SKARA- ऑटोनॉमस प्लस मैनुअल स्विमिंग पूल क्लीनिंग रोबोट: 17 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

• समय पैसा है और शारीरिक श्रम महंगा है। स्वचालन प्रौद्योगिकियों के आगमन और प्रगति के साथ, घर के मालिकों, समाजों और क्लबों के लिए दैनिक जीवन के मलबे और गंदगी से पूल को साफ करने, उनकी व्यक्तिगत स्वच्छता बनाए रखने के साथ-साथ एक निश्चित जीवन स्तर बनाए रखने के लिए एक परेशानी मुक्त समाधान विकसित करने की आवश्यकता है।
• इस दुविधा का सामना करते हुए, मैंने एक मैनुअल कम ऑटोनॉमस पूल सरफेस क्लीनिंग मशीन विकसित की। इसके सरल लेकिन अभिनव तंत्र के साथ, इसे रात भर एक गंदे पूल में छोड़ दें और इसे साफ करने और धब्बे मुक्त करने के लिए उठें।
• ऑटोमेटन में कार्यक्षमता के दो तरीके हैं, एक स्वायत्त जिसे फोन पर एक बटन के फ्लिप के साथ चालू किया जा सकता है और अपना काम करने के लिए अप्राप्य छोड़ दिया जाता है और दूसरा मैनुअल मोड टहनियों और पत्तियों के उन विशिष्ट टुकड़ों को प्राप्त करने के लिए जब समय का सार होता है. मैनुअल मोड में आप फोन पर रेसिंग गेम खेलने के समान रोबोट की गति को नियंत्रित करने के लिए अपने फोन पर एक्सेलेरोमीटर का उपयोग कर सकते हैं। कस्टम मेड ऐप Blynk ऐप का उपयोग करके बनाया गया था और एक्सेलेरोमीटर रीडिंग को मुख्य सर्वर पर और मोबाइल पर वापस भेजा जाता है और फिर हॉटस्पॉट स्विचिंग डेटा के माध्यम से NodeMCU को भेजा जाता है।
• आज भी घरेलू सफाई करने वाले रोबोट को विदेशी उपकरणों या लग्जरी खिलौनों के रूप में देखा जाता है, इसलिए इस मानसिकता को बदलने के लिए मैंने इसे अपने दम पर विकसित किया। इसलिए परियोजना में, मुख्य उद्देश्य उपलब्ध और सस्ती प्रौद्योगिकियों के उपयोग के साथ एक स्वायत्त पूल सतह क्लीनर का डिजाइन और निर्माण करना था, ताकि पूरे प्रोटोटाइप को लागत कुशल रखा जा सके और इसलिए अधिकांश लोग इसे मेरे जैसे ही अपने घर में बना सकते हैं।

चरण 1: कार्य तंत्र

आंदोलन और संग्रह:

• हमारे प्रोटोटाइप के मूल तंत्र में मलबे और गंदगी को इकट्ठा करने के लिए लगातार घूमने वाला कन्वेयर बेल्ट होता है।
• दो मोटरें जो हरकत के लिए आवश्यक जलचक्रों को चलाती हैं।

मार्गदर्शन:

• मैनुअल मोड: मोबाइल के एक्सेलेरोमीटर डेटा का उपयोग करके कोई भी स्कारा की दिशा को नियंत्रित कर सकता है। इसलिए व्यक्ति को बस अपने फोन को झुकाने की जरूरत है।
• स्वायत्त मोड: मैंने एक यादृच्छिक गति लागू की है जो बाधा से बचने के एल्गोरिदम को पूरक करती है ताकि ऑटोमेटन की सहायता के लिए जब यह दीवार से निकटता महसूस करे। बाधाओं का पता लगाने के लिए दो अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग किया जाता है।

चरण 2: सीएडी मॉडल

• सीएडी मॉडल सॉलिडवर्क्स पर किया गया था
• आप इस निर्देश में संलग्न कैड फ़ाइल पा सकते हैं

चरण 3: अवयव

यांत्रिक:

1. लेजर कट पैनल -2nos
2. एक्रिलिक शीट 4 मिमी मोटी
3. थर्मोकोल या पॉलीस्टाइनिन शीट
4. खराद कट छड़
5. घुमावदार प्लास्टिक शीट (लकड़ी खत्म)
6. 3डी प्रिंटेड पार्ट्स
7. पेंच और नट
8. स्टैंसिल ("स्कारा" प्रिंट)
9. Mseal- एपॉक्सी
10. शुद्ध कपड़ा

