स्वीपी: इसे सेट करें और इसे भूल जाएं स्टूडियो क्लीनर: 10 कदम (चित्रों के साथ)

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

द्वारा: इवान गुआन, टेरेंस लो और विल्सन यांगो

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परिचय और प्रेरणा

स्वीपी स्टूडियो क्लीनर को बर्बर छात्रों द्वारा छोड़े गए आर्किटेक्चर स्टूडियो की अराजक परिस्थितियों के जवाब में डिजाइन किया गया था। समीक्षा के दौरान स्टूडियो कितना गन्दा है, इससे थक गए हैं? अच्छा अब और नहीं कहना। स्वीपी के साथ, आपको बस इसे सेट करना है और इसे भूल जाना है। स्टूडियो उस एक प्रोजेक्ट मॉडल को पूरा करने की तुलना में तेज़ी से नया होगा।

स्वीपी आत्म-जागरूक है और आपके दिल की इच्छा के लिए सभी कचरे और स्क्रैप को दूर करने के लिए घूमेगा, दो अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए धन्यवाद जो इसे एक दीवार के पास जाने के लिए कहता है। कड़ी मेहनत करने के लिए स्वीपी की आवश्यकता है? कोई बात नहीं, बस उस पर चिल्लाओ। साउंड सेंसर की बदौलत स्वीपी लगातार अपने पर्यावरण को सुन रहा है। एक निश्चित शोर सीमा तक पहुंचने से स्वीपी एक क्रोधित मोड में प्रवेश करेगा, एक संक्षिप्त अवधि के लिए व्यापक और तेजी से आगे बढ़ेगा।

स्वीपी के बिना स्टूडियो वह है जो गन्दा है।

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पुर्जे, सामग्री और उपकरण

इस सूची के अधिकांश भाग ELEGOO UNO R3 प्रोजेक्ट स्टार्टर किट में पाए जा सकते हैं। अन्य भागों को Creatron Inc. या अन्य इलेक्ट्रॉनिक स्टोर से खरीदा जा सकता है।

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अवयव

x1 इलेगू यूएनओ आर३ कंट्रोलर बोर्ड

X1 प्रोटोटाइप विस्तार मॉड्यूल

X1 अल्ट्रासोनिक सेंसर (HC-SR04)

X1 साउंड सेंसर मॉड्यूल (KY-038)

x2 DC N20 मोटर्स (ROBOT-011394)

X1 माइक्रो सर्वो मोटर 9जी (एसजी90)

X1 LCD मॉड्यूल (1602A)

X1 9वी बैटरी

x2 60x8mm रबड़ के पहिये (UWHLL-601421)

X1 मुक्त कैस्टर व्हील (64 मिमी ऊंचाई)

X1 स्वीपिंग ब्रश (12 मिमी हैंडल ऊंचाई)

x2 NPN ट्रांजिस्टर (PN2222)

x3 रेसिस्टर्स (220Ω)

x2 डायोड (1N4007)

x1 पोटेंशियोमीटर (10K)

x15 ब्रेडबोर्ड जम्पर तार

x26 महिला-से-पुरुष ड्यूपॉन्ट तार

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सामग्री

X1 3mm प्लाईवुड शीट (लेजर बेड साइज 18" x 32")

x6 M3 स्क्रू (YSCRE-300016)

x4 M3 नट (YSNUT-300000)

x6 M2.5 स्क्रू (YSCRE-251404)

x6 M2.5 नट (YSNUT-२५०००४)

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उपकरण

पेचकस सेट

गर्म गोंद वाली बंदूक

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उपकरण

संगणक

थ्री डी प्रिण्टर

लेजर कटर

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सॉफ्टवेयर

अरुडिनो आईडीई

चरण 1: तर्क को समझना

सर्किट

ELEGOO UNO R3 नियंत्रक बोर्ड रोबोट के "मस्तिष्क" के रूप में कार्य करेगा जिसमें कोड अपलोड और संसाधित किया जाएगा। इसके ऊपर प्रोटोटाइप एक्सपेंशन बोर्ड और मिनी ब्रेडबोर्ड संलग्न करें। सेंसर और एक्चुएटर्स के साथ संवाद करने के लिए, घटकों को ब्रेडबोर्ड और तारों के माध्यम से जोड़ा जाएगा।

