Teie nutikas auto ja kaugemale HyperDuino+R V3.5R Funduino/Arduinoga: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

See on otsene koopia sellest juhendist SIIT. Lisateabe saamiseks minge saidile HyperDuino.com.

HyperDuino+R v4.0R abil saate alustada uurimistööd paljudes eri suundades, alates mootorite juhtimisest kuni elektroonika uurimiseni, programmeerimisest (kodeerimisest) kuni arusaamiseni, kuidas füüsiline ja digitaalne maailm omavahel suhelda saavad. Kogu uue õpituga võimenduvad teie enda leiutamis-, uuendus- ja edasised avastamisvõimalused kümnekordselt ja veelgi.

See konkreetne õpetus läheb pappkasti pluss mõned rattad ja mootorid "nutikaks autoks". Seda nimetatakse sageli robootikaks, kuid see on väärt kaalutlus, mis eristab automaati (automaate), nutikaid autosid ja robotit (vt ka sõna „robot” päritolu). Näiteks, kas see “kukkuv robot” on tõesti “robot” või lihtsalt automaat?

Võib tunduda, et sõnad on ebaolulised, kuid meie arvates peame erinevusteks seda, et automaat on midagi, mis ei muuda oma käitumist välise sisendi põhjal. See kordab ikka ja jälle sama programmeeritud toiminguid. Robot on midagi, mis teeb erinevaid toiminguid vastuseks erinevatele sisenditele. Täiustatud kujul võivad mitme sisendi tasemed põhjustada erinevaid toiminguid. See tähendab, et mitte ainult üks väljund sisendi kohta, vaid erinevad toimingud, mis põhinevad mitme sisendi programmeeritud analüüsil.

"Nutikas auto" uurib seda valikut. Lihtsamal kujul on nutikas auto eelprogrammeeritud liikuma etteantud teel. Sel juhul võib väljakutseks olla auto liigutamine läbi eelnevalt valmistatud labürindi. Kuid sel hetkel määrab missiooni edu täielikult eelprogrammeeritud tegevuste kogum, näiteks edasi 10, parem, 5 edasi, vasak jne.

Järgmisel tasemel võib selline kaugusanduri sisend ajendada autot peatuma, enne kui see takistusega kokku puutub, ja tegema pöörde uue suuna võtmiseks. See oleks näide ühest sisendist, ühest toimingust. See tähendab, et sama sisendi (takistuse) tulemuseks on alati sama väljund (pööre takistusest).

Edasijõudnumal tasemel võib programm jälgida mitut sisendit, näiteks aku taset koos teekonna jälgimise ja/või takistuste vältimisega, ning kombineerida need kõik optimaalseks järgmiseks toiminguks.

Esimesel juhul on programm lihtsalt käikude jada. Teises ja kolmandas näites sisaldab programm struktuuri „kui-siis“, mis võimaldab tal teha programmi erinevaid osi, reageerides andurite sisenditele.

Samm: materjalid

HyperDuino kast või sarnane

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Läbipaistev liimiga kaetud kile (OL175WJ) trükitud mustriga. (või kasutage seda juhendit ainult mootorite ja rataste jaoks, mida saab paberile printida)

4-AA patareikarp ja 4 AA patareid

2 reduktoriga mootorit

2 ratast

1 rullikuga pall

4 #4 x 40 1 ½”masinakruvid koos pesuri ja mutriga #4

2 #4 x 40 ⅜”masinakruvid koos pesuri ja mutriga #4

1 philipps/lame kruvikeeraja

1 HC SR-04 ultraheli kaugusandur

1 9 g servot

1 4xAA patareikarp

4 AA patareid

1 9v aku

1 IR -kaugjuhtimispult ja IR -vastuvõtja

1 SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE vastuvõtja moodul

1HC-SR04 ultraheli andur

2 3-juhtmelist ühenduskaablit.

2 Grove'iga ühilduvad 4-juhtmelised ühenduskaablid.

1 Grove pistikupesa kaabel

1 tühi valge kleebisilt

1 HyperDuino kruvikeeraja (või sarnane)

2. samm: targa auto ehitamine

(Kõik pildid on ülal)

Valmistage kast ette

Kuigi HyperDuino Robotics komplekt võis sisaldada plastikust alust, mida nimetatakse šassiiks (hääldatakse “chass-ee”), arvame, et on palju rahuldavam olla oma nutika auto nullist konstruktsioonile võimalikult lähedal. Sel põhjusel alustame HyperDuino Robotics komplekti enda pappkasti uuesti kasutamisega.

