Vaš vlastiti pametni automobil i izvan HyperDuino+R V3.5R s Funduinom/Arduinom: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovo je izravna kopija iz ovog skupa uputa OVDJE. Za više informacija posjetite HyperDuino.com.

S HyperDuino+R v4.0R možete započeti put istraživanja u mnogo različitih smjerova, od upravljanja motorima do istraživanja elektronike, od programiranja (kodiranja) do razumijevanja kako fizički i digitalni svijet mogu međusobno djelovati. Uz sve novo što naučite, vaše vlastite mogućnosti za izume, inovacije i daljnja otkrića povećavaju se deset puta i više.

Ovaj vodič vodi put pretvaranja kartonske kutije s nekim kotačima i motorima u "pametni automobil". To se često naziva robotikom, ali vrijedno je razmotriti ono što razlikuje automat (automate), pametne automobile i "robota" (vidi također, podrijetlo riječi "robot"). Na primjer, je li ovaj „rotirajući robot“doista „robot“ili jednostavno automat?

Možda se čini da su riječi nevažne, no za naše potrebe razlike smatramo time što je automat nešto što ne mijenja svoje ponašanje na temelju vanjskog unosa. Ponavlja uvijek iznova isti tijek programiranih radnji. Robot je nešto što izvodi različite radnje kao odgovor na različite ulaze. U naprednom obliku, razine više ulaza mogu rezultirati različitim radnjama. To jest, ne samo jedan izlaz po ulazu, već različite radnje temeljene na programiranoj analizi više ulaza.

"Pametni automobil" istražuje ovaj raspon. U najjednostavnijem obliku, pametni automobil unaprijed je programiran za kretanje unaprijed definiranom putanjom. Izazov u ovom slučaju mogao bi biti pomicanje automobila kroz već napravljeni "labirint". Međutim, u tom trenutku uspjeh misije u potpunosti je određen unaprijed programiranim skupom akcija, na primjer, naprijed 10, desno, naprijed 5, lijevo itd.

Na sljedećoj razini ulaz poput senzora dometa može potaknuti automobil da se zaustavi prije nego što dotakne tu prepreku i skrene u novom smjeru. Ovo bi bio primjer jednog unosa, jedne radnje. Odnosno, isti ulaz (prepreka) uvijek rezultira istim izlazom (skretanje od prepreke).

Na naprednijoj razini, program može nadzirati više ulaza, poput razine baterije, zajedno s praćenjem putanje i/ili izbjegavanjem prepreka, te sve to kombinirati u optimalnu sljedeću radnju.

U prvom slučaju, program je samo slijed poteza. U 2. i 3. primjeru, program uključuje strukturu "ako-onda" koja mu omogućuje da radi različite dijelove programa kao odgovor na ulaze sa senzora.

Korak 1: Materijali

HyperDuino kutija ili slično

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Prozirni ljepljeni film (OL175WJ) s otisnutim uzorkom. (ili upotrijebite ovaj vodič samo za motore i kotače koji se mogu ispisati na papiru)

4-AA kutija za baterije plus 4 AA baterije

2 reduktorska motora

2 kotača

1 kotačić s valjcima

4 #4 x 40 1 ½”vijka za stroj s podloškom i maticom #4s

2 #4 x 40 ⅜”strojna vijka s podloškom i maticom #4s

1 philipps/ravni odvijač

1 HC SR-04 Ultrazvučni senzor raspona

19 g servo

1 4xAA kutija za baterije

4 AA baterije

1 9v baterija

1 IR daljinski upravljač i IC prijemnik

1 modul prijemnika SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

1HC-SR04 ultrazvučni senzor

2 trožilna spojna kabela.

2 4-žična spojna kabela kompatibilna s Groveom.

1 Priključak Grove na utičnicu kabel

1 prazna bijela naljepnica

1 odvijač HyperDuino (ili sličan)

Korak 2: Konstrukcija pametnog automobila

(Sve gore navedene slike)

Pripremite kutiju

Iako je komplet HyperDuino Robotics mogao sadržavati plastičnu podlogu zvanu “šasija” (izgovara se “chass-ee”), mislimo da je puno zadovoljnije biti što bliže konstrukciji vašeg pametnog automobila “od nule”. Iz tog razloga počet ćemo ponovnom upotrebom kartonske kutije samog kompleta HyperDuino Robotics.

