हाय दोस्तों, क्या आप रोबोटिक्स या इलेक्ट्रॉनिक की दुनिया के लिए एक नौसिखिया हैं? या क्या आप अपने मित्रों और शिक्षकों को प्रभावित करने के लिए एक सरल लेकिन शक्तिशाली प्रोजेक्ट की तलाश कर रहे हैं? तब यह जगह है।
इस परियोजना में हम एंबेडेड सिस्टम और इलेक्ट्रॉनिक्स की शक्ति का उपयोग अपने स्वयं के रोबोट बनाने में करेंगे जो हमारे घर या कार्य स्थान को साफ सुथरा रखने में हमारी मदद कर सके। यह रोबोट सरल चार पहियों वाला वैक्यूम क्लीनर है जो स्मार्ट तरीके से बाधाओं से बच सकता है और एक ही समय में फर्श को खाली कर सकता है। यह विचार प्रसिद्ध वैक्यूम क्लीनर रोबोट रूम्बा से प्रेरित है जो नीचे दी गई छवि में दिखाया गया है।
हमारा आइडिया एक साधारण रोबोट को खरोंच से ठीक करना है जो फर्श की सफाई करते समय बाधाओं से स्वचालित रूप से बच सकता है । मेरा विश्वास करो लोग यह मजेदार है !!
आवश्यक सामग्री और घटक:
ठीक है अब हमारे पास हमारे स्वचालित मंजिल क्लीनर रोबोट का आइडिया है और हम जानते हैं कि हम क्या कर रहे हैं। तो आइए देखें कि हमें अपना अमल कहां शुरू करना चाहिए। अपने विचार का रोबोट बनाने के लिए हमें पहले निम्नलिखित पर निर्णय लेना होगा:
- माइक्रोकंट्रोलर प्रकार
- सेंसर की आवश्यकता है
- मोटर्स की आवश्यकता
- रोबोट चेसिस सामग्री
- बैटरी क्षमता
अब, उपर्युक्त बिंदुओं में से प्रत्येक पर निर्णय लेते हैं। इस तरह यह आपके लिए न केवल इस घर की सफाई करने वाले रोबोट का निर्माण करने में मददगार होगा, बल्कि किसी अन्य रोबोट से भी होगा जो आपकी कल्पना पर प्रहार करता है।
माइक्रोकंट्रोलर प्रकार:
माइक्रोकंट्रोलर का चयन एक बहुत ही महत्वपूर्ण कार्य है, क्योंकि यह नियंत्रक आपके रोबोट के मस्तिष्क के रूप में कार्य करेगा । अधिकांश DIY प्रोजेक्ट्स Arduino और Raspberry Pi के आसपास बने हैं, लेकिन इनमें समान नहीं हैं। कोई विशिष्ट माइक्रोकंट्रोलर नहीं है जिस पर आप काम कर सकते हैं। यह सब आवश्यकता और लागत पर निर्भर करता है ।
जैसे टैबलेट को 8 बिट माइक्रोकंट्रोलर पर डिज़ाइन नहीं किया जा सकता है और इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर को डिजाइन करने के लिए एआरएम कॉर्टेक्स एम 4 का उपयोग करने के लायक नहीं है।
माइक्रोकंट्रोलर चयन पूरी तरह से उत्पाद की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है:
1. सबसे पहले तकनीकी आवश्यकताओं की पहचान की जाती है जैसे कि I / O पिन की आवश्यकता, फ्लैश आकार, संख्या / प्रकार के संचार प्रोटोकॉल, कोई विशेष जानकारी आदि।
2. फिर तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार नियंत्रकों की सूची का चयन किया जाता है। इस सूची में विभिन्न निर्माताओं के नियंत्रक हैं। कई एप्लिकेशन विशिष्ट नियंत्रक उपलब्ध हैं।
3. तब निर्माता से लागत, उपलब्धता और समर्थन के आधार पर एक नियंत्रक को अंतिम रूप दिया जाता है।
