Αυτό το ρομπότ παρακολουθεί τις συνθήκες χιονοστιβάδας έτσι δεν πρέπει να - 💡 Fix My Ideas

Αυτό το ρομπότ παρακολουθεί τις συνθήκες χιονοστιβάδας έτσι δεν πρέπει να

Αυτό το ρομπότ παρακολουθεί τις συνθήκες χιονοστιβάδας έτσι δεν πρέπει να


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Επί του παρόντος, ο μόνος τρόπος μέτρησης των συνθηκών των χιονοστιβάδων είναι η αύξηση της κλίσης και η χειροκίνητη μέτρηση της γωνίας, του χιονιού και των καιρικών συνθηκών, όπως η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία. Για να αποφύγουμε τους ανθρώπους από τη ζημιά όταν προσπαθούμε να καθορίσουμε τον κίνδυνο χιονοστιβάδων, σχεδιάσαμε το Smart Avalanche Rover (SAR). Το σύστημα SAR ελαχιστοποιεί τους κινδύνους της ανάλυσης χιονοστιβάδων παρέχοντας ένα απομακρυσμένο μέσο για την αξιολόγηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, της σχετικής υγρασίας, της βαρομετρικής πίεσης, του υψομέτρου, της γωνίας κλίσης και του προφίλ χιονιού.

Έμαθα ένα τεράστιο ποσό κατά τη διάρκεια του έργου. Υπήρχαν πολλά θέματα που μάθαμε από τότε που εξετάσαμε τον προγραμματισμό, τα ηλεκτρικά κυκλώματα και το μηχανικό σύστημα. Ένα μεγάλο θέμα που αντιμετωπίσαμε ήταν οι συγκρουόμενες βιβλιοθήκες Arduino.Οι μονάδες ραδιοσυχνοτήτων που χρησιμοποιήσαμε για επικοινωνία μεταξύ του ελεγκτή και του δρομολογητή χρησιμοποιούσαν τον Timer1, ωστόσο, η Βιβλιοθήκη Servo και η βιβλιοθήκη προγραμμάτων οδήγησης κινητήρα προσπαθούσαμε να χρησιμοποιήσουμε και τα δύο χρησιμοποιούμενα Timer1. Καταλήξαμε χρησιμοποιώντας απλούστερους ελεγκτές μοτέρ αντί για ασπίδα και αναθέσαμε το σερβοέλεγχο σε ένα PIC. Έμαθα να βεβαιωθούμε ότι δεν θα χρησιμοποιήσουμε αλληλοσυγκρουόμενες βιβλιοθήκες μετά από αυτό το ζήτημα.

Επίσης, αποφασίσαμε να κολλήσουμε όλα τα εξαρτήματα προς τα κάτω, ώστε να μη μπορεί να βγει τίποτα από την πρίζα. Όλα λειτουργούσαν τέλεια μετά τη συγκόλληση του ελεγκτή, ωστόσο, τα πράγματα πήγαν πολύ λάθος όταν προσπαθούσαν να κολλήσουν τα εξαρτήματα του rover. Παρουσιάστηκε σπινθήρισμα και ξέσπασε μια πραγματική πυρκαγιά στο πίσω μέρος μιας από τις σανίδες συγκόλλησης. Μετά από κάποια έρευνα, διαπιστώσαμε ότι η υπερβολική ροή προκαλούσε το σχηματισμό τόξου μεταξύ των εξαρτημάτων, προκαλώντας έτσι απώλεια ρεύματος και σπινθήρες. Έπρεπε να αποκόψουμε τις σανίδες συγκόλλησης και να χρησιμοποιήσουμε τα πινακίδες στην οδόστρωμα αντ 'αυτού. Αυτό δεν έβλαψε το σχέδιό μας, καθώς υπήρχε χώρος στο rover για μεγαλύτερες σανίδες. Το μάθημα για να μάθετε από αυτό είναι βεβαιωθείτε ότι είστε προσεκτικοί κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης.