U kutiji HyperDuino+R pronaći ćete komad bijelog papira s ljepljivom podlogom i prozirni materijal s ljepljenom podlogom s obrisima koji pokazuju položaje za HyperDuino, baterijsku kutiju i motore.

Postoje i krugovi koji pokazuju gdje postaviti čičak-krugove na ljepljenoj podlozi.

1. Uklonite ljepljivu podlogu s naljepnice s bijelog papira i postavite je iznad naljepnice HyperDuino na vrhu kutije. Napomena: ovaj ljepljivi uzorak predviđen je za postavljanje vodiča za određenu kutiju, kartonsku kutiju MakerBit. Nakon što iskoristite tu kutiju ili želite koristiti drugu kutiju, možete upotrijebiti ovu datoteku s uzorkom u PDF -u namijenjenu za ispis na papiru, a zatim izrezati vodiče motora (gore i dolje = lijevo i desno) i jednu vodilica kotača. Papir možete zalijepiti ljepljivom trakom dok napravite rupe, a nakon što su napravljene, uklonite papirnati uzorak.

2. Otvorite kutiju HyperDuino+R tako da može ležati ravno. Ovo je vjerojatno najteži dio projekta. Morat ćete nekako pritisnuti i podići jezičke sa svake strane kutije iz utora na dnu kutije. Možda ćete otkriti da ćete pomoću odvijača HyperDuino za guranje iznutra preklopa prema van pomoći osloboditi zakrilce.

3. Uklonite polovicu ljepljive podloge s prozirnim materijalom s lijeve strane (ako je logotip HyperDuino "gore") i postavite ga u okvir HyperDuino tako da polovice obrisa utora odgovaraju izrezima na kutija. Učinite najbolje što možete kako biste dvije vodoravne linije poredali s naborima na dnu kutije HyperDuino+R.

4. Nakon postavljanja lijeve strane prozirnog filma, uklonite podlogu papira s desne polovice i završite s pričvršćivanjem uzorka.

5. Upotrijebite Phillips vrh HyperDuino odvijača uključenog u vaš komplet da napravite male rupe za vijke stroja koji će držati motore na mjestu. Za svaki motor postoje dvije rupe, plus rupa za osovinu motora.

6. Nastavite i napravite još dvije rupe za valjak.

7. Za osovine motora upotrijebite plavi plastični alat za izradu rupa u kompletu HyperDuino da napravite prvu malu rupu koja se poravnava s osovinama motora. Zatim upotrijebite plastičnu kemijsku olovku ili slično kako biste otvor povećali na promjer od oko 10 cm.

8. Stavite podlošku na svaki od dugih strojnih vijaka (1 ½”) i provucite rupe za motore s vanjske strane kutije. (Potrebno je malo čvrstog pritiska, ali vijci bi trebali čvrsto prolaziti kroz rupe.)

9. Montirajte motor koji ima 2 male rupe koje odgovaraju vijcima stroja na vijke i pričvrstite ih maticama. Odvijač HyperDuino bit će od pomoći pri zatezanju vijaka, ali nemojte previše zatezati do te mjere da se karton zdrobi.

10. Ponovite za drugi motor.

11. Pronađite krugove čičak trake. Uparite krugove s kukom i omčom (nejasni) zajedno s podlogom koja je još pričvršćena. Zatim uklonite podlogu iz petlje (nejasnog) kruga i pričvrstite svaki krug gdje vidite po 3 obrisa za HyperDuino ploču i kutiju za baterije. Nakon postavljanja uklonite podlogu s kruga kuke.

12. Sada pažljivo postavite HyperDuino s podlogom od pjene i kutiju za baterije (zatvorenu i sa sklopkom okrenutom prema gore) na čičak -krugove. Pritisnite ih dovoljno jako da se zalijepe za ljepljive poleđine krugova.

13. Sada možete spojiti bateriju i žice motora. Ako pažljivo pogledate, možete vidjeti naljepnice pored svakog od 8 terminala motora s oznakama A01, A02, B01 i B02. Crnu žicu gornjeg motora ("B") pričvrstite na B02, a crvenu žicu na B01. Za donji motor ("A"), crvenu žicu donjeg motora ("A") pričvrstite na A02, a crnu žicu na A01. Da biste uspostavili vezu, nježno umetnite žicu u rupu dok ne osjetite da se zaustavila, a zatim podignite narančastu polugu i držite je otvorenom dok gurate žicu još oko 2 mm u rupu. Zatim otpustite polugu. Ako je žica pravilno učvršćena, neće izaći kad je lagano povučete.