उपकरण:

• सैंडपेपर
• पेंट
• कोना चक्की
• ड्रिल
• कटर
• अन्य बिजली उपकरण

इलेक्ट्रॉनिक्स:

• नोडएमसीयू
• पेंच कनेक्टर्स: 2pin और 3pin
• बक कन्वर्टर मिनी 360
• गिल्ली टहनी
• IRF540n- Mosfet
• BC547b- ट्रांजिस्टर
• 4.7K रोकनेवाला
• सिंगल कोर वायर
• L293d- मोटर चालक
• अल्ट्रासोनिक सेंसर- 2nos
• 100rpm डीसी मोटर - 3nos
• 12 वी लीड एसिड बैटरी
• बैटरी चार्जर
• सोल्डरिंग बोर्ड
• सोल्डरिंग वायर
• सोल्डरिंग रॉड

चरण 4: 3डी प्रिंटिंग

• 3डी प्रिंटिंग मेरे एक मित्र द्वारा होम असेंबल किए गए प्रिंटर द्वारा की गई थी
• आपको ४ फाइलें मिल सकती हैं जिन्हें ३डी प्रिंटेड होना है

• 3d CAD फ़ाइल को stl प्रारूप में परिवर्तित करके भागों को 3D प्रिंट किया गया था।

• वाटरव्हील में पारंपरिक डिज़ाइनों की तुलना में पानी को अधिक कुशलता से विस्थापित करने के लिए एयरफ़ॉइल के आकार के पंखों के साथ एक सहज डिज़ाइन है। यह मोटर से कम भार खींचने में मदद करता है और साथ ही ऑटोमेटन की गति में उल्लेखनीय रूप से वृद्धि करता है।

चरण 5: लेजर कट पैनल और खराद की छड़

किनारे के पैनल:

• सीएडी को एक वास्तविकता प्रदान करने के लिए, प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए चुनी जाने वाली सामग्रियों पर ध्यान से विचार किया जाना चाहिए, यह ध्यान में रखते हुए कि पूरी संरचना में शुद्ध सकारात्मक उछाल की आवश्यकता होगी।
• मुख्य संरचना को चित्र में देखा जा सकता है। फ्रेम के लिए प्रारंभिक विकल्प अपने हल्के वजन, जंग के लिए बेहतर प्रतिरोध और बेहतर संरचनात्मक कठोरता के कारण एल्यूमीनियम 7 श्रृंखला के साथ जाना था। हालांकि, स्थानीय बाजार में सामग्री की अनुपलब्धता के कारण, मुझे इसे माइल्ड स्टील से बनाना पड़ा।
• साइड फ़्रेम कैड को. DXF प्रारूप में परिवर्तित किया गया और विक्रेता को दिया गया। आप इस निर्देश में संलग्न फ़ाइल पा सकते हैं।
• LCG3015. पर लेजर कट किया गया
• आप इस वेबसाइट में लेजर कटिंग भी दे सकते हैं (https://www.ponoko.com/laser-cutting/metal)

खराद की छड़ें:

• छड़ जो दो पैनलों को जोड़ती है और बिन का समर्थन करती है, स्थानीय निर्माण स्टोर से खराद मशीनिंग द्वारा बनाई गई थी।
• कुल 4 छड़ों की जरूरत थी

चरण 6: बिन का निर्माण

• बिन को ऐक्रेलिक शीट्स का उपयोग करके बनाया गया है, जिन्हें सीएडी ड्राइंग से संदर्भ लेने वाले आयामों के साथ बिजली उपकरणों का उपयोग करके काटा गया था।
• बिन के अलग-अलग कट वर्गों को उद्योग ग्रेड जल प्रतिरोधी एपॉक्सी राल का उपयोग करके इकट्ठा किया जाता है और एक साथ चिपका दिया जाता है।
• 4 मिमी स्टेनलेस स्टील बोल्ट और 3 स्टेनलेस स्टील स्टड की मदद से पूरे चेसिस और उसके घटकों को एक साथ इकट्ठा किया जाता है। उपयोग किए गए नट स्व-सकारात्मक लॉकिंग हैं ताकि किसी भी प्रकृति के अनुपालन से बचा जा सके।
• मोटर लगाने के लिए ऐक्रेलिक शीट के 2 किनारों में गोलाकार छेद किया गया था