Kastist HyperDuino+R leiate liimiga kaetud valge paberitüki ja liimiga kaetud läbipaistva materjali, millel on piirjooned, mis näitavad HyperDuino, akukarbi ja mootorite asukohti.

Samuti on ringid, mis näitavad, kuhu asetada liimiga tagatud takjarõngad.

1. Eemaldage valge paberi etiketilt kleepuv alus ja asetage see karbi ülaosas asuva HyperDuino sildi kohale. Märkus: see kleepuv muster on ette nähtud konkreetse karbi, MakerBiti pappkasti, paigutusjuhendi andmiseks. Kui olete selle kasti ära kasutanud või kui soovite kasutada mõnda muud kasti, võite kasutada seda paberile printimiseks mõeldud pdf -mustriga faili ja lõigata seejärel välja mootorijuhikud (üleval ja all = vasak ja parem) ja üks rattarataste juhenditest. Aukude tegemise ajal saate paberi paika kleepida, seejärel eemaldage paberimuster, kui need on tehtud.

2. Avage HyperDuino+R karp lahti nii, et see saaks lamada. See on ilmselt projekti kõige keerulisem osa. Peate omamoodi vajutama ja tõstma karbi mõlemal küljel olevaid sakke karbi põhjas olevatest piludest välja. Võite avastada, et HyperDuino kruvikeeraja kasutamine klapi seestpoolt väljapoole surumiseks aitab klapid vabastada.

3. Eemaldage pool kleepuvast alusest läbipaistvale materjalile vasakul küljel (kui HyperDuino logo on „üleval”) ja asetage see HyperDuino kasti sisse nii, et pilude pooljooned vastavad seadme väljalõigetele. kast. Tehke kõik endast olenev, et joondada kaks horisontaaljoont HyperDuino+R kasti põhja voltidega.

4. Pärast läbipaistva kile vasaku külje asetamist eemaldage paremalt poolelt paberipõhi ja lõpetage mustri kinnitamine.

5. Kasutage komplekti kuuluva HyperDuino kruvikeeraja ristlõikeotsakut, et teha masina kruvidele väikesed augud, mis hoiavad mootorid paigal. Iga mootori jaoks on kaks auku, lisaks auk mootori telje jaoks.

6. Jätkake ja tehke rullpalli jaoks veel kaks auku.

7. Mootorite telgede jaoks kasutage HyperDuino komplekti sinist plastist aukude tegemise tööriista, et teha esimene väike auk, mis joondub mootorite telgedega. Seejärel kasutage augu suurendamiseks umbes ¼ tolli läbimõõduga plastikust pastapliiatsit vms.

8. Asetage seib igale (1 ½”) masina kruvile ja suruge karbi välisküljelt läbi mootorite avade. (See nõuab natuke tugevat survet, kuid kruvid peaksid aukudest tihedalt läbi mahtuma.)

9. Paigaldage mootor, millel on 2 väikest auku, mis vastavad masina kruvidele, kruvide külge ja kinnitage mutritega. HyperDuino kruvikeerajast on abi kruvide pingutamisel, kuid ärge pingutage seda nii palju, et papp puruneks.

10. Korrake sama ka teise mootori puhul.

11. Leidke takjaringid. Siduge konks ja silmus (hägused) ringid koos veel kinnitatud tagaküljega. Seejärel eemaldage silmusringi tagakülg (udune) ja kinnitage iga ring, kus näete HyperDuino plaadi ja akukarbi kolme kontuuri. Pärast asetamist eemaldage konksuringilt alus.

12. Nüüd asetage ettevaatlikult vahtpõhjaga HyperDuino ja akukarp (suletud ja lüliti pool „üles“) takjaribadele. Vajutage neid piisava jõuga alla, et need kleepuksid ringide kleepuvate tagakülgede külge.

13. Nüüd saate aku ja mootori juhtmed kinnitada. Kui vaatate väga tähelepanelikult, näete iga 8 mootoriklemmi kõrval silte A01, A02, B01 ja B02. Kinnitage ülemise mootori must juhe (“B”) B02 külge ja punane juhe B01 külge. Alumise mootori (“A”) jaoks kinnitage alumise mootori (“A”) punane juhe A02 külge ja must juhe A01 külge. Ühenduse loomiseks sisestage traat õrnalt auku, kuni tunnete, et see peatub, ja tõstke seejärel oranž hoob üles ja hoidke seda lahti, kui lükkate traati veel umbes 2 mm auku. Seejärel vabastage hoob. Kui traat on korralikult kinnitatud, ei tule see õrnalt tõmmates välja.

