Робот пожаротушения с использованием Arduino: 4 шага

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58

Сегодня мы собираемся построить робота-пожарного с использованием Arduino, который автоматически обнаружит огонь и запустит водяной насос.

В этом проекте мы узнаем, как построить на Arduino простого робота, который мог бы двигаться к огню и откачивать воду вокруг себя, чтобы потушить огонь.

Требуемый материал:

• Arduino UNO
• Сенсорный экран Arduino Uno
• Датчик пламени
• Модуль драйвера двигателя L298N
• Шасси робота
• 2 двигателя (45 об / мин)
• Погружной насос 5V
• Одноканальный релейный модуль
• Соединительные провода
• Перезаряжаемый аккумулятор 12 В
• Батарея 9В

Шаг 1: Arduino Sensor Shield V5

Arduino Sensor Shield - это недорогая плата, которая позволяет подключать к Arduino ряд датчиков с помощью простых в установке соединительных кабелей.

Это простая плата, на которой нет никакой электроники, кроме пары резисторов и светодиода. Его основная роль - поставлять эти штыри, чтобы упростить подключение внешних устройств, таких как наши серводвигатели.

Функции:

• Arduino Sensor Shield V5.0 позволяет подключать и подключать различные модули, такие как датчики, сервоприводы, реле, кнопки, потенциометры и многое другое.
• Подходит для плат Arduino UNO и Mega
• IIC интерфейс
• Интерфейс связи модуля Bluetooth
• Интерфейс связи модуля SD-карты
• Интерфейс связи беспроводного радиочастотного модуля APC220
• Интерфейс ультразвуковых датчиков RB URF v1.1
• Параллельный ЖК-интерфейс 128 x 64
• 32 интерфейса сервоконтроллера

С помощью этой платы расширения вы можете легко подключиться к обычным аналоговым датчикам, например к датчику температуры. Эти трехходовые штыри позволяют подключать серводвигатели.

Все работает по принципу plug and play и рассчитано на совместимость с Arduino UNO. Итак, все, что вам нужно сделать, это прочитать данные с датчиков и вывести ШИМ для управления сервоприводами программой в Arduino.

Это последняя версия сенсорного экрана на рынке. Основное улучшение по сравнению с предшественником - источник питания. Эта версия предоставляет внешний разъем питания, поэтому вам не нужно беспокоиться о перегрузке микроконтроллера Arduino при управлении слишком большим количеством датчиков и исполнительных механизмов.

Если вы удалите контактный разъем рядом с входом питания, вы можете запитать его извне. Вы не должны питать его более чем 5 В, иначе вы можете повредить Arduino под ним.

Шаг 2: Датчик пламени и драйвер двигателя L298N

Датчик пламени

Модуль датчика пламени, состоящий из датчика пламени (ИК-приемника), резистора, конденсатора, потенциометра и компаратора LM393 в интегральной схеме. Он может обнаруживать инфракрасный свет с длиной волны от 700 до 1000 нм. Зонд дальнего инфракрасного диапазона преобразует свет, обнаруженный в форме инфракрасного света, в изменения тока. Чувствительность регулируется встроенным переменным резистором с углом обнаружения 60 градусов.

Рабочее напряжение составляет от 3,3 В до 5,2 В постоянного тока, с цифровым выходом для индикации наличия сигнала. Измерение осуществляется компаратором LM393.

Функции:

• Высокая светочувствительность
• Быстрое время отклика
• Регулируемая чувствительность

Технические характеристики:

• Напряжение Woriking: 3,3 В - 5 В
• Диапазон обнаружения: 60 градусов
• Цифровой / аналоговый выход
• Встроенный чип LM393

L298N Драйвер двигателя

L298N - это драйвер двигателя с двойным Н-мостом, который позволяет управлять скоростью и направлением двух двигателей постоянного тока одновременно. Модуль может управлять двигателями постоянного тока с напряжением от 5 до 35 В с пиковым током до 2 А.

Модуль имеет две винтовые клеммные колодки для двигателей A и B, а также еще одну винтовую клеммную колодку для контакта заземления, VCC для двигателя и контакт 5V, который может быть входом или выходом.

Это зависит от напряжения, используемого на двигателях VCC. В модуле есть встроенный регулятор 5 В, который включается или выключается с помощью перемычки. Если напряжение питания двигателя составляет до 12 В, мы можем включить регулятор 5 В, а вывод 5 В можно использовать в качестве выхода, например, для питания нашей платы Arduino. Но если напряжение двигателя превышает 12 В, мы должны отсоединить перемычку, потому что это напряжение вызовет повреждение встроенного регулятора 5 В. В этом случае вывод 5V будет использоваться в качестве входа, так как нам нужно подключить его к источнику питания 5V для правильной работы IC.

Здесь можно отметить, что эта микросхема дает падение напряжения примерно на 2 В. Так, например, если мы используем источник питания 12 В, напряжение на клеммах двигателя будет около 10 В, а это означает, что мы не сможем добиться максимальной скорости от двигателя 12 В постоянного тока.

Шаг 3: принципиальная схема

Для ознакомления с полным рабочим кодом посетите Alpha Electronz