• बैटरी और इलेक्ट्रॉनिक्स के बाड़े को फिर 1 मिमी प्लास्टिक शीट से काटकर चेसिस में पैक किया जाता है। तारों के लिए उद्घाटन ठीक से सील और अछूता।

चरण 7: फ्लोटेशन

• विशुद्ध रूप से संरचना से संबंधित अंतिम घटक प्लवनशीलता उपकरण हैं जिनका उपयोग पूरे प्रोटोटाइप को एक सकारात्मक उछाल देने के साथ-साथ पूरे प्रोटोटाइप के ज्यामितीय केंद्र के लिए गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को बनाए रखने के लिए किया जाता है।
• प्लवनशीलता उपकरणों को पॉलीस्टाइनिन (थर्मोकोल) से तैयार किया गया था। उन्हें ठीक से आकार देने के लिए सैंड पेपर का इस्तेमाल किया गया था
• इसके बाद उपरोक्त बाधाओं को ध्यान में रखते हुए mSeal का उपयोग करके स्थानों पर फ्रेम से जोड़ा गया।

चरण 8: अल्ट्रासोनिक सेंसर समर्थन

• यह 3डी प्रिंटेड था और टिन प्लेट्स का उपयोग करके बैक प्लेट्स बनाए गए थे
• इसे मेसेल (एक प्रकार का एपॉक्सी) का उपयोग करके जोड़ा गया था

चरण 9: इलेक्ट्रॉनिक्स

• पूरे सिस्टम को पावर देने के लिए 12V लेड एसिड बैटरी का उपयोग किया जाता है
• यह हिरन कनवर्टर और L293d मोटर नियंत्रक के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है
• बक कनवर्टर सिस्टम के लिए 12v से 5v में कनवर्ट करता है
• IRF540n मस्जिद का उपयोग कन्वेयर बेल्ट की मोटर को नियंत्रित करने के लिए डिजिटल स्विच के रूप में किया जाता है
• NodeMCU का उपयोग मुख्य माइक्रोकंट्रोलर के रूप में किया जाता है, यह वाईफाई (हॉटस्पॉट) का उपयोग करके मोबाइल से जुड़ता है

चरण 10: कन्वेयर बेल्ट

• इसे स्थानीय स्टोर से खरीदे गए नेट फैब्रिक का उपयोग करके बनाया गया था
• कपड़े को एक वृत्ताकार तरीके से काटा जाता है जिससे निरंतर बना रहता है

चरण 11: चित्रकारी

स्कारा को सिंथेटिक पेंट का उपयोग करके चित्रित किया गया था

चरण 12: स्कारा प्रतीक लेजर कट

• मेरे दोस्त द्वारा बनाए गए होममेड लेजर का उपयोग करके स्टैंसिल को काटा गया था।
• जिस सामग्री पर लेजर कटिंग की गई वह स्टिकर शीट है

चरण 13: कोडिंग

प्री-कोडिंग सामग्री:

• इस परियोजना के लिए मैंने अपने NodeMCU की प्रोग्रामिंग के लिए Arduino IDE का उपयोग किया। यह आसान तरीका है यदि आप पहले से ही एक Arduino का उपयोग कर चुके हैं, और उदाहरण के लिए आपको Python या Lua जैसी कोई नई प्रोग्रामिंग भाषा सीखने की आवश्यकता नहीं होगी।

