का उपयोग किया जा सकता है लेकिन सुनिश्चित करें कि यह 12V है)।

· 2 मिमी तार (10 मीटर)

पुरुष हीथर (जम्पर) कनेक्टर पिन (x50)

· 3 मिमी गर्मी हटना टयूबिंग (2 मी)

चरण 2: बिल्डिंग सर्किट

सर्किट का निर्माण काफी सीधे आगे है, यह उन लोगों के लिए एक महान सीखने का अनुभव है जिन्होंने इसे पहले कभी नहीं किया और जिनके पास अच्छा अभ्यास है। आप हमेशा एक अलग विधि का प्रयास कर सकते हैं लेकिन मैं वेरोबार्ड का उपयोग करना पसंद करता हूं क्योंकि सोल्डरिंग के लिए पटरियों के पार जाने के साथ यह आसान है। मैं ब्रेड बोर्ड पर एक मॉडल बनाने के लिए वास्तविक सर्किट बनाने से पहले और कागज पर अपने सर्किट के लिए अपने वेरोबार्ड लेआउट को डिजाइन करने की सलाह देता हूं, यह अब बहुत काम की तरह लगता है, लेकिन यह आपके सर्किट का निर्माण करते समय भुगतान करेगा (विशेषकर संदर्भ बिंदुओं के लिए))

एच-पुलों का निर्माण

एच-ब्रिज एक सर्किट है जो आपके मोटरों की ड्राइविंग के लिए ज़िम्मेदार है जो माइक्रो-कंट्रोलर से सिग्नल प्राप्त करता है और या तो मोटर्स को रोकता है या उलट देता है (यह 4011 के साथ एक संशोधित एच-ब्रिज है जो सुरक्षा सर्किटरी के रूप में कार्य करता है और अधिक जोड़ता है नियंत्रण सुविधाएँ)। नीचे सर्किट आरेख, वेरा बोर्ड लेआउट और अंतिम सर्किट की छवियां हैं (प्रत्येक मोटर के लिए 2 एच-ब्रिज बनाना याद रखें)।

चरण 3: एलडीआर सर्किट का निर्माण

एलडीआर सर्किट रोबोट के लिए आंखों के रूप में कार्य करता है जो प्रकाश की उपस्थिति को महसूस करता है और पीआईसी माइक्रो-कंट्रोलर को वोल्टेज सिग्नल भेजता है, पीआईसी के लिए वोल्टेज सिग्नल को बढ़ाने के लिए मैंने 741 ऑपरेशनल-एम्प का उपयोग किया। 2 सर्किट बनाना याद रखें, रोबोट की प्रत्येक आंख के लिए एक।

चरण 4: पीआईसी सपोर्टिंग सर्किट का निर्माण

यह वह सर्किट है जो रोबोट का दिमाग है।

चरण 5: वोल्टेज विनियमन सर्किट का निर्माण

रोबोट में आने वाली मुख्य वोल्टेज आपूर्ति 12 वी होगी, इसका मतलब है कि एच-ब्रिज सर्किट पर वोल्टेज नियामक होना चाहिए क्योंकि वे 9वी और पीआईसी और एलडीआर सर्किट पर काम करते हैं जो दोनों 5 वी पर काम करते हैं। घटकों को नुकसान न पहुंचाने के लिए वोल्टेज भी स्थिर होना चाहिए, ये सर्किट वोल्टेज को विनियमित करेंगे, 2 सर्किट बनाना याद रखें। (सभी चित्र नीचे हैं)। आपके द्वारा सर्किट पूरा करने के बाद VR को घुमाकर और मल्टी-मीटर का उपयोग करके मापकर उन्हें सही वोल्टेज पर सेट करें। याद रखें LDR और PIC सर्किट को +5V की आवश्यकता होती है। और एच-ब्रिज को +9वी की जरूरत है।

चरण 6: सर्किट में पिन जोड़ना

अब जब आपने अपना सर्किट बना लिया है तो हेडर पिन पर सोल्डर करने का समय आ गया है। एक अन्य तरीका तार को सीधे बोर्ड में मिलाप करना है, लेकिन मुझे लगता है कि तार टूटना तब अधिक सामान्य है। यह निर्धारित करने के लिए कि प्रत्येक सर्किट के वेरोबार्ड लेआउट पर पिनों को कहां मिलाना है, सर्किट डिजाइन के नीचे की चाबियों में आपको हेडर पिन के लिए प्रतीक मिलेंगे और फिर बस अपने सर्किट डिजाइन को देखें, बोर्ड पर अपने छेदों को गिनें। लेआउट और फिर पिन को मिलाप करें। (जिस प्रतीक को आपको देखना चाहिए वह एक छवि में प्रदान किया जाएगा)। सही सर्किट के लिए सही लेआउट चुनना याद रखें।