Για να οδηγήσουμε το rover, χρησιμοποιήσαμε κάποιες διαδρομές από το Kyosho Blizzard RC, ωστόσο, αποφασίσαμε να καθορίσουμε τη δική μας τοποθέτηση για τους τροχούς στην πίστα. Αυτό οδήγησε σε κάποια δυσκολία επειδή ήταν κακό να έχουν τα κομμάτια πολύ σφιχτά αλλά και κακά για να τα έχουν πολύ χαλαρά. Ήταν επίσης δύσκολο να τους οδηγήσει με την ίδια ταχύτητα. Κατακτήσαμε τις απώλειες τριβής χρησιμοποιώντας ένα βρόχο PID για να διατηρήσουμε τους κινητήρες σε επιθυμητή ταχύτητα. Το μάθημα που μαθαίνουμε από αυτό είναι να περιμένουμε λάθος όταν χρησιμοποιούμε κινητήρες με τροχούς / τροχούς και επομένως, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε ένα βρόχο PID για να τρέξετε τους κινητήρες με μια συγκεκριμένη ταχύτητα αντί για ένα συγκεκριμένο επίπεδο ισχύος.

Το σύνολο του έργου χρειάστηκε περίπου 3 μήνες. Πολύ περισσότερο χρόνο πέρασε στο τελευταίο τέλος των 3 μηνών από ό, τι στην αρχή. Θα πρότεινα να ακολουθήσετε ένα προκαθορισμένο σχέδιο και να επεκτείνετε τον χρόνο αποτελεσματικά.

Από αυτό που μπορούμε να πούμε, αυτό είναι ένα νέο έργο που κανείς δεν έχει προσπαθήσει μέχρι τώρα. Δεν βρήκαμε διπλώματα ευρεσιτεχνίας, βίντεο ή δημοσιεύσεις σχετικά με κάποιο παρόμοιο σύστημα.

Θα χρησιμοποιούσαμε λεπτότερο πλαστικό για να το κάνουμε ελαφρύτερο. Επίσης, θα ήταν εξαιρετικό να καταστεί δυνατή η σύνδεση με ένα σακίδιο για εύκολη μεταφορά. Αυτό θα απαιτούσε ένα μικρότερο, ελαφρύτερο σύστημα και έτσι έναν επανασχεδιασμό.

Αν προσπαθείτε να το επαναλάβετε μόνοι σας, περιμένετε πολλή δουλειά. Είχαμε 4 άτομα που εργάζονταν σε αυτό το έργο για 3 μήνες και ήταν ακόμα χρονοβόρα. Επίσης, αναμένετε να μάθετε πολλά! Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι για τον κωδικό του Arduinos και των PIC. θα πρέπει απλά να επιλέξετε το αγαπημένο σας.

Περίληψη σχεδίασης

Για να εκτιμηθεί η πιθανότητα μιας χιονοστιβάδας που εμφανίζεται σε μια δεδομένη κλίση, μετριούνται συνήθως η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η βαρομετρική πίεση, η σχετική υγρασία, η κλίση της κλίσης και το προφίλ χιονιού. Οι χιονοστιβάδες είναι πιθανότερο να εμφανιστούν όταν η θερμοκρασία είναι πάνω από το πάγωμα, η γωνία κλίσης είναι μεταξύ 30-60 μοίρες και το σκληρό πακέτο χιονιού στηρίζεται σε ένα σχετικά μαλακό κάτω από το στρώμα. Η σημερινή κατάσταση της τεχνολογίας ανάλυσης χιονοστιβάδων υπαγορεύει ότι οι δασοφύλακες, οι ερευνητές και οι λάτρεις της τοπικής υπαίθρου πρέπει να ταξιδεύουν σε ύποπτες πλαγιές για να παρακολουθούν και να δοκιμάζουν συνθήκες. Ο σχεδιασμός Smart Avalanche Rover (SAR) μετριάζει τους κινδύνους της ανάλυσης χιονοστιβάδων παρέχοντας ένα απομακρυσμένο μέσο για την αξιολόγηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, της σχετικής υγρασίας, της βαρομετρικής πίεσης, του υψομέτρου, της κλίσης και του προφίλ χιονιού.