• यदि आपने पहले कभी ऐसा नहीं किया है, तो पहले आपको Arduino सॉफ़्टवेयर में ESP8266 बोर्ड समर्थन जोड़ना होगा।
• आप Arduino की वेबसाइट पर विंडोज, लिनक्स या मैक ओएसएक्स के लिए नवीनतम संस्करण पा सकते हैं: https://www.arduino.cc/en/main/software इसे मुफ्त में डाउनलोड करें, इसे अपने कंप्यूटर पर इंस्टॉल करें और इसे लॉन्च करें।
• Arduino IDE पहले से ही कई अलग-अलग बोर्डों के समर्थन के साथ आता है: Arduino Nano, Mine, Uno, Mega, Yún, आदि। दुर्भाग्य से ESP8266 उन समर्थित विकास बोर्डों में डिफ़ॉल्ट रूप से नहीं है। इसलिए अपने कोड को ESP8266 बेस बोर्ड पर अपलोड करने के लिए, आपको पहले इसके गुणों को Arduino के सॉफ़्टवेयर में जोड़ना होगा। File > Preferences (Ctrl +, Windows OS पर) पर नेविगेट करें; निम्नलिखित URL को अतिरिक्त बोर्ड प्रबंधक टेक्स्टबॉक्स में जोड़ें (वरीयताएँ विंडो के नीचे एक):
• यदि टेक्स्ट बॉक्स खाली नहीं था, तो इसका मतलब है कि पहले Arduino IDE पर पहले से ही अन्य बोर्ड जोड़ चुके थे। पिछले URL और ऊपर वाले URL के अंत में अल्पविराम जोड़ें।
• "ओके" बटन दबाएं और प्राथमिकताएं विंडो बंद करें।
• अपने ESP8266 बोर्ड को जोड़ने के लिए टूल्स> बोर्ड> बोर्ड मैनेजर के लिए नेविगेट करें।
• खोज टेक्स्ट बॉक्स पर "ESP8266" टाइप करें, "ESP8266 by ESP8266 कम्युनिटी" चुनें और इसे इंस्टॉल करें।
• अब आपका Arduino IDE बहुत सारे ESP8266 आधारित विकास बोर्डों के साथ काम करने के लिए तैयार होगा, जैसे सामान्य ESP8266, NodeMcu (जो मैंने इस ट्यूटोरियल में उपयोग किया था), Adafruit Huzzah, Sparkfun Thing, WeMos, आदि।
• इस प्रोजेक्ट में, मैंने Blynk लाइब्रेरी का इस्तेमाल किया। Blynk पुस्तकालय को मैन्युअल रूप से स्थापित किया जाना चाहिए। https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases पर Blynk लाइब्रेरी डाउनलोड करें… फ़ाइल को अनज़िप करें, और फ़ोल्डर को Arduino IDE लाइब्रेरी/टूल्स फ़ोल्डर में कॉपी करें।

मुख्य कोडिंग:

• कोड अपलोड करने से पहले आपको Blynk auth key और अपने WiFi क्रेडेंशियल (ssid और पासवर्ड) को अपडेट करना होगा।

• नीचे दिए गए कोड और लाइब्रेरी डाउनलोड करें।
• Arduino IDE में दिए गए कोड ("अंतिम कोड") को खोलें और इसे NodeMCU पर अपलोड करें।
• Blynk के साथ स्मार्टफोन के कुछ सेंसर्स का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। इस बार मैं अपने रोबोट को नियंत्रित करने के लिए इसके एक्सेलेरोमीटर का उपयोग करना चाहता था। फोन को झुकाएं और रोबोट बाएं/दाएं मुड़ेगा या आगे/पीछे चलेगा।

चरण 14: कोड की व्याख्या

• इस परियोजना में मुझे केवल ESP8266 और Blynk पुस्तकालयों का उपयोग करना था। उन्हें कोड की शुरुआत में जोड़ा जाता है।

• आपको अपनी Blynk प्राधिकरण कुंजी और अपने Wi-Fi क्रेडेंशियल को कॉन्फ़िगर करना होगा। इस तरह आपका ESP8266 आपके वाई-फाई राउटर तक पहुंच पाएगा और Blynk सर्वर से कमांड की प्रतीक्षा करेगा। "अपना खुद का प्राधिकरण कोड टाइप करें", XXXX और YYYY को अपनी प्रामाणिक कुंजी (आप इसे अपने ई-मेल पर प्राप्त करेंगे), SSID और अपने वाई-फाई नेटवर्क के पासवर्ड से बदलें।

• एच-ब्रिज से जुड़े NodeMCU के पिन को परिभाषित करें। आप प्रत्येक पिन के GPIO नंबर के शाब्दिक मान (D1, D2, आदि) का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 15: Blynk सेट करें

