Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57
S porastom autonomnih automobila sa samoupravljanjem, odlučio sam prihvatiti izazov da napravim svoj vlastiti. Ovaj projekat mi je poslužio i kao glavni projekat na časovima Inženjerskog dizajna i razvoja i Robotike i dobio je nagradu za najbolje autonomno vozilo na srednjoškolskom STEM takmičenju.
Umjesto da počnem od nule, odlučio sam se za RC automobil koji smo već imali i upario ga s RedBoard Arduino Uno pločom. Odabrao sam Arduino zbog njegove relativne jednostavnosti upotrebe i programiranja.
Za one koji se pitaju, ovaj automobil ima Redcat Racing 03061 ESC otporan na prskanje sa brušenim motorom. ESC je već programiran pomoću kontrolera koji je isporučen s automobilom. Ovo nisam testirao s motorom bez četkica jer ga nemamo pri ruci, ali svako je dobrodošao da isproba ovaj projekt s motorom bez četkica.
Ukratko, ovaj automobil prikuplja podatke iz (5) HC-SR04 ultrazvučnih senzora. Ovi podaci sežu do Arduina, gdje donosi odluke o načinu kretanja. Arduino tada u skladu s tim kontrolira servo upravljač i motor. Program za to koristi standardnu Arduino servo biblioteku, a dodatne biblioteke nisu potrebne.
Automobil može kontrolirati promjenjivu brzinu pomoću potenciometra i povući se unatrag od zida kad naleti na njega. Osim toga, automobil se može ispraviti ako se odmakne previše blizu zida.
Korak 1: Lista dijelova
Odricanje odgovornosti: Ne uključujem dijelove potrebne za sam automobil, samo dodatne dijelove izvan automobila. Za to će biti potrebni ESC, motor, šasija, baterija itd.
Trebat će vam:
(1) Arduino Uno - udarci će raditi sasvim u redu
(1) Oglasna ploča - za ovaj projekt uzeo sam +/- šinu s jedne ploče i upotrijebio drugu, manju ploču. Bilo koja veličina će biti dovoljna.
(5) HC-SR04 Ultrazvučni senzori
(1) Potenciometar - koristi se za kontrolu brzine automobila
(20) Žensko -muške Dupont žice - toplo preporučujem da ih po potrebi imate više za produživanje drugih žica
Lemilica sa lemljenjem
Arduino napajanje - u ovom slučaju koristio sam (6) baterija od 1,2V AA spojenih žicom. Vanjske baterije za napajanje telefona i tableta poput ove također će dobro funkcionirati kada su priključene na USB priključak.
Traka, vruće ljepilo i/ili bilo koji drugi predmet koji se koristi za spajanje predmeta
(1) Toggle Switch (opcionalno - koristim ga za uključivanje i isključivanje Arduina)
Korak 2: Postavite senzore
Prvo ćete htjeti pravilno postaviti i pričvrstiti senzore. Imam (1) senzor okrenut prema naprijed, (2) senzore pod kutom od 45 stupnjeva i (2) senzore sa strana automobila. 3D štampao sam montažne držače za bočne i prednje strane i upotrijebio vruće ljepilo za pričvršćivanje prednjih senzora pod kutom jer vruće ljepilo nije provodljivo. Montažni držači za bočne i prednje strane mogu se preuzeti i 3D štampati.
Korak 3: Dodajte Breadboard i potenciometar
Zatim ćete prije početka ožičenja dodati matičnu ploču i potenciometar za kontrolu brzine. Ovdje sam koristio malu matičnu ploču i +/- s druge matične ploče zbog prostora na karoseriji automobila, ali i standardna ploča će također biti sasvim u redu.
Korak 4: Sve povežite žicom
Ovo je vjerojatno najveći korak, a jedna pogrešna žica može uzrokovati da automobil ne funkcionira ispravno. Za dodatne upute pogledajte gornji dijagram Fritzinga.
Počnite tako što ćete spojiti 5v pin vašeg Arduina na pozitivnu vodilicu na matičnoj ploči i GND pin vašeg Arduina na negativnu vodilicu matične ploče.
Zatim povežite senzore sonara. Senzori HC-SR04 imaju označen svaki od svoja četiri pina. Oni su:
VCC - 5V napajanje
Trig - okidač za slanje ultrazvučnog impulsa
Echo - prijemni pin koji mjeri trajanje impulsa
GND - pin za uzemljenje
Za to upotrijebite Dupont žice muško-ženskog spola. Svaki od VCC pinova trebao bi biti spojen na pozitivnu matičnu ploču, a svaki od GND pinova na negativnu matičnu ploču. Koristio sam dodatne Dupont žice muško-ženskog spola kao produživače za ovaj dio jer sam imao problem s tim da neke od žica nisu bile dovoljno dugačke.