ऊपर शामिल है स्वीपी को खुश करने के लिए आवश्यक सर्किटरी का आरेख। तारों के इनपुट और आउटपुट पर विशेष ध्यान दें। यह अपने रंग को देखकर तार के साथ चलने में मदद करता है। गलत कनेक्शन के कारण स्वीपी गलत तरीके से काम कर सकता है या इससे भी बदतर स्थिति में, शॉर्ट सर्किटिंग द्वारा आपके इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचा सकता है।

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प्रोग्रामिंग

स्वीपी चलाने के लिए आवश्यक कोड नीचे संलग्न है। फ़ाइल को Arduino IDE में खोलें और इसे ELEGOO UNO R3 कंट्रोलर बोर्ड पर अपलोड करें। ऐसा करने के लिए, आपको USB केबल के माध्यम से कंट्रोलर बोर्ड को अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करना होगा। सुनिश्चित करें कि ड्रॉपडाउन मेनू में टूल्स और पोर्ट में जाकर सही पोर्ट चुना गया है। 3D प्रिंटेड हाउसिंग में USB केबल प्लग इन करने से बचने के लिए स्वीपी बनाने से पहले कोड अपलोड करना सुनिश्चित करें।

कोड में वेरिएबल्स को बदलने की अनुशंसा नहीं की जाती है जब तक कि आपके पास अनुभव न हो या आप जानते हों कि आप क्या कर रहे हैं।

चरण 2: सभी भागों, सामग्रियों और उपकरणों को इकट्ठा करना

परियोजना शुरू करने के लिए, उपरोक्त सूची में उल्लिखित सभी भागों, सामग्रियों और उपकरणों को इकट्ठा करें। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सूची के अधिकांश भाग ELEGOO UNO R3 स्टार्टर किट के साथ-साथ Creatron Inc. या अन्य इलेक्ट्रॉनिक स्टोर में पाए जा सकते हैं।

जितनी जल्दी हो सके 3डी प्रिंटिंग शुरू करने की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है क्योंकि इस प्रक्रिया को पूरा होने में कई घंटे लग सकते हैं। अनुशंसित सेटिंग्स हैं: 0.16 मिमी परत ऊंचाई, 20% infill और 1.2 मिमी दीवार मोटाई ब्रिम्स और समर्थन के साथ। 3डी प्रिंट फ़ाइल नीचे संलग्न है।

लेजर कटिंग में भी अच्छा समय लग सकता है इसलिए सुनिश्चित करें कि आप जल्दी शुरू करें। लेज़र कट फ़ाइल में एक गाइड नक़्क़ाशी करने के लिए एक परत भी होती है जो सुनिश्चित करती है कि सही घटक सही जगह पर लगाया गया है। बिजली और गति सेटिंग्स को उचित रूप से बदलते हुए, क्या काटा जा रहा है और क्या नक़्क़ाशी की जा रही है, इसकी दोबारा जाँच करना सुनिश्चित करें। लेज़र कटिंग फ़ाइल भी नीचे संलग्न है।

जबकि हमने अपने रोबोट के लिए प्लाईवुड का उपयोग किया है, किसी भी सामग्री का उपयोग करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें जैसे कि ऐक्रेलिक, जब तक मोटाई लगभग 3 मिमी हो।

चरण 3: बेस प्लेट को सुरक्षित करना

बेस प्लेट की परिधि के चारों ओर गोंद लगाएं और इसे 3डी प्रिंटेड हाउसिंग के नीचे से जोड़ दें। लेजर कट नक़्क़ाशी गाइड ऊपर की ओर है यह सुनिश्चित करते हुए दो भागों को सावधानी से संरेखित करें।

