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Arduino清潔機器人和房間映射

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資料介紹

描述

這個項目將指導你從頭到尾構建這個機器人，如果不夠詳細，請給我留言，我有空時會更新項目。

制造這輛車后你將學到什么：

- 步進電機的工作原理以及如何在沒有庫的情況下手動向步進電機發送信號。

- 如何同時旋轉多個步進電機。

- 將 arduino 數字引腳分配擴展到無限制的引腳數 :)

- 在 c++ 中使用類和指針的一些技術。

第 1 部分：組裝車身

這輛車的設計很簡單，如果你有一臺 3d 打印機，那么你可以分開打印部件（這是在 220x220 3d 打印上打印的設計），如果你沒有，你可以用丙烯酸樹脂和手工工具制造它.

組裝車輪：

車輪尺寸為 40 毫米，您應該購買一些具有橡膠的相同直徑的車輪，取出橡膠并組裝到該車輪上，或者您可以使用該車輪進行一些修改以適應汽車。

組裝垃圾箱：

垃圾箱到地面的距離約為 5 毫米，我建議你購買硅膠來連接底部垃圾，比如這個：

組裝清潔棒：

只需在桿上鉆孔并使用 502 膠水，如果您有 3D 打印機，則更容易。

可選：這輛車被設計為使用傳感器，但如果你想使用物理切換圖片中紅色的工藝添加項目，

第 2 部分：電氣接線

這是電氣設計：https://oshwlab.com/tungbuivn/home-cleaner-bot

印刷電路板：

組件和說明：

工作原理：電源通過二極管和 uln2003 為步進電機提供電源，所有其他電源將通過 lm2596 為其余電氣元件提供 5v。

成分及原因：

為什么要使用步進電機？是的，使用步進電機將使您能夠以您想要的準確角度控制汽車旋轉輪，距離相同，您可以準確地移動汽車。但正如您在上面的短視頻中看到的那樣，速度很慢，28byj-48 的最大轉速為 15rpm，視頻中的速度為 7rpm。

lm2596：我用這個代替lm7805，因為如果你將傳感器連接到endstop，電路會消耗更多的電量，lm7805會很快變熱，無論它以500ma運行，但lm7805比lm2596更穩定，使用lm7805或lm2596取決于你的決定:)

原理圖中的每個uln2003都有空閑的3pin，為什么不使用呢？是的，你可以試著給它接線，但我的，似乎 uln 2003 不能提供足夠的功率來驅動電機。

傳感器終點站設計為使用 IR-LED 和光電二極管，但您可以將 LDR 與激光燈一起使用，或者您認為它應該工作的任何東西。您可以搜索 hackster 以查找有關使用 IR-LED 和光電二極管的更多信息

Arduino 引腳連接：

D2-D7：這將連接到 SRF05 傳感器，這是汽車的眼睛。

D9 (PE1) : 送高電平信號給傳感器供電，送低電平切斷

A0-A3 (E1,E2,E3,E4)：end-stop 的信號將發送到此引腳以通知 end-stop 狀態。

D11-D13：此引腳用于控制 74HC795

頭針連接：

CN9：這是電源12V

CN10,CN11,CN12 用于連接 SRF05 或 SRF04 傳感器

CNE1,CNE2,CNE3,CNE4 用于連接步進電機的末端停止

CN13 用于連接直流 5v 電機進行清潔工作

CN1、CN2、CN3、CN4、CN5、CN6、CN7、CN8 用于連接步進電機。

銑削PCB ：

pcb 設計為 2 層，但您可以用 1 層銑削它并將連接線焊接到另一側。

如果您選擇在孔 PCB 上焊接，它會更大更復雜:)

第 3 部分：編寫代碼來控制汽車

應用結構：

我們的主要汽車對象將包含幾個子類，包括：

Driver Engine：將包含驅動汽車的代碼，driver 將包含所有的車輪和眼睛，它將處理旋轉和移動，例如：如果您想像現實世界的汽車一樣移動汽車，那么您將實現 driver 來控制車輪。該對象還包含車輪歸位位置的代碼。在我的源代碼中，我實現了全輪驅動引擎，如果你想控制真車，你需要實現其他類的前輪或后輪，但它更難，你需要一些知識汽車轉向計算用于驅動汽車的每個車輪的旋轉角度。

眼部經理：這輛車有三只眼睛，所以我們需要控制我們當時想用哪只眼睛，需要決定下一步要去哪里。