14. Akujuhtmete puhul kinnitage punane juhe mootori toitepistiku Vm külge ja must juhe Gnd. Väikemootoreid saab toita Arduino 9v patareist, kuid mootorite toiteks saab kasutada täiendavat akut, näiteks nelja AA patareisid, ja see ühendatakse HyperDuino+R plaadi vasakus ülanurgas asuvate kahe klemmiga. Valik on teie konkreetse rakenduse jaoks ja see konfigureeritakse, liigutades hüppaja ühte või teise asendisse. Vaikeasend on paremal, mootorite toiteks 9 V akust. Nende tegevuste jaoks, kuhu olete lisanud neli AA-patarei ümbrist, soovite hüppaja nihutada vasakule.

15. Lõpuks keerake karp kokku, nagu on näidatud ühel viimastest piltidest.

16. Nüüd on õige aeg sisestada karbi seestpoolt kaks ⅜”masinakruvi koos seibidega läbi aukude ja kinnitada rullpalliseade seibidega.

17. Nüüd kinnitage rattad, lihtsalt vajutades neid telgedele. Pöörake tähelepanu mootoritelgedel olevatele ratastele, nii et rattad oleksid telgedega kenasti risti ja mitte rohkem nurga all, kui saate vältida. Hästi joondatud rattad annavad autole edasi liikudes sirgema jälje.

18. Viimane asi, mida praegu teha, on teha auk USB -kaabli jaoks. Seda pole ilusal moel nii lihtne teha, kuid väikese otsusekindlusega saate tööga hakkama. Vaadake HyperDuino plaadi USB -pistikut ja visandatud kasti sildiga „USB -kaabel”. Järgige seda visuaalselt karbi küljele ja kasutage HyperDuino kruvikeeraja ristiku otsa, et teha auk, mis on umbes 1 tolli karbi põhjast kõrgemal ja võimalikult hästi joondatud USB -kaabliraja keskpunkti. Kui see on kesklinnast väljas, muudab USB-kaabli august ühendamine hiljem pisut keerulisemaks. Pärast ava käivitamist kruvikeerajaga suurendage seda veelgi sinise augu tegemise tööriistaga, seejärel plastikust pliiatsitoruga, ja lõpuks liikuge Sharpie või mõne muu suurima läbimõõduga tööriista juurde, mida leiate. Kui teil on Xacto nuga, on see parim, kuid need ei pruugi klassiruumis saadaval olla.

19. Kontrollige ava suurust HyperDuino USB -kaabli kandilise otsaga. Auk ei ole väga ilus, kuid peate selle tegema piisavalt suureks, et ruudukujuline pistik läbida saaks. Märkus: Pärast augu tegemist on parandusvedelik (valge värv) üks võimalus värvida tumedamale papile, mis on aukude tegemise tõttu avatud.

20. Karbi kaane sulgemiseks peate kääridega tegema 2 sisselõiget, kus klapp muidu mootorisse jookseb, ja kas klapp tuleb veidi tagasi voldida või see täielikult ära lõigata.

3. samm: lihtsa labürindiprogrammi kodeerimine

Esimene programmeerimisülesanne on luua programm, mis suudab autot mustriga läbi sõita.

Selleks peate õppima kasutama iForge plokkide programmeerimiskeelt funktsioonide loomiseks, mis juhivad mootoreid üheaegselt edasi ja tagasi liikumiseks ning teevad ka vasak- ja parempoolseid pöördeid. Auto teekonna igas osas läbitud vahemaa määratakse selle järgi, kui kaua mootorid töötavad ja millise kiirusega, nii et õpite ka neid juhtima.

Selle õpetuse tõhususe huvides suuname teid nüüd dokumendile „Kodeerimine HyperDuino ja iForge'iga”.

See näitab teile, kuidas installida Chrome'i laiendus iForge, luua konto ja luua blokeerimisprogrammid, mis juhivad HyperDuino nööpnõelu.

Kui olete selle lõpetanud, naaske siia ja jätkake selle õpetusega ning õppige, kuidas HyperDuino abil mootoreid juhtida.

Samm: mootori põhikontroll

HyperDuino “R” plaadi ülaosas on hõlpsasti ühendatavad klemmid, mis võimaldavad sisestada mootori või aku tühja juhtme. Seda seetõttu, et pole vaja spetsiaalseid pistikuid ja teil on suurem tõenäosus ühendada patareid ja mootorid karbist välja.