चरण 4: बेस प्लेट घटकों को माउंट करना

एक बार बेस प्लेट पर्याप्त रूप से सुरक्षित हो जाने के बाद, हम इलेक्ट्रॉनिक घटकों के पहले दौर को जोड़ना शुरू कर सकते हैं। इसमें पहियों के साथ डीसी मोटर, सर्वो मोटर, एलसीडी स्क्रीन और बैटरी पैक शामिल हैं। आपकी सुविधा के लिए घटकों के उचित स्थान को सुनिश्चित करने के लिए बेस प्लेट में एक लेजर कट नक़्क़ाशी गाइड शामिल किया गया है। सर्किटरी को आसान बनाने के लिए, घटकों को उनके उपयुक्त तारों के साथ पहले से प्लग इन किया जाना चाहिए।

पहियों को दोनों तरफ दो स्लॉट में स्लाइड करना चाहिए जिसमें डीसी मोटर अंदर की ओर हो। प्रत्येक (M2.5) के लिए दो स्क्रू और नट्स का उपयोग करके शामिल सफेद क्लैंप के साथ इसे सुरक्षित करें।

सर्वो मोटर को भी उसी स्क्रू और नट (M2.5) का उपयोग करके सुरक्षित किया जाना चाहिए, जबकि यह सुनिश्चित करना कि नीचे से सफेद गियर बाहर निकालना रोबोट के सामने की तरफ है। यह ब्रश स्वीपिंग मोशन को पावर देगा।

एलसीडी स्क्रीन को नीचे की ओर पिन के साथ आवास के सामने की जेब में स्लाइड करना चाहिए। इसे प्रत्येक कोने पर गर्म गोंद के कुछ थपेड़ों से सुरक्षित करें।

अंत में, बैटरी पैक को आवास की पिछली जेब में स्लाइड करना चाहिए, जिसमें ऑन-ऑफ स्विच होल कटआउट में बाहर की ओर हो। यह रोबोट को चालू और बंद करने में सक्षम बनाता है।

चरण 5: सपोर्ट प्लेट को सुरक्षित करना

अगला, स्वीपी के "दिमाग" को सुरक्षित करने का समय आ गया है। चार स्क्रू और नट्स (M3) का उपयोग करके, UNO R3 कंट्रोलर बोर्ड और प्रोटोटाइप एक्सपेंशन मॉड्यूल को सपोर्ट प्लेट के शीर्ष पर माउंट करें। यह आवास की दूसरी मंजिल के रूप में कार्य करेगा। इससे पहले, Arduino IDE कोड पहले से ही बोर्ड पर अपलोड किया जाना चाहिए और जाने के लिए तैयार होना चाहिए।

समर्थन प्लेट को ऊपर से आवास में तब तक स्लाइड करें जब तक कि यह सही ऊंचाई सुनिश्चित करने के लिए 3डी प्रिंट हाउसिंग में एकीकृत तीन किनारों पर टिकी हुई न हो। इस प्लेट को दो स्क्रू (M3) के साथ दोनों सिरों पर छेद के माध्यम से सुरक्षित करें।

बेस प्लेट पर घटकों से तारों को ऊपर और समर्थन प्लेट के छेद के माध्यम से थ्रेड करें। एलसीडी स्क्रीन और सर्वो मोटर तारों को सामने के छेद के माध्यम से थ्रेड करना चाहिए जबकि डीसी मोटर तारों को साइड छेद के माध्यम से थ्रेड करना चाहिए। बैटरी पैक के तार इच्छानुसार किसी भी छेद से गुजर सकते हैं।

चरण 6: अंतिम इलेक्ट्रॉनिक घटकों को माउंट करना

गर्म गोंद का उपयोग करके, दो अल्ट्रासोनिक सेंसर को छेद या "आंखों" से बाहर निकलने वाले ट्रिगर और इको मॉड्यूल के साथ आवास के सामने संलग्न करें। एक सेंसर पर पिन ऊपर की ओर और दूसरे को नीचे की ओर होना चाहिए जैसा कि सपोर्ट प्लेट पर छेद द्वारा दर्शाया गया है। यह सुनिश्चित करने के लिए है कि सिग्नल भेजते और प्राप्त करते समय इको और ट्रिगर मॉड्यूल आवास में सममित हैं।

