Makinë Autonome RC: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Me rritjen e makinave autonome, që drejtojnë vetveten, sot vendosa të marr përsipër sfidën e bërjes së njërit timen. Ky projekt gjithashtu shërbeu si projekti im themelor në klasat e mia të Dizajnit dhe Zhvillimit Inxhinierik dhe Robotikës dhe mori një çmim për automjetin më të mirë autonom në një konkurs të shkollës së mesme STEM.

Në vend që të filloja nga e para, unë zgjodha të përdor një makinë RC që e kishim tashmë dhe e çiftova me një bord të RedBoard Arduino Uno. Zgjodha Arduino për shkak të lehtësisë relative të përdorimit dhe programimit.

Për ata që pyesin, kjo makinë ka një ESC Redcat Racing 03061 Splash-Resistant me një motor të krehur. ESC ishte programuar tashmë duke përdorur kontrolluesin që vinte me makinën. Unë nuk e kam testuar këtë me një motor pa furça pasi nuk e kemi në dorë, por kushdo është i mirëpritur ta provojë këtë projekt me një motor pa furça.

Në përmbledhje të shkurtër, kjo makinë mbledh të dhëna nga (5) sensorë tejzanor HC-SR04. Këto të dhëna kthehen në Arduino, ku merr vendime se si të lëvizin. Arduino pastaj kontrollon servo dhe motorin drejtues në përputhje me rrethanat. Programi përdor bibliotekën standarde servo Arduino për ta bërë këtë, dhe nuk nevojiten biblioteka shtesë.

Makina është e aftë të kontrollojë shpejtësinë e ndryshueshme përmes një potenciometri dhe të mbështetet nga një mur kur godet një. Për më tepër, makina mund të korrigjohet nëse zhvendoset shumë pranë një muri duke u lehtësuar.

Hapi 1: Lista e Pjesëve

Disclaimer: Unë nuk jam duke përfshirë pjesët e nevojshme për veturën, vetëm pjesët shtesë përtej veturës. Një ESC, motor, shasi, bateri, etj do të jenë të gjitha të nevojshme për këtë.

Do t'ju duhet:

(1) Arduino Uno - goditjet do të funksionojnë mirë

(1) Breadboard - për këtë projekt, mora shinën +/- nga një dërrasë buke dhe përdor një tjetër, më të vogël. Çdo madhësi do të bëjë.

(5) Sensorë tejzanor HC-SR04

(1) Potenciometër - përdoret për të kontrolluar shpejtësinë e makinës

(20) Telat Dupont Femra -Meshkuj - Unë rekomandoj që të keni më shumë për të përdorur si zgjatues për telat e tjerë nëse është e nevojshme

Saldim hekuri me saldim

Furnizimi me energji Arduino - në këtë rast, kam përdorur (6) bateri 1.2v AA të lidhura në seri. Bankat e jashtme të fuqisë së telefonit dhe tabletit si kjo do të funksionojnë mirë kur lidhen me portën USB.

Shirit, ngjitës i nxehtë dhe/ose ndonjë send tjetër që përdoret për të lidhur sendet së bashku

(1) Ndërro çelësin (opsional - e përdor për të ndezur dhe fikur Arduino -n)

Hapi 2: Vendosni sensorët

Së pari, do të dëshironi të vendosni dhe fiksoni saktë sensorët. Unë kam (1) sensor përballë përpara, (2) sensorë me kënd rreth 45 gradë, dhe (2) sensorë në anët e makinës. I printova kllapat e montimit për anët dhe pjesën e përparme, dhe përdor zam të nxehtë për të fiksuar sensorët e përparmë me kënd pasi zam i nxehtë nuk është përçues. Kllapat e montimit për anët dhe pjesën e përparme mund të shkarkohen dhe të printohen 3D.

Hapi 3: Shtoni tabelën e bukës dhe potenciometrin

Tjetra, do të dëshironi të shtoni në panelin e bukës dhe potenciometër që kontrollon shpejtësinë para se të filloni instalimet elektrike. Këtu kam përdorur një tabelë të vogël buke dhe +/- nga një bukë tjetër për shkak të hapësirës në trupin e makinës, por një tabelë standarde e bukës gjithashtu do të funksionojë mirë.

Hapi 4: Lidhni gjithçka

Ky është ndoshta hapi më i madh dhe një tel i gabuar mund të bëjë që makina të mos funksionojë siç duhet. Referojuni diagramit Fritzing më sipër për udhëzime shtesë.

Filloni duke lidhur pinin 5v të Arduino -s tuaj me shinën pozitive në dërrasën e bukës dhe kunjin GND të Arduino -s tuaj me shinën negative të pjatës.

Tjetra, lidhni sensorët e sonarit. Sensorët HC-SR04 kanë secilën prej katër kunjave të tyre të etiketuar. Ata janë:

VCC - fuqi 5v

Trig - shkas për të dërguar një impuls tejzanor jashtë

Echo - kunja marrëse që mat kohëzgjatjen e pulsit

GND - kunja e tokëzimit

Përdorni telat Dupont femra-meshkuj për këtë. Secila prej kunjave të VCC -së duhet të lidhet me shinën pozitive të dërrasës së bukës, dhe secila prej kunjave GND duhet të jetë e lidhur me shinën negative të bukës. Kam përdorur tela shtesë Dupont femra-meshkuj si zgjatues për këtë pjesë pasi kisha një problem me disa prej telave që nuk ishin mjaft të gjatë.