Το σύστημα SAR οδηγείται από παράλληλα κομμάτια. Η κίνηση του SAR ελέγχεται από τον χρήστη μέσω της προσαρμοσμένης μονάδας ελεγκτή που επίσης απεικονίζεται. Ο χρήστης ελέγχει την κίνηση των κομματιών και επομένως τον τροχό μέσω των χειριστηρίων. Ο χρήστης πρέπει απλώς να σπρώξει τα joystick προς τα πάνω για να μετακινήσει το SAR προς τα εμπρός και προς τα κάτω για να το μετακινήσει προς τα πίσω. Για να ξεκινήσετε αιχμηρές στροφές, τα χειριστήρια μπορεί να ωθηθούν σε αντίθετες κατευθύνσεις. Ένα σύστημα ελέγχου ανατροφοδότησης επιτρέπει την υψηλή απόδοση σε απότομες πλαγιές και μεταβλητό έδαφος.

Τα επιθυμητά δεδομένα κινδύνου χιονοστιβάδας εμφανίζονται στην οθόνη του ελεγκτή με εντολή. Η θερμοκρασία, η σχετική υγρασία, η βαρομετρική πίεση και οι μετρήσεις υψόμετρου πραγματοποιούνται από μια μονάδα αισθητήρα ενσωματωμένη στον ελεγκτή. Οι μετρήσεις της γωνίας κλίσης χειρίζονται από τον δρομέα και οι τιμές αποστέλλονται και εμφανίζονται στην οθόνη του ελεγκτή. Η αναφερόμενη γωνία αντιπροσωπεύει τον προσανατολισμό του δρομέα σε σχέση με την οριζόντια που δείχνει προς την κατεύθυνση της διαδρομής.

Για να αποκτήσετε το προφίλ χιονιού, ενεργοποιείται μια υπομονάδα ανιχνευτή και οδηγεί μια μεταλλική ράβδο στο χιόνι. Ενώ η ράβδος χαμηλώνει, στην οθόνη του χρήστη εμφανίζεται ένα προφίλ σε αντίθεση με το βάθος σε πραγματικό χρόνο. Μόλις ο καθετήρας έχει χαμηλώσει το πλήρες μήκος του, επιστρέφει αυτόματα στην αρχική του θέση. Το προφίλ βάθους μπορεί στη συνέχεια να εξεταστεί για να μετρήσει τις σχετικές πυκνότητες που σχετίζονται με το χιόνι.

Σε περίπτωση που ο ΣΑΑ παγιδευτεί σε χιονοστιβάδα και στη συνέχεια καλύπτεται από χιόνι, θα ξεκινήσει αυτόματο σύστημα έκτακτης ανάγκης και η σειρήνα θα ακούγεται μέχρι να αποκαλυφθεί ο ρότορας. Το σύστημα έκτακτης ανάγκης ενεργοποιείται όταν το φως προσπίπτοντος φράξει από την επιφάνεια του rover. Επομένως, το σύστημα μπορεί επίσης να υποδείξει αν ο δρομέας έχει γυρίσει. Αυτό το σύστημα βοηθά τον χρήστη να εντοπίσει τη συσκευή και μπορεί να απενεργοποιηθεί πριν τη χρήση τη νύχτα ή αν δεν είναι επιθυμητή.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Ο οδηγός δώρου ανοιχτού κώδικα: υλικό ανοιχτού κώδικα, λογισμικό και πολλά άλλα για τις διακοπές!

Ο οδηγός δώρου ανοιχτού κώδικα: υλικό ανοιχτού κώδικα, λογισμικό και πολλά άλλα για τις διακοπές!


Αυτοί οι σπουδαστές μηχανικής βάζουν μια εκκίνηση T-Shirt στην αιώρα τους

Αυτοί οι σπουδαστές μηχανικής βάζουν μια εκκίνηση T-Shirt στην αιώρα τους


12 Περισσότερα έργα 3D εκτύπωσης για αποκριές

12 Περισσότερα έργα 3D εκτύπωσης για αποκριές


Κατασκευάστε μια στρογγυλεμένη λυχνία Lego - σπίτι

Κατασκευάστε μια στρογγυλεμένη λυχνία Lego - σπίτι