Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-13 06:57
S porastom autonomnih automobila koji se sami voze, odlučio sam prihvatiti izazov napraviti svoj vlastiti. Ovaj projekt mi je poslužio i kao glavni projekt na satovima inženjerskog dizajna i razvoja i robotike te je dobio nagradu za najbolje autonomno vozilo na srednjoškolskom STEM natjecanju.
Umjesto da krenem 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 korištenja i programiranja.
Za one koji se pitaju, ovaj automobil ima Redcat Racing 03061 ESC otporan na prskanje s brušenim motorom. ESC je već programiran pomoću kontrolera koji ste dobili s automobilom. Nisam ovo testirao s motorom bez četkica budući da ga nemamo pri ruci, ali svatko je dobrodošao isprobati 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 knjižnicu i nisu potrebne dodatne knjižnice.
Automobil je sposoban za promjenjivu kontrolu brzine putem potenciometra i povlačenje unatrag od zida kad naleti na njega. Osim toga, automobil se može ispraviti ako se odmakne previše blizu zida.
Korak 1: Popis dijelova
Odricanje od 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 +/- tračnicu 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) Žice i muškarci Dupont žice - toplo preporučujem da ih po potrebi imate više za produživanje drugih žica
Lemilica s 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 raditi kada su priključene na USB priključak.
Traka, vruće ljepilo i/ili bilo koji drugi predmeti koji se koriste za spajanje predmeta
(1) Toggle Switch (izborno - 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 ispisao sam montažne držače za bočne i prednje strane i upotrijebio vruće ljepilo za pričvršćivanje kutnih prednjih senzora jer vruće ljepilo nije provodljivo. Montažni držači za bočne i prednje strane mogu se preuzeti i 3D ispisati.
Korak 3: Dodajte Breadboard i potenciometar
Zatim ćete prije početka ožičenja dodati matičnu ploču i potenciometar za kontrolu brzine. Ovdje sam koristio malu ploču s oznakom +/- s druge ploče zbog prostora na karoseriji automobila, ali standardna ploča također će biti sasvim u redu.
Korak 4: Sve ožičite
Ovo je vjerojatno najveći korak, a jedna pogrešna žica može uzrokovati da automobil ne radi ispravno. Za dodatne upute pogledajte gornji dijagram Fritzinga.
Počnite tako što ćete spojiti 5v pin vašeg Arduina na pozitivnu vodilicu na ploči, a GND pin vašeg Arduina na negativnu vodilicu 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 žice i muške žice Dupont. Svaki od VCC pinova trebao bi biti spojen na pozitivnu matičnu ploču, a svaki od GND pinova na negativnu vodilicu. Koristio sam dodatne Dupont žice za muškarce kao produžitelje za ovaj dio jer sam imao problem s tim da neke od žica nisu bile dovoljno dugačke.
Zatim spojite igle Trig i Echo u Arduino. Oni će biti povezani s digitalnim pinovima Arduina kao takvim:
Prednji središnji osjetnik:
Okidač - pin 6
Odjek - pin 7
Lijevi bočni osjetnik:
Okidač - 4
Odjek - 5
Senzor s desne strane:
Okidač - 2
Odjek - 3
Prednji lijevi senzor:
Trig - 10
Odjek - 11
Prednji desni senzor:
Trig - 9
Odjek - 8
Zatim spojite servo upravljača, ESC motora i potenciometar za kontrolu brzine.
Prvo počnite sa servo upravljačem. Servo na mom automobilu imao je crvene, narančaste i smeđe žice. Boje se mogu malo razlikovati, ali sve će biti povezane na sličan način:
Smeđa žica (uzemljenje) - spojite na negativnu ploču
Crvena žica (napajanje 5v) - spojite na 5v vodilicu
Narančasta žica (signal) - spojite se na pin 13 na vašem Arduinu
ESC - ili elektronički regulator brzine - koji upravlja motorom ožičen je vrlo slično. U tom slučaju žice su bijele, crvene i crne.
Bijelo (signal) - Spojite se na pin 12 na svom Arduinu
Crveno (5v) - NE spajajte se ni s čim. Zbog prenapona struje koji teče unatrag kada se motor zaustavi, 5v se ne smije priključiti. Mogli biste ispržiti USB priključak ili, eventualno, svoj Arduino.
Crno (uzemljenje) - spojite na negativnu vodilicu
Konačno, povežite potenciometar koji ste ranije stavili na ploču s žicom. Na njemu su vjerojatno negdje ispisani mali brojevi. Treba ga ožičiti na sljedeći način:
1 (lijevi zatik) - spojite na negativnu vodilicu
2 (srednji pin) - spojite se na pin A0 na vašem Arduinu
3 (desni pin) - spojite na pozitivnu vodilicu
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 mobitela 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. Također 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 opskrbu koju sam napravio, spojio sam (3) držače s dvije baterije zajedno na slici, lemio pozitivne/negativne žice zajedno, uzeo istosmjerni utikač iz adaptera za 9v bateriju i lemio ga na kraj pozitivan i negativan žice. Zatim sam serijski lemio prekidač za napajanje s napajanjem radi lakšeg uključivanja i isključivanja Arduina. Ovo je potpuno neobavezno.
Korak 6: Prenesite Arduino program
Zatim ćete morati učitati program na Arduino. Ovdje preuzmite program 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 što svaki dio radi.
UREDI 25.9.18. - Dodao sam drugi program kako bi se vozio po sredini dva zida. Nisam imao priliku isprobati kôd jer nisam imao pristup autu, ali slobodno eksperimentirajte s njim.
Korak 7: Uključite sve u utičnicu i uključite je
Na kraju ćete morati sve uključiti. 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 tri puta zapištati, 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 pozitivnu i negativnu žicu kako biste to riješili.
Videozapis prikazuje kako automobil radi, kako promijeniti brzinu i redoslijed uključivanja.