自動地板消毒機器人

描述

COVID-19 挑戰(zhàn)

2019 年冠狀病毒病 (COVID-19) 是由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2 (SARS-CoV-2) 引起的傳染病。它于 2019 年 12 月在中國湖北武漢首次發(fā)現(xiàn)，并導(dǎo)致了一場持續(xù)的大流行。

該病毒主要通過密切接觸在人與人之間傳播，[最常見的是通過咳嗽、打噴嚏和說話產(chǎn)生的小飛沫。液滴通常落到地面或表面上，而不是通過空氣長距離傳播。傳播也可能通過能夠長時間懸浮在空氣中的較小液滴（稱為氣溶膠）發(fā)生。氣溶膠傳播可能發(fā)生在某些醫(yī)療程序期間，并且可能發(fā)生在通風(fēng)不足的擁擠室內(nèi)空間中。不太常見的是，人們可能會通過觸摸受污染的表面然后觸摸自己的臉而被感染。

由于醫(yī)院是最具傳染性的場所，并且擠滿了不同情況的患者，因此有必要對醫(yī)院場所進行消毒，以減少 COVID-19 的傳播。為此目的使用人力也不是一種選擇，因為清潔過程可能導(dǎo)致人類自己和其他接觸者感染疾病。該項目是建立一個自動運行的機器人，通過消毒劑自動清掃地板來對醫(yī)院地板進行消毒。甚至避免在工作時與人直接接觸。

逐步搭建機器人

1.建立機器人追逐

機器人追逐應(yīng)該足夠包含 2 個連接到直流電機的輪子用于移動目的，一個輪子連接到機器人下方的另一個直流電機，以便通過在輪子下方粘貼海綿/擦洗器將其用作清掃器。它應(yīng)該能夠攜帶一個帶有微型水泵的水瓶，并且應(yīng)該有一個用于傳感器單元的平臺。伺服電機用于在需要時轉(zhuǎn)動超聲波傳感器。將它們固定在機器人追逐前方的平臺上。焊接的 PCB 板可用于連接組件或面包板。為遠離電子設(shè)備的水瓶和迷你水泵創(chuàng)建一個平臺。

2. 電子產(chǎn)品

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Arduino Nano用于控制伺服電機、超聲波傳感器、L293D電機驅(qū)動IC和Mini水泵的運行。

L293D電機驅(qū)動器

L293D IC 的 16 個引腳按以下方式連接。

引腳 1：+5V（啟用電機驅(qū)動器 1）

引腳 2：Arduino 數(shù)據(jù)引腳 D2（電機控制）

引腳 3：電機 1

引腳 4：接地

引腳 5：接地

引腳 6：電機 1

引腳 7：Arduino 數(shù)據(jù)引腳 D3（電機控制）

引腳 8：+12v（外部電機供電）

引腳 9：+5V（啟用電機驅(qū)動器 2）

引腳 10：Arduino 數(shù)據(jù)引腳 D4（電機控制）

引腳 11：電機 2

引腳 12：接地

引腳 13：接地

引腳 14：電機 2

引腳 15：Arduino 數(shù)據(jù)引腳 D5（電機控制）

引腳 16：+5v（IC 電源）

現(xiàn)在使用 Arduino 數(shù)據(jù)引腳 D2、D3、D4 和 D5 可以控制連接到移動輪子的直流電機。

超聲波傳感器

使用的傳感器是與 Arduino 兼容的 HC-SR04，它包含如下四個 ip/op 引腳。

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為了產(chǎn)生超聲波，我們需要將觸發(fā)引腳設(shè)置為高狀態(tài)10 μs 。這將發(fā)出一個 8 周期的音爆，該音爆將以聲音的速度傳播，并將在 Echo Pin 中接收。Echo Pin 將輸出聲波傳播的時間（以微秒為單位）。

如果物體距離傳感器 20 cm，聲速為340 m/s或 0.034 cm/μs。但是您從 Echo 引腳獲得的結(jié)果將需要雙倍的時間，因為聲波需要向前傳播并向后反彈。因此，為了獲得以厘米為單位的距離，我們需要將從回波針接收到的傳播時間值乘以 0.034，然后除以 2。

觸發(fā)引腳連接到 arduino 數(shù)據(jù)引腳 9，回波連接到 arduino 數(shù)據(jù)引腳 9。

伺服電機

伺服電機引腳如下。

1.+Vcc

2.伺服控制

3.地面

伺服控制連接到Arduino數(shù)據(jù)引腳9，頭文件servo.h包含在控制程序中。將伺服電機設(shè)置為 0 度將使超聲波傳感器向右旋轉(zhuǎn)，將其設(shè)置為 180 度將使傳感器向左旋轉(zhuǎn)。

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將清潔電機（電機 3）連接到 Arduino 引腳 D6，將水泵連接到 Arduino 引腳 D7。

根據(jù)原理圖焊接。使用 Arduino IDE 軟件將代碼上傳到 Arduino Nano。

在職的

機器人測量到障礙物的距離，如果距離大于 12 厘米，則向前移動。如果低于 12 厘米，機器人停止并使用伺服電機將超聲波傳感器向右轉(zhuǎn)動，然后測量到右側(cè)障礙物的距離，然后向左轉(zhuǎn)動并測量左側(cè)障礙物的距離。機器人將轉(zhuǎn)向距離較遠的一側(cè)并繼續(xù)前進。水泵開始將消毒劑泵送至清潔海綿/洗滌器，電機3在通電后立即旋轉(zhuǎn)固定在輪子上的清潔海綿/洗滌器。要為 arduino nano 供電，請使用支持 USB 電纜的可充電（便攜式）電池，因此機器人是可充電的。

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