Vozilo za izbjegavanje sudara sa Arduino Nano: 6 koraka

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

Vozilo za izbjegavanje sudara moglo bi biti vrlo jednostavan robot za početak ronjenja u mikroelektroniku. Koristit ćemo ga za učenje osnovnih elemenata u mikroelektronici i poboljšati ga za dodavanje sofisticiranijih senzora i aktuatora.

Osnovne komponente

· 1 Mini USB Arduino Nano ili klon

· 1 Arduino Nano Shield produžna ploča

· 1 Ultrazvučni senzor HC-SR04

· 2 servo servera 360 stepeni kontinuirane rotacije (FS90R ili slično)

· 1 Kućište baterije za 4xAA

· Žice za preskakanje ploče (F-F, M-F, M-M)

· 2 kotača za servo pogone

· 1 konstrukcija za vozilo (auto igračka, cigla od mlijeka, šperploča …)

Dodatne komponente

Za svjetlosnu indikaciju:

· 1 RGB LED

· 1 mini ploča za hleb

· 3 otpora 330W

Za daljinsko upravljanje:

· 1 IC senzor prijemnika (TSOP4838 ili sličan)

· 1 IR daljinski upravljac

Za slijeđenje linije/otkrivanje rubova:

· 2 TCRT5000 senzor staze za prepreku IR reflektira

Alternativni elementi

Servo mozete zamijeniti za:

· 2 DC motora sa zupčanikom i plastičnom gumom

· 1 L298 Dual H Bridge modul upravljačke ploče upravljačkog programa motora

Korak 1: Instalirajte softver i upravljačke programe

Radit ćemo s mikro kontrolerima baziranim na Arduinu, možete odabrati Arduino UNO ili bilo koji drugi, ali zbog zahtjeva i veličine uzeo sam Arduino Nano Clone (iz Kine) pa sa svim ovim opcijama morate koristiti Arduino IDE za njihovo kodiranje.

Softver možete preuzeti sa službene web stranice Arduino i slijedite upute za instalaciju. Kada završite, otvorite Arduino IDE i odaberite ploču (u mom slučaju koristit ću opciju “Arduino Nano”).

Arduino Nano Clone: Jeftina opcija za Arduino ploču je kupovina klonske ploče iz Kine. Oni rade sa čipom CH340 i bit će potrebno instalirati određeni upravljački program. Postoje mnoge web stranice za preuzimanje upravljačkog programa za Windows, Mac ili Linux, a također i s uputama. Za Mac se ponekad možete suočiti s problemom prepoznavanja serijskog porta. Ako se to dogodi vama, pokušajte slijediti upute na ovoj vezi. Ako nakon toga otkrijete serijski port, ali i dalje imate problema, pokušajte odabrati „ATMega 328P (stari pokretač za pokretanje)“na Arduino IDE/alati/procesor.

Idite na odjeljak za kodiranje kako biste pogledali kod koji sam koristio za svoje vozilo. Možete surfati internetom za mnoge druge opcije ili sami kodirati ako želite.

Korak 2: Odaberite lijepu strukturu za svoje vozilo

Ovaj put sam koristio automobil igračku dovoljno velik da u sebi sadrži elektroniku, ali možete koristiti i druge materijale kao cigle ili šperploču za dizajn vlastitog vozila. Pogledajte drugu opciju poput mliječne cigle.

Bolje je potrošiti nekoliko minuta na planiranje gdje postaviti sve elemente prije početka i potvrditi da će sve biti prilagođeno. Pripremite strukturu.

Korak 3: Instalirajte De Drive

Kretanje vozila će se odvijati kroz jednu osovinu, u ovom slučaju stražnju osovinu. Prednji dio možete zadržati samo za kotrljanje ili, prema vašem dizajnu, koristiti treći kotač ili kliznu točku samo za balansiranje vašeg vozila (kao mliječnu ciglu, slavinu sam koristio kao „treći kotač“). Zaokret vašeg vozila bit će izvršen promjenom brzine i/ili smjera okretanja servomotora.

SAVJET: prije prilagođavanja vaše strukture planirajte konačni položaj kotača i provjerite da ne udaraju ništa. U ovom primjeru, središte servo osovine bit će smješteno nešto niže od originalne osovine igračke jer je servo kotač nešto veći i mogao bi udariti u štitnike od blata)

Korak 4: Instalirajte De ultrazvučni senzor

Ultrazvučni senzor skenirat će prednji dio vozila kako bi identificirao bilo kakvu prepreku i omogućio reakciju koda. Morate ga postaviti sprijeda, a da dio vozila ne ometa signale.

Korak 5: Postavite mikrokontroler i kućište baterije

Sada možete ostaviti preostale elemente u strukturi, popraviti ih ako je moguće ili barem biti sigurni da ne oštećuju veze.

Vrlo je korisno instalirati prekidač za uključivanje/isključivanje baterije ako nema nikoga prema zadanim postavkama. Također možete dodati IR senzor za pokretanje/zaustavljanje vozila.

Ako ćete dodati bilo koju dodatnu komponentu, sada je trenutak.

SAVJET: da biste povećali prianjanje vozila, postavite kućište akumulatora ili teže dijelove preko pogonske osovine ili blizu njih.

Korak 6: Odjeljak kodiranja

Za ovaj program morat ćete instalirati i neke biblioteke kao “Servo.h” (za servo kontrolu), “NewPing.h” (za bolje performanse ultrazvučnog senzora) ili “IRremote.h” ako ćete koristiti IC senzor. Na ovom linku možete slijediti upute za instalaciju.

Kao opciju, možete zamijeniti servo pogone za istosmjerne motore, a trebat će vam dvostruki pogon motora s H mostom za njihovo upravljanje. Vjerojatno ću o tome pisati u budućim ažuriranjima, ali sada kod radi samo sa servo pogonima.

Servo upravljači s kontinuiranim okretanjem neznatno se razlikuju od običnih servo motora; ponekad možete izmijeniti uobičajene kako bi se stalno okretali, ali za ovaj projekt koristit ćemo FS90R, koji je napravljen za naše potrebe. Za rad sa uobičajenim servo motorima morate dati stupanj na koji ga želite postaviti, ali za servo sisteme s kontinuiranom rotacijom morate uzeti u obzir sljedeće:

· 90 će biti zaustavljanje za servo

· Manje od 90 (do 0) će se okretati u jednom smjeru gdje je 89 najmanja brzina, a 0 najbrža.

· Više od 90 (do 180) će se okretati u suprotnom smjeru, pri čemu je 91 najsporiji, a 180 najbrži.

Da biste kalibrirali svoje servomotore, morate ih postaviti na 90 i namjestiti mali vijak nasuprot kotača da zaustavi rotaciju ako se kreće (učinite to prije nego što ih postavite na konstrukciju)

Ultrazvučni senzor možete koristiti s mnogim drugim bibliotekama, ali budite oprezni pri kodiranju jer jedan problem s kojim se možete suočiti s ovim senzorima je vrijeme mirovanja koje morate čekati od emitovanja ultrazvučnog signala do prijema. Neki primjeri koje možete pronaći na internetu kodiraju pomoću „kašnjenja“, ali to će utjecati na vašeg robota jer će prestati „odgađati“bilo koju drugu radnju za vrijeme koje ste naveli. Na ovom linku možete saznati kako funkcioniraju ultrazvučni senzori.

Isto kao i istosmjerni motori, neću koristiti IC senzor u ovom primjeru, bit će opisano u budućim postovima.