Zatim spojite pinove Trig i Echo u Arduino. Oni će biti povezani s digitalnim pinovima Arduina kao takvim:
Prednji centralni senzor:
Okidač - pin 6
Eho - pin 7
Senzor lijeve strane:
Trig - 4
Odjek - 5
Senzor sa desne strane:
Trig - 2
Odjek - 3
Prednji lijevi senzor:
Trig - 10
Odjek - 11
Prednji desni senzor:
Trig - 9
Odjek - 8
Zatim spojite servo upravljač, ESC motora i potenciometar za kontrolu brzine.
Prvo počnite sa servo upravljačem. Servo na mom automobilu imao je crvene, narandžaste i smeđe žice. Boje se mogu malo razlikovati, ali sve će biti povezane na sličan način:
Smeđa žica (uzemljenje) - spojite na negativnu šinu
Crvena žica (napajanje 5v) - povežite se na 5v šinu
Narančasta žica (signal) - spojite se na pin 13 na vašem Arduinu
ESC - ili elektronički regulator brzine - koji upravlja motorom ožičen je vrlo slično. U ovom slučaju žice su bijele, crvene i crne.
Bijelo (signal) - Spojite se na pin 12 na svom Arduinu
Crvena (5v) - NE povezujte se ni sa čim. Zbog prenapona struje koji teče unatrag kada se motor zaustavi, 5v se ne smije priključiti. Možete ispržiti USB priključak ili, eventualno, svoj Arduino.
Crno (uzemljenje) - spojite na negativnu šinu
Konačno, povežite potenciometar koji ste ranije stavili na matičnu ploču. Na njemu su vjerovatno negdje ispisani mali brojevi. Treba ga ožičiti na sljedeći način:
1 (lijevi pin) - spojite na negativnu šinu
2 (srednji pin) - spojite se na pin A0 na vašem Arduinu
3 (desni pin) - spojite na pozitivnu šinu
Ožičenje će izgledati vrlo neuredno, pa ako želite malo upravljati žicom, sada bi bilo vrijeme da to učinite.
Korak 5: Napajanje Arduina
Zatim ćete htjeti postaviti rješenje napajanja za Arduino. U ovom projektu koriste se dva odvojena izvora napajanja: baterija za automobil i baterija za Arduino. U ovom slučaju koristio sam (6) 1,2V punjive AA baterije spojene žicom. Prijenosne banke napajanja mobilnih telefona također će raditi, samo pazite da imate kabel koji se priključuje na USB priključak vašeg Arduina (poput mini-USB-a).
Imajte na umu da 9v baterije NEĆE raditi s ovim projektom. Zbog načina na koji su 9v baterije dizajnirane, napon je dovoljan za rad Arduina, ali struja koja izlazi iz baterije uzrokovat će da se u kratkom vremenu ugasi. Takođe sam imao problema sa slučajnim ponovnim pokretanjem na 9v bateriji.
Ako odlučite koristiti rješenje koje sam ja koristio, trebat će vam:
(6) AA baterije (i alkalne baterije rade dobro)
AA držači za sve (6) baterije. Ovaj bi odlično funkcionirao i čak ne zahtijeva da koristite lemilicu. Za napajanje koje sam napravio, spojio sam (3) držače s dvije baterije zajedno na slici, lemio pozitivne/negativne žice zajedno, uzeo istosmjerni utikač iz adaptera za bateriju od 9V i lemio ga na kraj pozitivan i negativan žice. Zatim sam serijski lemio prekidač za napajanje s izvorom napajanja radi lakšeg uključivanja i isključivanja Arduina. Ovo je potpuno neobavezno.
Korak 6: Prenesite Arduino program
Zatim ćete morati učitati program na Arduino. Preuzmite program ovdje i prenesite ga na svoj Arduino putem Arduino IDE -a.
Za one od vas koji bi mogli razmisliti o izmjeni koda, uključio sam neki pseudokod koji objašnjava šta svaki dio radi.
EDIT 9/25/18 - Dodao sam drugi program kako bi se vozio po sredini dva zida. Nisam imao priliku isprobati kôd jer nisam imao pristup automobilu, ali slobodno eksperimentirajte s njim.
Korak 7: Uključite sve u utičnicu i uključite ga
Na kraju ćete morati sve priključiti. Prvo spojite akumulator automobila na automobil i uključite ESC. ESC bi trebao piskati, pokazujući da je spreman za "naoružavanje" Arduina. Zatim uključite Arduino. ESC bi trebao piskati tri puta, a kotači bi se trebali početi okretati. Ako ESC začuje zvučni signal, ali kotači se ne počnu okretati, okrenite potenciometar udesno kako biste povećali brzinu. Ako se automobil kreće prebrzo, okrenite potenciometar ulijevo.
Ako potenciometar radi suprotno od onoga što bi trebao, možete okrenuti pozitivne i negativne žice da biste to riješili.
Videozapis prikazuje kako automobil radi, kako promijeniti brzinu i redoslijed uključivanja.