Robot pompier : 12 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Il s'agit d'un robot pompier conçu pour détecter le feu au moyen de capteurs de flamme, se diriger vers lui et éteindre le feu par l'eau. Il peut également éviter les obstacles en se dirigeant vers le feu grâce à des capteurs à ultrasons. De plus, il vous envoie un e-mail lorsqu'il éteint le feu.

Groupe de projet mécatronique Bruface 5

Membres de l'équipe:

Arntit Iliadi

Mahdi Rassoulian

Sarah F. Ambrosecchia

Jihad Alsamarji

Étape 1: liste de courses

Arduino méga 1X

Moteur 9V CC 2X

Micro servo 9g 1X

Servomoteur 442hs 1X

Pompe à eau 1X

Capteur sonique à ultrasons 2X

Capteur de flamme 1 voie 4X

Pont en H 2X

Module Wi-Fi 1X

Interrupteur marche/arrêt 1X

Mini planche à pain 1X

Câbles Arduino

Pile 9V 1X

Prise de batterie 9V 1X

Batterie LIPO 7.2Volt 1X

Jeu de chenilles en caoutchouc 2X

Montage moteur 2X

Entretoise (M3 femelle-femelle 50mm) 8X

Vis (M3)

Réservoir d'eau (300 ml) 1X

Tuyau d'eau 1X

Étape 2: Quelques conseils techniques sur le choix des composants

Moteurs à courant continu avec encodeur:

L'avantage du moteur à courant continu du codeur par rapport à un simple moteur à courant continu est la possibilité de compenser les vitesses lorsqu'il y a plus d'un moteur et que la même vitesse pour chacun d'eux est souhaitée. Généralement, lorsque vous avez plus d'un moteur avec la même entrée (Tension et courant) et que votre objectif est de les avoir exactement avec la même vitesse, ce qui peut arriver, c'est que certains moteurs peuvent glisser, ce qui entraînera une différence de vitesse entre eux, ce qui par exemple pour notre cas (deux moteurs comme puissance motrice) pourrait provoquer une déviation d'un côté lorsque la cible devait avancer. ce que font les encodeurs, c'est de compter le nombre de rotations des deux moteurs et, en cas de différence, de les compenser. Cependant comme lorsque nous avons testé notre robot, aucune différence n'a été observée dans la vitesse des deux moteurs, nous n'avons pas utilisé les encodeurs.

Servo moteurs:

Pour le mécanisme du pistolet à eau, nous avions besoin de moteurs capables de fournir un mouvement relativement précis dans une plage spécifique. A ce propos, il existe deux choix: servomoteur OU moteur pas à pas

généralement, un moteur pas à pas est moins cher qu'un servomoteur. Cependant, selon l'application, de nombreux autres facteurs doivent être pris en compte. Pour notre projet, nous avons pris en compte les facteurs suivants:

1) Le rapport puissance/masse du servomoteur est supérieur à celui des moteurs pas à pas, ce qui signifie que pour avoir la même puissance, le moteur pas à pas sera plus lourd que le servomoteur.

2) Un servomoteur consomme moins d'énergie qu'un moteur pas à pas, ce qui est dû au fait que le servomoteur consomme de l'énergie lorsqu'il tourne vers la position commandée mais ensuite le servomoteur se repose. Les moteurs pas à pas continuent de consommer de l'énergie pour se verrouiller et maintenir la position commandée.

3) Les servomoteurs sont plus capables d'accélérer les charges que les moteurs pas à pas.

Ces raisons conduiront à une consommation d'énergie moindre, ce qui était important dans notre cas puisque nous avons utilisé une batterie comme alimentation électrique pour tous les moteurs

Si vous souhaitez en savoir plus sur les différences entre servo et stepper, consultez le lien suivant:

www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.ht…

Pont en H:

Il vous permet de contrôler à la fois la direction et la vitesse de vos moteurs à courant continu. Dans notre cas, nous les avons juste utilisés pour contrôler le sens de rotation des deux moteurs à courant continu (connectés aux roues motrices).

De plus, un autre pont en H est utilisé comme simple interrupteur marche/arrêt pour la pompe. (Cela peut aussi être fait au moyen d'un transistor)

Capteurs à ultrasons:

Ceux-ci sont utilisés pour pouvoir éviter les obstacles. Nous avons utilisé 2 capteurs, cependant vous pouvez augmenter la portée de la zone observable en augmentant le nombre de capteurs. (Portée efficace de chaque capteur à ultrasons: 15 degrés)

Capteurs de flamme:

Au total, 4 capteurs de flamme sont utilisés. 3 capteurs sous le châssis sont connectés aux broches analogiques et numériques d'Arduino. Les connexions numériques sont utilisées pour détecter le feu pour d'autres actions tandis que les connexions analogiques ne sont utilisées que pour fournir des lectures de la distance à feu pour l'utilisateur. L'autre capteur sur le dessus est utilisé numériquement et sa fonction est d'envoyer la commande pour arrêter le véhicule à une distance appropriée du feu, donc au moment où le capteur sur le dessus qui a un angle spécifique détecte le feu, il va envoyer la commande pour arrêter le véhicule et démarrer la pompe à eau et faire fonctionner le pistolet à eau pour éteindre le feu.

Arduino Mega:

La raison du choix d'un arduino mega par rapport à un arduino UNO est la suivante:

1) Avoir un module Wi-Fi augmente considérablement le nombre de lignes dans le code et nécessite un processeur plus puissant pour éviter tout risque de plantage lors de l'exécution du code.

2) avoir un plus grand nombre de broches en cas d'intérêt pour étendre la conception et ajouter quelques fonctionnalités supplémentaires.

Chenilles en caoutchouc:

Les chenilles en caoutchouc sont utilisées pour éviter tout problème ou glissement en cas de sol glissant ou de petits objets entravant le déplacement.

Étape 3: Fabrication de pièces

Dans ce qui suit, les dessins techniques des pièces qui sont produites soit par imprimante 3D, soit par découpeur laser sont fournis. L'apparence de votre pompier peut être modifiée en fonction de vos intérêts, vous pouvez donc modifier la forme du corps et le design de la manière qui vous convient.

Pièces découpées au laser du corps principal:

Châssis (Plexiglas 6mm) 1X

Partie de toit (Plexiglas 6mm) 1X

Partie arrière (MDF 3mm) 1X

Partie latérale (MDF 3mm) 2X

Pièces imprimées en 3D:

Support à ultrasons 2X

Support de détecteur de flamme 1X

Support de roulement de roue 4X

Configuration du pistolet à eau 1X

Étape 4: Découpe laser (toutes les dimensions en cm)

Étape 5: Dessins techniques pour l'impression 3D: (toutes les dimensions en cm)

Étape 6: Expériences

Il s'agit d'une courte vidéo qui montre quelques expériences pour vérifier la fonctionnalité de différents composants.

Étape 7: Assemblage des servomoteurs et du pistolet à eau

Étape 8: Assemblage final

Étape 9: Câblage des composants à Arduino

Étape 10: Broches associées à Arduino

Étape 11: Organigramme du programme

Étape 12: Programmation

V2 est le programme principal et les autres codes sont des sous-programmes.