यदि आप बहुत अधिक भार नहीं उठाना चाहते हैं और केवल माइक्रोकंट्रोलर की मूल बातें सीखना चाहते हैं और फिर बाद में इसमें गहराई से उतरना चाहते हैं, तो आप Arduino चुन सकते हैं। इस परियोजना में हम एक Arduino का उपयोग करेंगे । हमने पहले Arduino का उपयोग करके कई प्रकार के रोबोट बनाए हैं:
- DTMF ने Arduino का उपयोग करते हुए रोबोट को नियंत्रित किया
- Arduino का उपयोग कर लाइन अनुयायी रोबोट
- Arduino का उपयोग करते हुए कंप्यूटर नियंत्रित रोबोट
- Arduino का उपयोग करके WiFi नियंत्रित रोबोट
- Arelino का उपयोग कर एक्सेलेरोमीटर आधारित हैंड जेस्चर नियंत्रित रोबोट
- Arduino का उपयोग कर ब्लूटूथ नियंत्रित खिलौना कार
सेंसर आवश्यक:
बाजार में बहुत सारे सेंसर उपलब्ध हैं जिनमें से प्रत्येक का अपना उपयोग है। प्रत्येक रोबोट को एक सेंसर के माध्यम से इनपुट मिलता है, वे रोबोट के लिए संवेदी अंगों के रूप में कार्य करते हैं । हमारे मामले में हमारे रोबोट को बाधाओं का पता लगाने और उनसे बचने में सक्षम होना चाहिए।
बहुत सारे अन्य शांत संवेदक जो हम अपने भविष्य की परियोजनाओं में उपयोग कर रहे हैं, लेकिन अब हम आईआर सेंसर और यूएस (अल्ट्रासोनिक सेंसर) पर ध्यान केंद्रित करते हैं, क्योंकि ये दो लोग हमारे रोबो-कार के लिए दृष्टि प्रदान करेंगे। यहां आईआर सेंसर के काम की जाँच करें। नीचे IR सेंसर मॉड्यूल और अल्ट्रासोनिक सेंसर की तस्वीरें दिखा रहा है:
अल्ट्रासोनिक सेंसर में दो गोलाकार आंखें होती हैं, जिनमें से एक का उपयोग अमेरिकी सिग्नल को प्रसारित करने के लिए और दूसरे को अमेरिकी किरणों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। किरणों द्वारा प्रेषित और वापस प्राप्त होने में लगने वाले समय की गणना माइक्रोकंट्रोलर द्वारा की जाती है। अब, चूंकि समय और ध्वनि की गति ज्ञात है, इसलिए हम निम्नलिखित सूत्रों द्वारा दूरी की गणना कर सकते हैं।
- दूरी = समय x ध्वनि की गति 2 से विभाजित
मान दो से विभाजित होता है क्योंकि किरण आगे और पीछे की ओर समान दूरी तय करती है। अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करने का विस्तृत विवरण यहां दिया गया है।
आवश्यक मोटर्स:
रोबोटिक्स के क्षेत्र में काफी मोटरें इस्तेमाल की जाती हैं जिनमें से सबसे ज्यादा इस्तेमाल किया जाने वाला स्टीपर और सर्वो मोटर हैं। चूंकि इस परियोजना में कोई जटिल एक्ट्यूएटर या रोटरी एनकोडर नहीं है, इसलिए हम एक सामान्य पीएमडीसी मोटर का उपयोग करेंगे । लेकिन हमारी बैटरी थोड़ी भारी और भारी है इसलिए हम चार रोबोट का इस्तेमाल करते हैं और हमारे रोबोट को एक ही पीएमडीसी मोटर्स कहते हैं। एक बार पीएमडीसी मोटर्स के साथ सहज हो जाने पर स्टेपर और सर्वो मोटर्स में सेट करना उचित है।
रोबोट चेसिस सामग्री:
एक छात्र या शौक़ के रूप में रोबोट बनाते समय सबसे मुश्किल हिस्सा हमारे रोबोट के चेसिस को तैयार करना है। समस्या उपकरण और सामग्री की उपलब्धता के साथ है। इस परियोजना के लिए सबसे आदर्श सामग्री ऐक्रेलिक होगी, लेकिन इसके साथ काम करने के लिए ड्रिलर्स और अन्य उपकरणों की आवश्यकता होती है। इसलिए लकड़ी को चुना जाता है कि हर कोई उस पर आसानी से काम कर सके।