Tjetra, lidhni kunjat Trig dhe Echo në Arduino. Këto do të lidhen me kunjat dixhitalë të Arduino si të tillë:

Sensori i qendrës së përparme:

Trig - pin 6

Jehona - kunja 7

Sensori i anës së majtë:

Trig - 4

Jehona - 5

Sensori në anën e djathtë:

Trig - 2

Jehona - 3

Sensori i përparmë i majtë:

Trig - 10

Jehona - 11

Sensori i përparmë i djathtë:

Trig - 9

Jehona - 8

Tjetra, lidhni servo drejtuesin, motorin ESC dhe potenciometrin e kontrollit të shpejtësisë.

Së pari, filloni me servo drejtues. Servo në makinën time kishte tela të kuq, portokalli dhe kafe. Ngjyrat mund të ndryshojnë pak, por të gjitha do të lidhen në mënyrë të ngjashme:

Teli ngjyrë kafe (tokë) - lidheni me shinën negative të bukës

Teli i kuq (fuqi 5v) - lidheni me hekurudhën 5v të bukës

Teli portokalli (sinjal) - lidheni me pin 13 në Arduino tuaj

ESC - ose Kontrolluesi Elektronik i Shpejtësisë - që kontrollon motorin është i lidhur në mënyrë të ngjashme. Në këtë rast, telat janë të bardhë, të kuq dhe të zi.

E bardhë (sinjal) - Lidhuni me pin 12 në Arduino tuaj

E kuqe (5v) - NUK lidheni me asgjë. Për shkak të një rritje të energjisë elektrike që rrjedh mbrapa kur motori ndalon, 5v nuk duhet të lidhet. Ju mund të skuqni një port USB ose, ndoshta, Arduino tuaj.

E zezë (tokë) - lidheni me shinën negative të bukës

Së fundi, lidhni potenciometrin që keni vendosur më herët në tryezën tuaj të bukës. Numrat e vegjël ka të ngjarë të jenë të shtypura diku në të. Duhet të lidhet me tela si:

1 (kunja e majtë) - lidheni me shinën negative të bukës

2 (kunja e mesme) - lidheni me pinin A0 në Arduino tuaj

3 (kunja e djathtë) - lidheni me shinën pozitive të bukës

Instalimet elektrike do të duken shumë të çrregullta, kështu që nëse doni të bëni një menaxhim me tela, tani do të ishte koha për ta bërë atë.

Hapi 5: Fuqizimi i Arduino

Tjetra, do të dëshironi të krijoni një zgjidhje energjie për Arduino. Dy burime të veçanta të energjisë përdoren në këtë projekt: bateria për makinën dhe bateria për Arduino. Në këtë rast, kam përdorur (6) bateri AA të rimbushshme 1.2v të lidhura në seri. Bankat e lëvizshme të energjisë të celularëve gjithashtu do të funksionojnë, vetëm sigurohuni që të keni një kabllo që futet në portën USB të Arduino-s tuaj (siç është mini-USB).

Ju lutemi vini re se bateritë 9v NUK do të punojnë me këtë projekt. Për shkak të mënyrës së krijimit të baterive 9v, tensioni është i mjaftueshëm për të funksionuar Arduino, por rryma që del nga bateria do ta bëjë atë të vdesë në një kohë të shkurtër. Unë gjithashtu kisha probleme me rindezjet e rastësishme në baterinë 9v.

Nëse zgjidhni të përdorni zgjidhjen që kam përdorur, do t'ju duhet:

(6) bateri AA (bateritë alkaline punojnë gjithashtu mirë)

Mbajtës baterish AA për të gjitha (6) bateritë. Ky do të funksiononte shkëlqyeshëm dhe as nuk kërkon që ju të përdorni një hekur bashkues. Për furnizimin që bëra, unë mbërtheva (3) mbajtës me dy bateri të lidhur me zinxhir siç tregohet në figurë, bashkova telat pozitiv/negativ së bashku, mora prizën e rrymës DC nga një përshtatës baterie 9v dhe e bashkova në fund pozitiv dhe negativ telat. Pastaj bashkova një ndërprerës të energjisë në seri me furnizimin me energji për lehtësinë e ndezjes dhe fikjes së Arduino. Kjo është plotësisht opsionale.

Hapi 6: Ngarko Programin Arduino

Tjetra, do t'ju duhet të ngarkoni programin në Arduino. Shkarkoni programin këtu dhe ngarkojeni në Arduino tuaj përmes Arduino IDE.

Për ata prej jush që mund të shikojnë në modifikimin e kodit, unë kam përfshirë disa pseudokode që shpjegojnë se çfarë bën secila pjesë.

EDIT 25/9/18 - Shtova një program të dytë për ta bërë atë të lëvizë në mes të dy mureve. Unë nuk kam pasur rastin të provoj kodin për shkak se nuk kam qasje në makinë, por mos ngurroni të eksperimentoni me të.

Hapi 7: Lidheni gjithçka dhe ndizeni

Së fundi, do t'ju duhet të lidhni gjithçka. Së pari, lidhni baterinë e makinës me makinën dhe ndizni ESC -në tuaj. ESC duhet të bip, duke treguar se është gati të "armatoset" nga Arduino. Tjetra, aktivizoni Arduino. ESC duhet të bip tri herë dhe rrotat duhet të fillojnë të rrotullohen. Nëse ESC bip, por rrotat nuk fillojnë të rrotullohen, kthejeni potenciometrin në të djathtë për të rritur shpejtësinë. Nëse makina po lëviz shumë shpejt, kthejeni potenciometrin në të majtë.

Nëse potenciometri funksionon në të kundërtën nga sa duhet, ju mund të rrokullisni telat pozitivë dhe negativë për ta zgjidhur këtë.

Videoja tregon makinën duke punuar, si të ndryshoni shpejtësinë dhe urdhrin për ta ndezur atë.