Oluline märkus: Mootoripistikute nimed “A01” ja “A02” EI tähenda, et analoogpoldid A01 ja A02 neid juhivad. "A" ja "B" kasutatakse ainult mootorite "A" ja "B" tähistamiseks. Digitaalseid I/O kontakte 3 kuni 9 kasutatakse HyperDuino+R plaadi klemmidele kinnitatud mootorite juhtimiseks.

Aku tuleks valida kasutatavale mootorile sobiva võimsusega (milliamp-tundi) ja pingega. 4 või 6 AA patareid sellises karbis on tüüpilised:

Näide Amazonist: 6 AA patareipesa koos 2,1 mm x 5,5 mm pistikuga 9 V väljundiga (joonis 2)

Oluline on polaarsus (positiivne ja negatiivne) õigesti ühendada Vm (positiivne) ja Gnd („maapind” = negatiivne). Kui ühendate toiteallika positiivse juhtme välise toiteühenduse negatiivse (Gnd) sisendiga, on kaitse diood, mis blokeerib lühise ja samal ajal ei lülitu mootorid sisse.

Mootorikontroller saab juhtida kas:

Neli ühesuunalist alalisvoolumootorit, mis on ühendatud A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Märkus: korraga võib sisse lülitada ainult üks A -mootor ja üks B -mootor. Kõiki nelja ühesuunalist mootorit ei saa korraga sisse lülitada.

Tihvt 8: kõrge, tihvt 9: madal = mootor A01 on sisse lülitatud

Tihvt 8: madal, tihvt 9: kõrge = mootor A02 on sisse lülitatud

(Tihvtid 8, 9: madal = mõlemad B mootorid välja lülitatud)

Tihvt 12: madal, tihvt 13: kõrge = mootor B01 “sisse”

Tihvt 12: kõrge, tihvt 13: madal = mootor B02 "sisse"

(Tihvtid 12, 13: madal = mõlemad B mootorid välja lülitatud)

Kaks kahesuunalist alalisvoolumootorit, mis on ühendatud ühendustega A01/A02 ja B01/B02

Tihvt 8 = kõrge, tihvt 9 = madal = mootor A “edasi*”

Tihvt 8 = madal, tihvt 9 = kõrge = mootor A “tagurpidi*”

(Tihvt 8 = madal, tihvt 9 = madal = mootor A “väljas”)

Tihvt 12 = kõrge, tihvt 13 = madal = mootor B “edasi*”

Tihvt 12 = madal, tihvt 13 = kõrge = mootor B “tagurpidi*”

(Tihvt 12 = madal, tihvt 13 = madal = mootor B “väljas”)

(*sõltuvalt mootori juhtmestiku polaarsusest ja mootori, ratta ja robotauto orientatsioonist.)

Üks samm -mootor on ühendatud seadmetega A01/A02/B01/B02 ja Gnd

HyperDuino mootorikontrolleri pinge- ja voolupiirangud on Toshiba TB6612FNG mootorikontrolleri IC põhjal 15v ja 1,2 A (keskmine)/3,2 A (tipp).

Mootor “A”: ühendage A01 ja A02

(Tutvumiseks vaadake kahte viimast pilti)

Mootori kiirus

Mootorite A ja B kiirust reguleeritakse vastavalt tihvtidega 10 ja 11:

Mootori A kiirus: tihvt 10 = PWM 0-255 (või seadistatud tihvt 10 = KÕRGE)

Mootori B kiirus: tihvt 11 = PWM 0-255 (või seadistatud tihvt 11 = KÕRGE)

Ühesuunalise töö korral (neli mootorit) töötab tihvti 10 kiiruse reguleerimine mõlema A-mootori ja tihvti 11 mõlema B-mootori puhul. Kõigi nelja mootori pöörlemiskiirust ei ole võimalik iseseisvalt juhtida.

Madala võimsusega mootorid (alla 400 m)

Mootorikontroller saab kasutada välist akuallikat, mille võimsus on kuni 15 V ja 1,5 amprit (hetkega 2,5 amprit). Kui aga kasutate mootorit, mis töötab 5–9 V pingega ja kasutab vähem kui 400 mA, saate kasutada mootori toitepistikute kõrval asuvat musta hüppajat ja viia see asendisse „Vin”. Alternatiivne asend “+VM” on välise toite jaoks.

Nutika auto tegevus

Kui teie nutikas auto on kokku pandud, saate nüüd jätkata nutika autoga, kus saate teada, kuidas oma autot programmeerida.