Samohodno robotsko vozilo za početnike sa izbjegavanjem sudara: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Zdravo! Dobro došli u moje uputstvo za početnike o tome kako napraviti vlastito robotsko vozilo sa automatskim upravljanjem sa izbjegavanjem sudara i GPS navigacijom. Iznad je YouTube video koji prikazuje robota. To je model koji pokazuje kako funkcionira pravo autonomno vozilo. Imajte na umu da će moj robot vrlo vjerojatno izgledati drugačije od vašeg konačnog proizvoda.

Za ovu konstrukciju trebat će vam:

- OSEPP robotski funkcionalni komplet (uključuje vijke, odvijače, kablove itd.) (98,98 USD)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 USD)

- HMC5883L digitalni kompas (6,99 USD)

- HC-SR04 ultrazvučni senzor (3,95 USD)

- GPS i antena NEO-6M (12,99 USD)

- HC-05 Bluetooth modul (7,99 USD)

- USB Mini B kabel (možda ga imate ovdje) (5,02 USD)

- Android pametni telefon

- Šest AA baterija, svaka po 1,5 volti

-Bilo koji nemagnetni materijal sličan štapu (poput aluminija) koji želite reciklirati

- Dvostrana traka

- Ručna bušilica

Korak 1: Sklapanje robotske šasije i mobilnosti

Objašnjenje: Nije vozilo ako se ne pomakne! Najosnovnije robotsko vozilo zahtijeva kotače, motore i šasiju (ili "tijelo" robota). Umjesto kupovine svakog od ovih dijelova zasebno, toplo preporučujem da kupite komplet za pokretno robotsko vozilo. Za svoj projekt koristio sam OSEPP Robotski funkcionalni komplet jer je došao s mnoštvom dijelova i dostupnih alata, a smatrao sam da je konfiguracija spremnika najbolja za stabilnost robota, kao i da pojednostavljuje naše programiranje zahtijevajući samo dva motora.

Postupak: Ne bi vam bilo od pomoći ako jednostavno ponovim priručnik za montažu koji možete pronaći ovdje (imate i mogućnost konfiguracije trokutastog spremnika). Samo bih savjetovao da sve kabele držite što je moguće bliže robotu i dalje od tla ili kotača, posebno za kablove iz motora.

Ako želite budžetsku opciju u odnosu na kupovinu skupog kompleta, mogli biste i reciklirati stari, radni RC automobil i koristiti motore, kotače i šasiju iz toga, ali nisam siguran koliko su Arduino i njegov kôd kompatibilni s njima određene delove. Bolje je izabrati komplet prema OSEPP -u.

Korak 2: Uključivanje Arduina

Objašnjenje: Budući da je ovo vodič za početnike, želio bih brzo objasniti što je Arduino za sve čitatelje koji možda nisu upoznati s njegovom upotrebom u elektronici. Arduino je vrsta mikrokontrolera, što znači da radi upravo to - kontrolira robota. Možete upisati upute u kôd na svom računaru koje će biti prevedene na jezik koji Arduino razumije, zatim možete uploadati te upute u Arduino, a Arduino će odmah početi pokušavati izvršiti te upute kada je uključen. Najčešći Arduino je Arduino Uno, koji je uključen u OSEPP komplet, ali trebat će vam Arduino Mega za ovaj projekt jer je ovo projekt većih razmjera od onoga za što je Arduino Uno sposoban. Arduino Uno iz kompleta možete koristiti za druge zabavne projekte.

Postupak: Arduino se može pričvrstiti na robota pomoću patentnih zatvarača ili uvrtanjem odstojnika na podnožje robota.

Željeli bismo da Arduino upravlja motorima našeg robota, ali motori se ne mogu izravno povezati s Arduinom. Stoga moramo pričvrstiti naš motorni štit (koji je došao iz našeg kompleta) na Arduino kako bismo mogli uspostaviti vezu s kablovima motora i Arduinom. Igle koje dolaze s dna štitnika motora trebale bi stati točno u "rupe" Arduino Mega. Kablovi koji se protežu od motora uklapaju se u utore na štitniku motora kao na gornjoj slici. Ovi utori se otvaraju i zatvaraju okretanjem odvijača u udubljenje u obliku slova + na samom vrhu utora.

Zatim, Arduinu je potreban napon kako bi radio. Robotski funkcionalni komplet OSEPP trebao je doći s držačem baterije za šest baterija. Nakon što ste umetnuli šest baterija u držač, umetnite žice koje se protežu od držača baterija u utore na štitu motora predviđene za napon.