चरण 7: वेरोबार्ड के ट्रैक तोड़ना

आपके सर्किट लगभग समाप्त हो चुके हैं; अब सबसे महत्वपूर्ण काम वेरोबार्ड पर पटरियों को तोड़ना है। प्रत्येक सर्किट पर चाबियों का उपयोग करके फिर से उसी सिद्धांत का पालन करें, यह निर्धारित करने के लिए कि पटरियों को कहाँ तोड़ना है, सुनिश्चित करें कि आप सभी तरह से पटरियों को तोड़ते हैं, मैंने एक शिल्प (शौक) चाकू का उपयोग किया था। (कुंजी की एक छवि और ट्रैक ब्रेक का एक उदाहरण प्रदान किया जाएगा)।

चरण 8: PIC को कोड करना

अब जब आपने अपना सर्किट पूरा कर लिया है तो आप रोबोट के मुख्य भाग को करना शुरू कर सकते हैं, PIC को कोड करना, PIC को कोडिंग करना सीधे आगे है, कोड MPLab X में लिखा गया था, स्रोत कोड और फर्मवेयर फ़ाइल (.hex) में प्रदान की गई है। ज़िप पैकेज। फर्मवेयर को PIC कंट्रोलर पर फ्लैश करने के लिए आप उपलब्ध किसी भी प्रोग्रामर का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 9: माइक्रोचिप्स डालना

अब जब आपने सर्किट के साथ अपना अधिकांश काम पूरा कर लिया है, तो माइक्रोचिप्स डालने का समय आ गया है। यह काफी आसान काम है लेकिन यह अभी भी मुश्किल है, आपके अधिकांश माइक्रोचिप अजीब स्पंज में आते हैं जब आप उन्हें स्टोर से खरीदते हैं, तो आपको आश्चर्य हो सकता है कि चिप्स स्थिर संवेदनशील क्यों हैं, जिसका अर्थ है कि आप उन्हें अपने हाथों से तब तक नहीं छू सकते जब तक आप एक स्थिर बैंड पहने हुए हैं। इसमें 4011 और PIC शामिल हैं, इसलिए सावधान रहें और इन माइक्रोचिप्स के पिन को न छुएं अन्यथा आप उन्हें नुकसान पहुंचाएंगे। (सुनिश्चित करें कि आप चिप को दाईं ओर डाल रहे हैं, एक उदाहरण प्रदान किया जाएगा)।

चरण 10: परीक्षण सर्किट

आपके सर्किट अब पूरे हो गए हैं; उनका परीक्षण करने का समय आ गया है! अपने सर्किट का परीक्षण करने के लिए आपको एक मल्टीमीटर की आवश्यकता होगी (एक मल्टीमीटर एक ऐसा उपकरण है जो वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध में अंतर को मापता है), सौभाग्य से आधुनिक मल्टीमीटर में कुछ और कार्य हैं। सबसे पहले आपको सर्किट का एक बुनियादी दृश्य निरीक्षण करना होगा, किसी भी दरार, तार टूटने और डिस्कनेक्शन की जांच करना होगा। जब आप इस बारे में खुश हो जाते हैं कि सर्किट में सभी ध्रुवों की जांच करना महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए: आपके ट्रांजिस्टर सही तरीके से होने चाहिए और आपके माइक्रोचिप्स को ठीक से डाला जाना चाहिए। उसके बाद सर्किट बोर्ड के नीचे की जांच करने का समय आ गया है, ट्रैक के बीच में किसी भी शॉर्ट को दृष्टि से जांचें और फिर यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक क्राफ्ट चाकू लें और इसे सुनिश्चित करने के लिए बोर्ड के धातु ट्रैक के बीच में इसे टुकड़ा करें। आपके ब्रेक पर ध्यान देने वाली अंतिम चीज है, अपने सर्किट में प्रत्येक ब्रेक का एक दृश्य निरीक्षण करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि ट्रैक सभी तरह से टूटा हुआ है। ठीक से जाँच करने के लिए आपको अपनी मल्टीमीटर सेटिंग को निरंतरता में समायोजित करने की आवश्यकता है (नीचे एक छवि प्रदान की जाएगी) और एक लीड को ब्रोकन ट्रैक के एक तरफ और दूसरी लीड को दूसरी तरफ रखें, यदि आपका मल्टीमीटर बीप करता है तो आपका ब्रेक दोषपूर्ण है और आपको इसे फिर से करने की आवश्यकता है। मैं भ्रमित न होने के लिए प्रत्येक सर्किट को व्यक्तिगत रूप से परीक्षण करने की सलाह देता हूं। (अगला कदम उठाने से पहले अपने सभी दोषों को ठीक करें)। सर्किट को उचित वोल्टेज विनियमन के साथ चलाना याद रखें:

· एच-ब्रिज: 9वी

· एलडीआर + पीआईसी: 5वी

चरण 11: रोबोट बॉडी को असेंबल करना

अब जब आपका सर्किट काम हो गया है तो कुछ DIY करने का समय आ गया है, अब हम रोबोट के शीर्ष भाग को असेंबल करेंगे। शीर्ष भाग में मूल रूप से सभी सर्किटरी और सेंसर होते हैं। सबसे पहले आपको स्पेसर नट और स्क्रू के लिए अपने प्लाईवुड बोर्ड में छेद ड्रिल करने की आवश्यकता है, प्रत्येक कोने पर एक सेंटीमीटर ड्रिल करें (यह वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है जहां आप अपने छेद को तब तक ड्रिल करना चुनते हैं जब तक कि आपकी संरचना स्थिर हो और यह मेल खाती हो नीचे के बोर्ड पर ड्रिल किए गए छेदों के लिए)। अब कुछ और ड्रिलिंग करनी है…..यदि आप अपने बोर्ड को स्पेसर नट्स पर माउंट करना चुनते हैं, तो आपको उनके लिए ड्रिल करने की आवश्यकता है (अपने नट का व्यास देखें और उसी के अनुसार ड्रिल बिट चुनें), आपको अपने में छेद ड्रिल करने की भी आवश्यकता है। सर्किट, ऐसा करते समय सावधान रहें कि बोर्ड को नुकसान न पहुंचे और चुनें कि आप अपने सर्किट बोर्ड के लेआउट के अनुसार छेद कहां चाहते हैं (ट्रैक को नुकसान नहीं पहुंचाने के लिए)। एक और आसान तरीका यह है कि बोर्ड को प्लाईवुड पर चिपका दिया जाए (ऐसा करते समय मेरे लेआउट से चिपके रहने की कोशिश करें, पीछे की तरफ लगे एच-ब्रिज आदि)

चरण 12: रोबोट बॉडी को असेंबल करना (भाग 2)

अब जब आपने शीर्ष भाग को इकट्ठा कर लिया है, तो नीचे के हिस्से को इकट्ठा करने का समय आ गया है। नीचे सभी वोल्टेज रेगुलेटर, ड्राइविंग मोटर्स और कैपेसिटर होंगे। आपका पहला कदम प्लाईवुड बोर्ड पर मोटरों को बढ़ाना होगा। मैं मोटर्स को माउंट करने के दो बुनियादी तरीके पसंद करता हूं, या तो आप उन्हें प्लाईवुड पैनल के बीच में या अपनी पसंद के एक तरफ माउंट करें। यदि आप मोटरों को किनारे पर माउंट करना चुनते हैं तो आपको रोबोट संतुलन में मदद करने और इसे स्वयं ठीक से चलाने के लिए एक फ्रंट फ्लाईव्हील खरीदना याद रखना होगा। अपने मोटर्स को ठीक से माउंट करने से पहले कुछ बुनियादी माप और जांच करना याद रखें, मैं केबल ज़िप संबंधों के साथ मोटर को माउंट करने की सलाह देता हूं जो सस्ता और पूरा करने में आसान है, पहले अपनी मोटर को अपने वांछित माप के अनुसार गर्म करें, फिर दोनों तरफ दो छेद ड्रिल करें। प्लाईवुड में मोटर और इसे पकड़ने के लिए बस एक ज़िप टाई का उपयोग करें (याद रखें कि अपनी ज़िप टाई को ठीक से कस लें)। रेगुलेटर और कैपेसिटर लगाना आसान होगा (प्लाईवुड पर आपके पास जो जगह है, उसमें सुधार करें) और उन्हें स्पेसर नट विधि या हॉट ग्लू का उपयोग करके माउंट करें, (मैं कैपेसिटर को ग्लूइंग करने की सलाह देता हूं)। अंत में शीर्ष बोर्ड को माउंट करने के लिए छेद ड्रिल करें (उसी माप का उपयोग करें जैसा आपने शीर्ष भाग पर किया था), मैं छोटे छेदों को ड्रिल करने और स्पेसर नट को फिट करने की सलाह देता हूं।

चरण 13: वायरिंग

अब जब आपने अपने सर्किट को मिलाप, जाँच और माउंट कर लिया है, तो पूरी चीज़ को एक साथ तार करने का समय आ गया है। तारों की मूल बातें यह हैं कि सभी सर्किट अंततः पीआईसी को तार दिए जाएंगे जो प्रक्रिया और सूचना भेजेंगे, याद रखें कि आपकी वायरिंग बहुत महत्वपूर्ण है और आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि सब कुछ सही है। ठीक है, अब तार कैसे करें, अब आप समझ गए हैं कि मैंने हीथर पिन विधि के साथ क्यों जाना चुना क्योंकि यह इसे आसान बनाता है। यदि आपके पास महिला जम्पर तार है तो आप जल्दी से बोर्डों को एक साथ जोड़ सकते हैं, यदि नहीं तो आप हीथ पिन पर सामान्य तार मिलाप कर सकते हैं (जंपर्स बेहतर हैं क्योंकि यदि आपके पास गलत पिन हैं तो आपको फिर से मिलाप करने की आवश्यकता नहीं है)। छवि में एक वायरिंग आरेख प्रदान किया जाएगा।