अंत में, ध्वनि संवेदक के पीछे गर्म गोंद डालें और इसे आवास के अंदरूनी हिस्से में स्लॉट से जोड़ दें। माइक्रोफ़ोन के शीर्ष को आवास किनारे के शीर्ष के साथ फ्लश बैठना चाहिए ताकि स्वीपी की टोपी लगाई जा सके। माइक्रोफ़ोन कैप के छेद के साथ संरेखित होगा जैसा कि आप बाद में देखेंगे।

चरण 7: तार, तार और अधिक तार

अगला कदम यकीनन सबसे कठिन है लेकिन यह सुनिश्चित करने का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है कि स्वीपी अच्छी तरह से और खुश है: सर्किटरी। एक दिशानिर्देश के रूप में इस निर्देश के शीर्ष पर फ्रिट्ज़िंग आरेख का उपयोग करते हुए, सभी तारों को घटकों से प्रोटोटाइप विस्तार मॉड्यूल पर कनेक्ट करें।

पावर केबल को बोर्ड में प्लग करने से पहले सुनिश्चित करें कि बैटरी पैक का स्विच बंद है। क्योंकि कोड पहले से ही बोर्ड पर अपलोड किया जाना चाहिए, स्वीपी सफाई के लिए अपने उत्साह को नियंत्रित करने में सक्षम नहीं होगा और जब आप अभी भी तारों पर काम कर रहे हों, तब भी इसे बिजली प्राप्त करने के लिए दूसरा काम करना शुरू कर देगा।

प्रत्येक तार के इनपुट और आउटपुट पर विशेष ध्यान दें। यह तार के रंग को उसके पथ पर चलने के लिए उपयोग करने में मदद करता है।

चरण 8: चलती भागों को जोड़ना

अब बारी है स्वीपी के रियर व्हील और स्वीपिंग ब्रश की।

पिछला पहिया एक अरंडी का पहिया होना चाहिए जो चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सके। इसकी ऊंचाई ऊपर से नीचे तक लगभग 6.4 सेमी होनी चाहिए, लेकिन सहनशीलता उदार हो सकती है जो इस बात पर निर्भर करती है कि आप ब्रश को कितना नीचे की ओर लगाना चाहते हैं। इसे आधार प्लेट में छेद के माध्यम से समर्थन प्लेट के नीचे संलग्न करें।

स्वीपिंग ब्रश भी सहनशीलता में उदार है लेकिन हैंडल को जमीन से लगभग 1.2 सेमी दूर बैठना चाहिए। हैंडल भी लगभग 10 सेमी लंबा होना चाहिए ताकि इसे पीछे और चौथे स्थान पर घुमाते समय आवास से टकराने से रोका जा सके। इसे गोंद के साथ सर्वो मोटर के साथ शामिल सफेद लीवर अटैचमेंट में सुरक्षित करें।

चरण 9: यह सब बंद करना

अपना स्वयं का स्वीपी पूरा करने के लिए, आपको इसकी टोपी बनाने की आवश्यकता है। कैपिंग प्लेट के नीचे कैप रिम को उस पर छेद करके चिपका दें। सुनिश्चित करें कि छेद ध्वनि संवेदक माइक्रोफ़ोन के साथ संरेखित है। अंत में, स्वीपी के शीर्ष पर टोपी को गोंद करें, सामने के किनारों को आवास के सामने से संरेखित करें।

पीछे से बिजली चालू करें और देखें कि स्वीपी स्टूडियो को सभी के लिए एक साफ-सुथरी जगह बनाने के अपने सपनों का पीछा करता है।

चरण 10: परिणाम और प्रतिबिंब

व्यापक डिजाइन योजना के बावजूद, गलतियाँ होती हैं लेकिन यह ठीक है: यह सभी सीखने की प्रक्रिया का हिस्सा है। और हमारे लिए, चीजें अलग नहीं थीं।

हमारी सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक स्वीपी के आवास को सभी आवश्यक घटकों को संलग्न करने के लिए डिजाइन करना था। इसका मतलब था सभी घटकों के आयामों को सावधानीपूर्वक मापना, तार पथों की योजना बनाना, संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करना, आदि। हमने स्वीपी के आवास के दो पुनरावृत्तियों को 3 डी प्रिंटिंग और लेजर काटने को समाप्त कर दिया, दूसरा जो हमने पहले से सीखा है उसके आधार पर अंतिम संस्करण है। पुनरावृत्ति