Korak 3: Dodavanje Bluetooth kontrole

Postupak: Nakon što se Arduino shvati, dodavanje Bluetooth modula je isto tako jednostavno umetanje četiri zupca Bluetooth modula u utor s četiri rupe na štitniku motora, kao što je prikazano gore.

Nevjerovatno jednostavno! Ali nismo završili. Bluetooth modul je samo polovica stvarne Bluetooth kontrole. Druga polovica postavlja daljinsku aplikaciju na naš Android uređaj. Koristit ćemo aplikaciju koju je razvio OSEPP i namijenjena je robotu sastavljenom iz Robotskog funkcionalnog kompleta. Mogli biste koristiti drugu udaljenu aplikaciju na svom uređaju, ili čak možete napraviti vlastitu, ali u naše svrhe ne želimo ponovo izumiti kotač. OSEPP također ima upute o tome kako instalirati njihovu aplikaciju, koja se ne može instalirati iz trgovine Google Play. Ta uputstva možete pronaći ovdje. Raspored daljinskog upravljača koji instalirate može izgledati drugačije od vodiča, i to je u redu.

Korak 4: Dodavanje izbjegavanja sudara

Objašnjenje: Sada kada je robot pokretan, sada je sposoban naletiti na zidove i velike predmete, što potencijalno može oštetiti naš hardver. Stoga ugrađujemo naš ultrazvučni senzor na samom prednjem dijelu robota, baš kao što vidite na gornjoj slici.

Postupak: Robotski funkcionalni komplet OSEPP uključuje sve dijelove koje tamo vidite, osim ultrazvučnog senzora. Kad ste sastavili kućište prema uputama s uputama koje sam povezao, trebali ste već izgraditi ovaj držač za ultrazvučni senzor. Senzor se jednostavno može ubaciti u dvije rupe držača, ali senzor trebate držati na mjestu gumenom trakom kako biste spriječili njegovo ispadanje iz držača. Umetnite kabel koji odgovara sva četiri zupca na senzoru i spojite drugi kraj kabela sa stupom 2 pinova na štitu motora.

Možete uključiti više ultrazvučnih senzora, pod uvjetom da imate hardver koji ih drži na mjestu.

Korak 5: Dodavanje GPS -a i kompasa

Objašnjenje: Skoro smo dovršili našeg robota! Ovo je najteži dio sastavljanja našeg robota. Htio bih prvo objasniti GPS i digitalni kompas. Arduino se odnosi na GPS za prikupljanje satelitskih podataka o trenutnoj lokaciji robota, u smislu zemljopisne širine i dužine. Ova zemljopisna širina i dužina koriste se kada se uparuju s očitanjima digitalnog kompasa, a ti se brojevi stavljaju u niz matematičkih formula u Arduinu kako bi se izračunalo koje kretanje bi robot trebao učiniti da stigne na odredište. Međutim, kompas se baca u prisutnosti željeznih materijala ili materijala koji sadrže željezo, pa su stoga magnetski.

Postupak: Kako bismo ublažili potencijalne smetnje od željeznih komponenti našeg robota, uzet ćemo aluminij nalik na štap i saviti ga u dugačak V-oblik, kao na gornjoj slici. Ovo služi za stvaranje određene udaljenosti od željeznih materijala na robotu.

Aluminij se može savijati ručno ili pomoću osnovnog ručnog alata. Dužina vašeg aluminija nije bitna, ali pazite da rezultirajući aluminij u obliku slova V nije pretjerano težak.

Dvostranom trakom zalijepite GPS modul, GPS antenu i digitalni kompas na aluminijsko učvršćenje. VRLO VAŽNO: Digitalni kompas i GPS antena trebaju biti postavljeni na samom vrhu aluminijumskog nosača, kao što je prikazano na gornjoj slici. Takođe, digitalni kompas treba da ima dvije strelice u obliku slova L. Uvjerite se da strelica x pokazuje na prednju stranu robota.

Izbušite rupe na oba kraja aluminija tako da se matica može zašrafiti kroz aluminij i otvor na kućištu robota.