14. Za žice akumulatora, crvenu žicu priključite na Vm konektora za napajanje motora, a crnu žicu na Gnd. Mali motori mogu se napajati iz Arduino 9v baterije, ali dodatna baterija, poput četiri AA baterije, može se koristiti za napajanje motora i povezana je pomoću 2 priključka u gornjem lijevom kutu ploče HyperDuino+R. Na vama je da odaberete svoju primjenu, a konfigurira se pomicanjem "skakača" u jedan ili drugi položaj. Zadani položaj je desno, za napajanje motora iz 9v baterije. Za ove aktivnosti, gdje ste dodali četiri AA baterije, poželite premjestiti kratkospojnik u "lijevi" položaj.

15. Na kraju preklopite kutiju zajedno kako je prikazano na jednoj od posljednjih preostalih slika.

16. Sada je dobro vrijeme da umetnete dva ⅜”strojna vijka s podloškama s unutarnje strane kutije kroz rupe i pričvrstite sklop valjkaste podloške s podloškama.

17. Sada pričvrstite kotače samo ih pritisnuvši na osovine. Obratite pozornost na kotače na osovinama motora, tako da kotači budu lijepo okomiti na osovine, a ne pod kutom više nego što možete izbjeći. Dobro poravnati kotači dat će automobilu ravniji trag pri kretanju naprijed.

18. Zadnje što za sada trebate učiniti je napraviti rupu za USB kabel. To nije tako jednostavno učiniti na lijep način, ali s malo odlučnosti moći ćete obaviti posao. Pogledajte USB priključak na HyperDuino ploči i okvir s oznakom "USB kabel". Pratite to vizualno sa strane kutije i upotrijebite Phillips vrh HyperDuino odvijača kako biste napravili rupu koja je otprilike 1”iznad dna kutije i što je moguće bolje poravnana sa središtem puta USB kabela. Ako je ovo izvan središta, kasnije će biti malo teže spojiti USB kabel kroz rupu. Nakon što otvor otvorite odvijačem, dodatno ga povećajte plavim alatom za izradu rupa, zatim plastičnom cijevi za olovke, i na kraju prijeđite na Sharpie ili bilo koji drugi alat najvećeg promjera koji možete pronaći. Ako imate Xacto nož, to će biti najbolje, ali možda neće biti dostupni u učionicama.

19. Testirajte veličinu rupe s kvadratnim krajem priključka HyperDuino USB kabela. Rupa neće biti jako lijepa, ali morate je učiniti dovoljno velikom da kvadratni konektor može proći. Napomena: Nakon što ste napravili rupu, korekcijska tekućina ("bijela") jedan je od načina bojanja tamnijeg kartona izloženog izradom rupa.

20. Da biste zatvorili poklopac kutije, morat ćete napraviti 2 reza škarama gdje bi poklopac inače uletio u motor, te ili presaviti nastali poklopac malo unatrag ili ga potpuno odrezati.

Korak 3: Kodiranje jednostavnog programa "Maze-Running"

Prvi programski izazov bit će stvaranje programa koji može “voziti” automobil kroz obrazac.

Da biste to učinili, morat ćete naučiti kako koristiti programski jezik iForge blok za stvaranje funkcija koje će složno upravljati motorima za kretanje naprijed i natrag, a također će se okretati lijevo i desno. Udaljenost koju je automobil premjestio na svakom dijelu svog puta određena je time koliko dugo motori rade i kojom brzinom, pa ćete naučiti i upravljati njima.

U interesu učinkovitosti u ovom vodiču, sada ćemo vas uputiti na dokument "Kodiranje s HyperDuino & iForge".

To će vam pokazati kako instalirati iForge proširenje za Chrome, stvoriti račun i izgraditi blok programe koji kontroliraju pinove na HyperDuinu.

Kad to dovršite, vratite se ovdje i nastavite s ovim vodičem te naučite upravljati motorima pomoću HyperDuina.

