Vozilo za izbjegavanje sudara s Arduino Nano: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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 servosa 360 stupnjeva kontinuirane rotacije (FS90R ili slično)

· 1 Baterija za 4xAA

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

· 2 kotača za servomotore

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

Dodatne komponente

Za svjetlosnu indikaciju:

· 1 RGB LED

· 1 mini ploča za kruh

· 3 otpora 330W

Za daljinsko upravljanje:

· 1 senzor IC prijemnika (TSOP4838 ili sličan)

· 1 IR daljinski upravljac

Za slijeđenje linije/otkrivanje rubova:

· 2 TCRT5000 senzor kolosiječne pruge IR reflektira

Alternativni elementi

Servo mozete zamijeniti za:

· 2 istosmjerna motora sa zupčanikom i plastičnom gumom

· 1 L298 Modul ploče upravljačkog programa pogona motora s dva mosta H

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 Arduina i slijedite upute za njegovu 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. Rade s čipom CH340, pa će zahtijevati instaliranje određenog upravljačkog programa. 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 vam se to dogodi, 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 kodiranja 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 sam put upotrijebio automobil s igračkama 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 uravnoteženje vašeg vozila (kao mliječnu ciglu, slavinu sam koristio kao „treći kotač“). Zaokret vašeg vozila izvršit će se promjenom brzine i/ili smjera okretanja servomotora.

SAVJET: prije prilagodbe vaše strukture isplanirajte konačni položaj kotača i provjerite ne udaraju li ništa. U ovom primjeru, središte servo osovine bit će smješteno nešto niže od izvorne osovine igračke jer je servo kotač nešto veći i mogao bi udariti u štitnike 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: kako biste povećali prianjanje vozila, stavite kućište akumulatora ili teže dijelove preko pogonske osovine ili blizu njih.

Korak 6: Odjeljak kodiranja

Za ovaj program trebat ćete instalirati i neke knjižnice kao “Servo.h” (za servo upravljanje), “NewPing.h” (za bolje performanse ultrazvučnog senzora) ili “IRremote.h” ako ćete koristiti IC senzor. Upute za instalaciju možete slijediti na ovoj poveznici.

Kao opciju, možete zamijeniti servomotore 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 pogoni s kontinuiranim okretanjem neznatno se razlikuju od običnih servomotora; ponekad možete izmijeniti obične kako bi se stalno okretali, ali za ovaj projekt koristit ćemo FS90R, koji je napravljen za naše potrebe. Za rad s uobičajenim servo motorima morate dati stupanj koji želite postaviti, ali za servo pogone s kontinuiranom rotacijom morate uzeti u obzir sljedeće:

· 90 će biti zaustavljanje za servo

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

· Više od 90 (do 180) rotirat će se 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 knjižnicama, ali budite oprezni pri kodiranju jer jedan problem s kojim se možete suočiti s tim senzorima je vrijeme mirovanja koje morate čekati od emitiranja 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 na vrijeme koje ste naveli. Na ovoj poveznici možete saznati kako funkcioniraju ultrazvučni senzori.

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