हमारे सामने एक बड़ी बाधा अल्ट्रासोनिक सेंसर की सीमित क्षमताएं हैं: यह एक बड़े पर्याप्त क्षेत्र को कवर नहीं कर रहा था और स्वीपी कभी-कभी एक कोण पर पहुंचने पर दीवार से टकरा जाता था। यह प्रभाव के क्षेत्र को प्रभावी ढंग से बढ़ाने के लिए एक दूसरे अल्ट्रासोनिक सेंसर को शामिल करके हल किया गया था।

हमने शुरू में टर्निंग को नियंत्रित करने के लिए एक सर्वो मोटर का विकल्प चुना था लेकिन यह उतनी प्रभावी और संरचनात्मक रूप से अच्छी नहीं थी जितनी हमें उम्मीद थी। नतीजतन, हमने पीछे के पहिये को एक मुक्त अरंडी के पहिये से बदल दिया और अंतर मोड़ के माध्यम से दो चालक पहियों को मोड़ने की जिम्मेदारी को धक्का दिया (एक पहिया दूसरे की तुलना में धीमी गति से मोड़ को अनुकरण करने के लिए आगे बढ़ेगा)। जबकि इसका मतलब कोड में बड़े बदलाव करना था, इसने हमारे समग्र डिजाइन को प्रभावी ढंग से सरल बनाया, समीकरण से कम एक सर्वो मोटर को बाहर निकाला।

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भविष्य के पुनरावृत्तियों

सुधार के लिए हमेशा अवसर रहता है। भविष्य में, हमारी परियोजना के लिए एक डिजाइन परिवर्तन व्यापक रखरखाव और इसके आंतरिक की पहुंच पर विचार है। हमने मोटर विफलताओं और डिस्चार्ज की गई बैटरी सहित कई मुद्दों का अनुभव किया था, जिसके लिए हमें स्वीपी को अलग करने की आवश्यकता थी, जो कि बहुत ही अनपेक्षित था। भविष्य में, हम संचालन योग्य उद्घाटन के साथ एक आवास तैयार करेंगे जो बैटरी जैसे इसके घटकों तक पहुंच की अनुमति देगा।

जब स्वीपी किसी सतह से टकराता है, तो इसका पता लगाने के लिए हम मोर्चे पर एक दबाव सेंसर के उपयोग पर भी विचार कर रहे हैं क्योंकि हमने पाया कि अल्ट्रासोनिक सेंसर कई बार अविश्वसनीय होता है, खासकर जब एक खड़ी कोण पर आ रहा हो। एक यांत्रिक सेंसर होने से, स्वीपी यह तय करने में अधिक सुसंगत होगा कि कब और कब मुड़ना नहीं है।

जबकि स्वीपी छोटे कमरों में अच्छा काम करता है, यह बड़े स्थानों में कम प्रभावी हो सकता है। इसका कारण यह है कि स्वीपी को केवल तभी चालू करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है जब भी वह अपने सामने एक सतह का पता लगाता है, लेकिन अन्यथा एक सीधी रेखा में तब तक जारी रहेगा जब तक कि पृथ्वी नष्ट नहीं हो जाती। भविष्य में, यह स्वीपी के लिए एक निर्धारित सफाई मार्ग को पूर्व-प्रोग्राम करने के लायक हो सकता है, इसलिए यह हमेशा के लिए भटकने के बजाय एक सीमा के भीतर रहता है।

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संदर्भ और श्रेय

यह परियोजना यूओएफटी में डेनियल फैकल्टी ऑफ आर्किटेक्चर, लैंडस्केप और डिजाइन अंडरग्रेजुएट प्रोग्राम में फिजिकल कंप्यूटिंग कोर्स (एआरसी 385) के हिस्से के रूप में बनाई गई थी।

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टीम का सदस्या

• इवान गुआना
• टेरेंस लो
• विल्सन यांग

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से प्रेरित

• रूमबा रोबोट वैक्यूम क्लीनर
• Wipy: अत्यधिक प्रेरित व्हाइटबोर्ड क्लीनर
• स्टूडियो स्पेस की गंदी स्थितियां