• Blynk एक इंटरनेट कनेक्शन पर दूरस्थ रूप से हार्डवेयर को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन की गई सेवा है। यह आपको इंटरनेट ऑफ थिंग्स गैजेट्स को आसानी से बनाने की अनुमति देता है, और कई हार्डवेयर का समर्थन करता है, जैसे कि Arduinos, ESP8266, रास्पबेरी पाई, आदि।
• आप इसका उपयोग एंड्रॉइड या आईओएस स्मार्टफोन (या टैबलेट) से रिमोट डिवाइस पर डेटा भेजने के लिए कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप अपने हार्डवेयर सेंसर द्वारा प्राप्त डेटा को पढ़ सकते हैं, स्टोर कर सकते हैं और प्रदर्शित कर सकते हैं।
• यूजर इंटरफेस के निर्माण के लिए Blynk ऐप का उपयोग किया जाता है। इसमें विभिन्न प्रकार के विजेट हैं: बटन, स्लाइडर, जॉयस्टिक, डिस्प्ले आदि। उपयोगकर्ता विजेट को डैशबोर्ड पर खींचते हैं और छोड़ते हैं और कई परियोजनाओं के लिए एक कस्टम ग्राफिक इंटरफ़ेस बनाते हैं।
• इसकी एक 'ऊर्जा' अवधारणा है। उपयोगकर्ता 2000 मुफ्त ऊर्जा बिंदुओं से शुरू करते हैं। उपयोग किया गया प्रत्येक विजेट (किसी भी परियोजना में) कुछ ऊर्जा की खपत करता है, इस प्रकार परियोजनाओं पर उपयोग किए जाने वाले विजेट की अधिकतम संख्या को सीमित करता है। उदाहरण के लिए, एक बटन 200 ऊर्जा बिंदुओं की खपत करता है। इस तरह, उदाहरण के लिए, कोई भी 10 बटनों के साथ एक इंटरफ़ेस बना सकता है। उपयोगकर्ता अतिरिक्त ऊर्जा बिंदु खरीद सकते हैं, और अधिक जटिल इंटरफेस और/या कई अलग-अलग परियोजनाएं बना सकते हैं।
• Blynk ऐप से कमांड इंटरनेट पर Blynk सर्वर पर अपलोड किए जाते हैं। एक अन्य हार्डवेयर (उदाहरण के लिए एक NodeMCU) सर्वर से उन कमांड को पढ़ने और क्रिया करने के लिए Blynk लाइब्रेरी का उपयोग करता है। हार्डवेयर सर्वर को कुछ डेटा भी दे सकता है, जिसे ऐप पर प्रदर्शित किया जा सकता है।
• निम्न लिंक से Android या iOS के लिए Blynk ऐप डाउनलोड करें:
• ऐप इंस्टॉल करें और एक नया अकाउंट बनाएं। उसके बाद आप अपना पहला प्रोजेक्ट बनाने के लिए तैयार होंगे। आपको Blynk लाइब्रेरी स्थापित करने और ऑथ कोड प्राप्त करने की भी आवश्यकता होगी। पुस्तकालय को स्थापित करने की प्रक्रिया का वर्णन पिछले चरण में किया गया था।
• · BLYNK_WRITE(V0) फ़ंक्शन का उपयोग एक्सेलेरोमीटर मानों को पढ़ने के लिए किया गया था। रोबोट को दाएं/बाएं मुड़ना चाहिए या नहीं, यह नियंत्रित करने के लिए y-अक्ष पर त्वरण का उपयोग किया गया था, और z-अक्ष त्वरण का उपयोग यह देखने के लिए किया जाता है कि रोबोट को आगे/पीछे जाना है या नहीं। यदि थ्रेशोल्ड मान पार नहीं किए जाते हैं, तो मोटर्स बंद हो जाएंगे.
• मोबाइल पर blynk ऐप डाउनलोड करें विजेट बॉक्स से एक्सेलेरोमीटर ऑब्जेक्ट खींचें और इसे डैशबोर्ड पर छोड़ दें। बटन सेटिंग्स के तहत वर्चुअल पिन को आउटपुट के रूप में असाइन करें। मैंने वर्चुअल पिन V0 का इस्तेमाल किया। आपको Blynk ऐप में Auth टोकन मिलना चाहिए।
• प्रोजेक्ट सेटिंग्स (नट आइकन) पर जाएं। मैनुअल/ऑटोनॉमस बटन के लिए मैंने ऐप में V1 का उपयोग किया है। कन्वेयर बेल्ट के लिए मैंने आउटपुट के रूप में V2 का उपयोग किया है।
• आप तस्वीरों में अंतिम ऐप का स्क्रीनशूट देख सकते हैं।

चरण 16: अंतिम विधानसभा

मैंने सभी भागों को जोड़ा

इसलिए परियोजना समाप्त हो गई है

चरण 17: क्रेडिट

मैं अपने दोस्तों को इसके लिए धन्यवाद देना चाहता हूं:

1. जीशान मलिक: सीएडी मॉडल, चेसिस निर्माण में मेरी मदद करना

2. अंबरीश प्रदीप: कंटेंट राइटिंग

3. पैट्रिक: 3डी प्रिंटिंग और लेजर कटिंग

IoT चैलेंज में दूसरा पुरस्कार