चरण 14: फीलर्स को जोड़ना और जोड़ना

आपका रोबोट अपने सामने की दीवार को महसूस करने के लिए दो फीलर का उपयोग करेगा। फीलर्स को जोड़ना काफी सरल है, इसके मूल रूप से दो माइक्रो स्विच बाएं और दाएं फीलर के रूप में कार्य करते हैं। अपने दूसरे बोर्ड के सामने उन्हें गर्म गोंद दें। कनेक्शन का सर्किट आरेख नीचे दिया जाएगा। (माइक्रो स्विच पिन जैसे COM का पता लगाना याद रखें)।

चरण 15: परीक्षण रोबोट

ठीक है, यह बाहर निकलने का क्षण है जिसका आप इंतजार कर रहे हैं, अंत में पहली बार अपने रोबोट को आग लगाने के लिए !! अब बहुत बाहर मत निकलो यह पहली बार काम नहीं करता है, अगर ऐसा होता है तो आप एक भाग्यशाली निर्माता हैं !! अब अगर यह काम नहीं करता है तो निराश न हों, चिंता न करें यह निश्चित रूप से जल्द ही होगा। नीचे मैंने उन सभी संभावित समस्याओं की एक सूची बनाई है जिनका आप सामना कर सकते हैं और उन्हें कैसे हल किया जा सकता है।

· पूरी बात कुछ नहीं करती है। बिजली आपूर्ति सर्किट और बोर्ड के बिजली पिनों के कनेक्शन की जांच करें, ध्रुवीयता के मुद्दों की भी जांच करें।

· विपरीत दिशाओं में मुड़ने वाली मोटरें। एक मोटर की ध्रुवीयता को स्वैप करें, इसे इसे दूसरी तरफ मोड़ना चाहिए, यह एक प्रोग्रामिंग समस्या भी हो सकती है।

· कुछ धूम्रपान करना शुरू कर देता है या आपको लगता है कि कुछ वास्तव में गर्म है। शार्ट सर्किट!! नुकसान से बचने के लिए तुरंत स्विच ऑफ कर दें। तार कनेक्शन सहित सभी संभावित सर्किटों की जाँच करें।

· मोटर्स वास्तव में धीरे-धीरे मुड़ते हैं। रोबोट के लिए वर्तमान बढ़ाएँ। या संभव एच-ब्रिज की कमी।

रोबोट प्रकाश को ठीक से महसूस नहीं कर रहा है। एलडीआर सर्किट पर वीआर समायोजित करें, एक प्रोग्रामिंग समस्या हो सकती है।

रोबोट असामान्य व्यवहार कर रहा है और अजीब चीजें कर रहा है। प्रोग्रामिंग! प्रोग्रामिंग कोड को दोबारा जांचें।

· रोबोट दीवार को नहीं भांप रहा है। माइक्रो-स्विच पर कनेक्शन जांचें।

तो ये वो समस्याएं हैं जो मेरे रोबोट के साथ हुईं, अगर आपको कोई असामान्य समस्या है तो बेझिझक मेरे डिजाइन को बेहतर के लिए बदल सकते हैं या संशोधित कर सकते हैं, याद रखें कि हम सभी सीख रहे हैं और परफेक्ट जैसी कोई चीज नहीं है।

चरण 16: परीक्षण और त्रुटि

यदि कई घंटों की कोशिश, जाँच और परीक्षण के बाद भी आपका रोबोट काम नहीं करता है, तो इसे दीवार के खिलाफ न फेंके और न ही इसे फाड़ें और आशा खो दें। कुछ ताजी हवा लेने के लिए बाहर घूमने की कोशिश करें या बस उस पर सोएं, मेरे पास ऐसे कई पल हैं, और क्या आप जानते हैं क्यों? इलेक्ट्रॉनिक्स एक कठिन शौक है, एक घटक विफल हो जाता है- सब कुछ विफल हो जाता है। परीक्षण करते समय इसे खंडों में तोड़ना न भूलें और हमेशा डिजाइन और लेआउट के साथ खुले दिमाग रखें। स्वतंत्र और रचनात्मक रहें और कभी हार न मानें !!! अगर आपको मेरा प्रोजेक्ट पसंद आया तो कृपया मुझे मेक इट मूव प्रतियोगिता में वोट करें, आशा है कि आप लोग इसका आनंद लेंगे!