यह समस्या 3D प्रिंटर की शुरुआत के बाद क्षेत्र से पूरी तरह से गायब हो गई है। मैं किसी दिन 3 डी प्रिंट भागों की योजना बना रहा हूं और आप लोगों को उसी के साथ अपडेट करता हूं। तो अब के लिए चलो हमारे रोबोट के निर्माण के लिए लकड़ी की चादर का उपयोग करें।
बैटरी क्षमता:
बैटरी की क्षमता का चयन हमारे काम का अंतिम हिस्सा होना चाहिए क्योंकि यह पूरी तरह से आपके चेसिस और मोटर्स पर निर्भर करता है। यहां हमारी बैटरी को वैक्यूम क्लीनर चलाना चाहिए जो 3-5A और चार PMDC मोटर्स को खींचता है। इसलिए हमें एक भारी बैटरी की आवश्यकता होगी। मैंने 12V 20Ah SLAB (सीड लीड एसिड बैटरी) को चुना है और इसके बहुत भारी होने से हमारे रोबोट को इस भारी आदमी को खींचने के लिए चार PMDC मोटर्स मिलती हैं।
अब जब हमने अपने सभी आवश्यक घटकों का चयन कर लिया है, तो उन्हें सूचीबद्ध करने की अनुमति देता है
- हवाई जहाज़ के पहिये के लिए लकड़ी की चादरें
- आईआर और यूएस सेंसर
- वैक्यूम क्लीनर जो डीसी करंट पर चलता है
- अरुडिनो उनो
- 12V 20Ah की बैटरी
- मोटर चालक आईसी (L293D)
- काम करने के उपकरण
- तारों को जोड़ना
- सीखने और काम करने की उत्साही ऊर्जा।
हमारे अधिकांश घटक ऊपर दिए गए विवरण में शामिल हैं, मैं नीचे दिए गए बाहरी परिणामों की व्याख्या करूंगा।
डीसी वैक्यूम क्लीनर:
चूंकि हमारा रोबोट 12V 20Ah DC सिस्टम पर चलता है। हमारे वैक्यूम में 12V डीसी वैक्यूम क्लीनर भी होना चाहिए। यदि आप इस बात पर असमंजस में हैं कि कहां से एक प्राप्त करें तो आप कार की सफाई करने वाले वैक्यूम क्लीनर के लिए ईबे या अमेज़ॅन पर जा सकते हैं ।
हम उपरोक्त चित्र में दिखाए गए अनुसार उपयोग करेंगे।
मोटर ड्राइवर (L293D):
एक मोटर चालक Arduino और मोटर के बीच एक मध्यवर्ती मॉड्यूल है। ऐसा इसलिए है क्योंकि Arduino माइक्रोकंट्रोलर मोटर को काम करने के लिए आवश्यक करंट की आपूर्ति नहीं कर पाएगा और सिर्फ 40mA की आपूर्ति कर सकता है, इसलिए अधिक करंट खींचने से कंट्रोलर को स्थायी रूप से नुकसान होगा। तो हम मोटर चालक को ट्रिगर करते हैं जो बदले में मोटर को नियंत्रित करता है।
हम L293D मोटर ड्राइवर आईसी का उपयोग करेंगे जो 1 ए तक आपूर्ति करने में सक्षम होगा, इसलिए इस ड्राइवर को Arduino से जानकारी मिलेगी और मोटर काम को वांछित बना देगा।
बस!! मैंने अधिकांश महत्वपूर्ण जानकारी दी है, लेकिन इससे पहले कि हम रोबोट का निर्माण शुरू करें, इसे L293D और Arduino के डेटा पत्रक के माध्यम से जाने की सिफारिश की जाती है। यदि आपको कोई संदेह या समस्या है, तो आप हमसे टिप्पणी अनुभाग के माध्यम से संपर्क कर सकते हैं।
रोबोट का निर्माण और परीक्षण:
रोबोट के प्लेसमेंट में वैक्यूम क्लीनर सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसे झुके हुए कोण पर रखा जाना चाहिए जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, ताकि यह उचित वैक्यूम क्रिया प्रदान कर सके। वैक्यूम क्लीनर को Arduino द्वारा नियंत्रित नहीं किया जाता है । एक बार जब आप रोबोट को बिजली देते हैं तो वैक्यूम भी चालू हो जाता है।
हमारे रोबोट के निर्माण की एक थका देने वाली प्रक्रिया लकड़ी के काम की है। हमें अपनी लकड़ी को तराशना होगा और सेंसर और वैक्यूम क्लीनर लगाने के लिए कुछ छेदों को ड्रिल करना होगा।
सेंसर से कनेक्ट करने से पहले, मोटर और मोटर ड्राइवर की व्यवस्था करने के बाद, निम्न कोड के साथ अपने रोबोट की सवारी करने की सिफारिश की जाती है ।
शून्य सेटअप () {Serial.begin (9600); पिनमोड (9, OUTPUT); पिनमोड (10, OUTPUT); पिनमोड (11, OUTPUT); पिनमोड (12, OUTPUT); } शून्य लूप () {विलंब (1000); Serial.print ("आगे"); digitalWrite (9, उच्च); digitalWrite (10, LOW); digitalWrite (11, उच्च); digitalWrite (12, LOW); देरी (500); सीरियल.प्रिंट ("बैकवर्ड"); digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, उच्च); digitalWrite (11, LOW); digitalWrite (12, उच्च); }
यदि सब कुछ ठीक काम करता है तो आप सर्किट डायग्राम में दिखाए गए अनुसार सेंसरों को अरुडिनो से जोड़ सकते हैं और अंत में दिए गए पूर्ण कोड का उपयोग कर सकते हैं । जैसा कि आप देख सकते हैं कि मैंने रोबोट के दोनों ओर आगे की तरफ एक अल्ट्रासोनिक सेंसर और दो आईआर सेंसर लगाए हैं। आईसी सिंक तेजी से गर्म होने पर गर्मी सिंक L293D पर फिट होता है।
आप इस तरह से कुछ अतिरिक्त हिस्से भी जोड़ सकते हैं
यह एक स्वीपिंग अरेंजमेंट है जो सामने वाले हिस्से के दोनों सिरों पर रखा जा सकता है जो धूल को सक्शन क्षेत्र में पक्षों के साथ धकेल देगा।
इसके अलावा, आपके पास इस तरह के वैक्यूम क्लीनिंग रोबोट का एक छोटा संस्करण बनाने का भी विकल्प है
यह छोटा रोबोट कार्डबोर्ड पर बना है और ATMega16 डेवलपमेंट बोर्ड पर चलता है। वैक्यूम क्लीनर का हिस्सा BLDC प्रशंसक का उपयोग करके किया गया था और एक बॉक्स में संलग्न था। यदि आप अपना बजट कम रखना चाहते हैं तो आप इसे अपना सकते हैं। यह विचार भी काम करता है लेकिन यह कुशल नहीं है।
सर्किट आरेख:
इस वैक्यूम क्लीनर रोबोट के लिए कोड नीचे दिए गए कोड अनुभाग में पाया जा सकता है। एक बार जब कनेक्शन हो जाता है और प्रोग्राम को Arduino में डंप कर दिया जाता है, तो आपका रोबोट एक्शन में आने के लिए तैयार है। कोड का काम टिप्पणियों का उपयोग करके समझाया गया है। यदि आप इस रोबोट को कार्रवाई में देखना चाहते हैं, तो नीचे दिए गए वीडियो देखें।
इसके अलावा, मैं इसके अगले संस्करण में भागों को पूरी तरह से 3D प्रिंट करने की योजना भी बना रहा हूं। मैं कुछ शांत सुविधाओं और जटिल एल्गोरिदम को जोड़ने जा रहा हूं ताकि यह पूरे कालीन क्षेत्र को कवर करे और आकार में आसान और कॉम्पैक्ट हो सके। इसलिए भविष्य के अपडेट के लिए बने रहें।