Korak 4: Osnovna kontrola motora

Na vrhu HyperDuino “R” ploče nalaze se priključci za jednostavno povezivanje koji vam omogućuju umetanje gole žice iz motora ili baterije. To je tako da nisu potrebni nikakvi posebni konektori, a veća je vjerojatnost da ćete baterije i motore moći spojiti "iz kutije".

Važna napomena: Nazivi “A01” i “A02” za konektore motora NE znače da ih upravljaju analogni pinovi A01 i A02. "A" i "B" koriste se samo za označavanje motora "A" i "B". Digitalni I/O pinovi 3 do 9 koriste se za upravljanje svim motorima priključenim na stezaljke ploče HyperDuino+R.

Bateriju treba odabrati s kapacitetom napajanja (miliamper sati) i naponom koji odgovara motorima koje koristite. Tipične su 4 ili 6 AA baterija u ovakvoj kutiji:

Primjer iz Amazona: 6 AA držač baterije s 9V izlazom konektora 2,1 mm x 5,5 mm (slika 2)

Važno je pravilno spojiti polaritet (pozitivan i negativan) na Vm (pozitivan) i Gnd ("uzemljenje" = negativan). Ako pozitivni vod izvora napajanja spojite na negativni (Gnd) ulaz vanjskog priključka za napajanje, postoji zaštitna dioda koja blokira kratki spoj, a istovremeno se motori neće napajati.

Regulator motora može kontrolirati:

Četiri jednosmjerna istosmjerna motora spojena na A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Napomena: samo jedan motor "A" i jedan motor "B" mogu biti uključeni istovremeno. Nije moguće imati uključena sva četiri motora u jednom smjeru istovremeno.

Pin 8: visoko, Pin 9: nisko = motor A01 "uključen"

Pin 8: nisko, Pin 9: visoko = Motor A02 "uključen"

(Igle 8, 9: nisko = oba B motora isključena)

Pin 12: nisko, Pin 13: visoko = Motor B01 "uključen"

Pin 12: visoko, Pin 13: nisko = motor B02 "uključen"

(Igle 12, 13: nisko = isključena oba B motora)

Dva dvosmjerna istosmjerna motora spojena na A01/A02 i B01/B02

Pin 8 = visoko, pin 9 = nisko = Motor A "naprijed*"

Pin 8 = nisko, iglica 9 = visoko = "A unatrag*" motora A

(Pin 8 = nisko, iglica 9 = nisko = motor A "isključen")

Pin 12 = visok, pin 13 = nizak = motor B "naprijed*"

Pin 12 = nisko, pin 13 = visoko = motor B "unatrag*"

(Pin 12 = nisko, pin 13 = nisko = motor B "isključen")

(*ovisno o polaritetu ožičenja motora i orijentaciji motora, kotača i robotskog automobila.)

Jedan koračni motor spojen na A01/A02/B01/B02 i Gnd

Ograničenja napona i struje kontrolera motora HyperDuino su 15v i 1,2 A (prosjek) /3,2 A (vrhunac) na temelju IC upravljačkog sklopa motora Toshiba TB6612FNG.

Motor "A": Spojite na A01 i A02

(Pogledajte posljednje dvije slike za demonstraciju)

Brzina motora

Brzinom motora A i B upravlja se pomoću pinova 10 i 11:

Brzina motora A: Pin 10 = PWM 0-255 (ili postavite pin 10 = HIGH)

Brzina motora B: pin 11 = PWM 0-255 (ili postavite pin 11 = HIGH)

U jednosmjernom načinu rada (četiri motora), kontrola brzine pina 10 radi za oba "A" motora, a pin 11 za oba "B" motora. Nije moguće neovisno kontrolirati brzinu sva četiri motora.

Motori male snage (manji od 400 mA)

Upravljač motorom može koristiti vanjski izvor baterije do 15v i 1,5 ampera (2,5 ampera trenutno). Međutim, ako koristite motor koji može raditi na 5-9V i koristi manje od 400 mA, možete upotrijebiti crni kratkospojnik pored priključaka za napajanje motora i premjestiti ga u položaj "Vin". Alternativni položaj, "+VM" služi za vanjsko napajanje.

Aktivnost pametnih automobila

Sa sklopljenim pametnim automobilom sada možete prijeći na aktivnost pametnih automobila gdje ćete naučiti programirati svoj automobil.