Priključite kabel digitalnog kompasa u Arduino Mega, u malu "utičnicu" odmah ispod utora za napon na štitu motora. Spojite kabel s mjesta na GPS -u s oznakom "RX" na pin TX314 na Arduino Mega (ne na štitniku motora), drugi kabel s mjesta označenog s "TX" na pin RX315, drugi kabel iz "VIN" na GPS do pina 3V3 na štitu motora i završni kabel od "GND" na GPS -u do pina GND na štitu motora.

Korak 6: Sve spojite pomoću koda

Postupak: Vrijeme je da našoj Arduino Megi date kod koji sam već pripremio za vas. Aplikaciju Arduino možete besplatno preuzeti ovdje. Zatim preuzmite svaku od datoteka koje imam u nastavku (znam da izgleda puno, ali većina su to vrlo male datoteke). Sada otvorite MyCode.ino, aplikacija Arduino bi se trebala otvoriti, zatim pri vrhu kliknite Alati, zatim Ukloni i na kraju Arduino Mega ili Mega 2560. Nakon toga na vrhu kliknite Sketch, a zatim Prikaži mapu skica. Ovo će otvoriti lokaciju datoteke MyCode.ino na vašem računaru. Kliknite i povucite sve ostale datoteke koje ste preuzeli s ovog uputstva u datoteku MyCode.ino. Vratite se na aplikaciju Arduino i kliknite na kvačicu u gornjem desnom kutu kako bi program mogao prevesti kôd na strojni jezik koji Arduino može razumjeti.

Sada kada ste pripremili sav kôd, povežite računalo s Arduino Mega pomoću USB Mini B kabela. Vratite se na aplikaciju Arduino s otvorenim MyCode.ino i kliknite gumb sa strelicom nadesno u gornjem desnom kutu zaslona da biste učitali kôd u Arduino. Pričekajte dok vam aplikacija ne kaže da je prijenos dovršen. U ovom trenutku vaš robot je gotov! Sada ga moramo testirati.

Uključite Arduino pomoću prekidača na štitniku motora i otvorite udaljenu aplikaciju OSEPP na svom Android uređaju. Uvjerite se da Bluetooth modul na robotu treperi plavo svjetlo i odaberite Bluetooth vezu pri otvaranju aplikacije. Pričekajte da aplikacija kaže da se povezala s vašim robotom. Na daljinskom upravljaču trebali biste imati standardne kontrole lijevo-desno-gore-dolje s lijeve strane i A-B-X-Y tipke s desne strane. S mojim kodom, tipke X i Y ne rade ništa, ali tipka A služi za spremanje trenutne zemljopisne širine i dužine robota, a tipka B služi da se robot počne kretati na tu spremljenu lokaciju. Uvjerite se da GPS ima trepćuće crveno svetlo pri upotrebi tastera A i B. To znači da se GPS povezao sa satelitima i prikuplja podatke, ali ako svjetlo ne treperi, jednostavno izvedite robota van s direktnim pogledom u nebo i strpljivo čekajte. Krugovi na dnu trebali bi biti džojstici, ali se ne koriste u ovom projektu. Na sredini ekrana će se bilježiti informacije o kretanju robota, što je bilo korisno tokom mog testiranja.

Veliko hvala OSEPP -u, kao i lombarobot id -u i EZTech -u na YouTube -u što su mi pružili temelje za pisanje koda za ovaj projekat. Molimo vas da podržite ove stranke:

OSEPP

EZTech kanal

lombarobot id kanal

Korak 7: Opcionalno proširenje: Otkrivanje objekta

Na početku ovog uputstva spomenuo sam da će slika mog robotskog vozila koju ste vidjeli na početku izgledati drugačije od vašeg gotovog proizvoda. Konkretno, mislim na Raspberry Pi i kameru koje vidite gore.

Ove dvije komponente rade zajedno kako bi otkrile znakove zaustavljanja ili crvena stop svjetla na putu robota i privremeno se zaustavile, što ga čini bližim modelu pravog autonomnog vozila. Postoji nekoliko različitih aplikacija Raspberry Pi koje se mogu primijeniti na vaše vozilo. Ako želite dalje raditi na svom robotskom vozilu uključivanjem Raspberry Pi-a, toplo preporučujem da kupite kurs Rajandeep Singha o izgradnji vozila koje samostalno upravlja i otkriva objekte. Njegov kompletan kurs o Udemyju možete pronaći ovdje. Rajandeep nije tražio od mene da izgovaram njegov kurs; Jednostavno osjećam da je on divan instruktor koji će vas angažirati u autonomnim vozilima.