Algaja isesõitv robotõiduk kokkupõrke vältimisega: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Tere! Tere tulemast minu algajasõbralikku juhendamisjuhendisse, kuidas teha isejuhtiv robot-sõiduk kokkupõrke vältimise ja GPS-navigeerimise abil. Eespool on YouTube'i video, mis demonstreerib robotit. See on mudel, mis näitab, kuidas tõeline autonoomne sõiduk töötab. Pange tähele, et minu robot näeb tõenäoliselt välja teie lõpptootest erinev.

Selle ehituse jaoks vajate:

- OSEPP robot -funktsionaalne komplekt (sisaldab polte, kruvikeerajaid, kaableid jne) (98,98 dollarit)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 dollarit)

- HMC5883L digitaalne kompass (6,99 dollarit)

- ultraheli andur HC-SR04 (3,95 dollarit)

- NEO-6M GPS ja antenn (12,99 dollarit)

- Bluetooth-moodul HC-05 (7,99 dollarit)

- USB Mini B -kaabel (teil võib see olla) (5,02 dollarit)

- Androidi nutitelefon

- kuus AA patareid, igaüks 1,5 volti

-Igasugune vardataoline mittemagnetiline materjal (näiteks alumiinium), mida soovite ringlusse võtta

- Kahepoolne teip

- Käsipuur

1. samm: roboti šassii kokkupanek ja liikuvus

Selgitus: see ei ole sõiduk, kui see ei liigu! Kõige elementaarsem robotisõiduk nõuab rattaid, mootoreid ja šassii (või roboti "keha"). Selle asemel, et soetada kõik need osad eraldi, soovitan tungivalt osta komplekt käivitusrobotile. Oma projekti jaoks kasutasin OSEPP robot -funktsionaalset komplekti, kuna sellega oli kaasas palju osi ja saadaolevaid tööriistu ning ma tundsin, et paagi konfiguratsioon sobib roboti stabiilsuse jaoks kõige paremini, samuti lihtsustas meie programmeerimist, nõudes ainult kahte mootorit.

Toimimisviis: Teile ei oleks kasulik, kui ma lihtsalt kordaksin monteerimisjuhendit, mille leiate siit (teil on ka kolmnurkse paagi konfiguratsiooni võimalus). Soovitan lihtsalt hoida kõik kaablid robotile võimalikult lähedal ja maapinnast või ratastest eemal, eriti mootorite juhtmete puhul.

Kui soovite eelarvelist võimalust kalli komplekti ostmise asemel, võite ka vana, töötava RC -auto ringlusse võtta ning kasutada selle mootoreid, rattaid ja šassii, kuid ma pole kindel, kas Arduino ja selle kood neile sobivad teatud osad. Parem on valida komplekt OSEPP poolt.

2. samm: Arduino lisamine

Selgitus: Kuna see on algajate juhend, tahaksin kiiresti selgitada, mis on Arduino kõigile lugejatele, kes ei pruugi selle kasutamist elektroonikas tundma õppida. Arduino on teatud tüüpi mikrokontroller, mis tähendab, et ta teeb täpselt seda - juhib robotit. Saate kirjutada oma arvutis koodiga juhised, mis tõlgitakse Arduinole arusaadavasse keelde, seejärel saate need juhised Arduinosse üles laadida ja Arduino hakkab kohe neid juhiseid täitma, kui see on sisse lülitatud. Kõige tavalisem Arduino on Arduino Uno, mis kuulub OSEPP komplekti, kuid selle projekti jaoks vajate Arduino Megat, sest see on suuremahuline projekt, kui Arduino Uno on võimeline. Komplekti Arduino Unot saate kasutada muude lõbusate projektide jaoks.

Toimimisviis: Arduino saab roboti külge kinnitada, kasutades tõmblukke või kruvides roboti alusele vahekaugusi.

Soovime, et Arduino juhiks meie roboti mootoreid, kuid mootorid ei saa Arduinoga otse ühendust luua. Seetõttu peame kinnitama oma mootorikilbi (mis tuli meie komplektist) Arduino peale, et saaksime luua ühenduse mootorikaablite ja Arduinoga. Mootorikilbi põhjast tulevad tihvtid peaksid sobima otse Arduino Mega "aukudesse". Mootoritest ulatuvad kaablid sobivad mootorikilbi piludesse nagu ülaltoodud pilt. Need pilud avatakse ja suletakse, keerates kruvikeeraja pesa ülaosas + -kujuliseks taandeks.

Järgmisena vajab Arduino töötamiseks pinget. OSEPP robot -funktsionaalsel komplektil peaks olema kaasas kuuele akule sobiv akupesa. Pärast kuue patarei hoidikusse sisestamist sisestage patareipesast väljaulatuvad juhtmed pinge jaoks mõeldud mootorikilbi piludesse.

Samm: lisage Bluetooth -juhtimine

Toimimisviis: Pärast Arduino väljamõtlemist on Bluetooth-mooduli lisamine sama lihtne, kui sisestate Bluetooth-mooduli neli haru mootorikilbi nelja auguga pesasse, nagu ülal näidatud.

Uskumatult lihtne! Aga me pole valmis. Bluetooth -moodul on vaid pool tegelikust Bluetooth -juhtimisest. Teine pool seadistab meie Android -seadmes kaugrakenduse. Kasutame OSEPP -i poolt välja töötatud rakendust, mis on mõeldud roboti funktsionaalsest komplektist kokkupandud roboti jaoks. Võite oma seadmes kasutada mõnda teist kaugrakendust või isegi ise teha, kuid meie eesmärkidel ei taha me ratast uuesti leiutada. OSEPP -l on ka juhised oma rakenduse installimiseks, mida ei saa Google Play poest installida. Need juhised leiate siit. Installitud kaugjuhtimispuldi paigutus võib tunduda õpetusest erinev ja see on hea.

4. samm: kokkupõrke vältimise lisamine

Selgitus: Nüüd, kui robot on mobiilne, on see nüüd võimeline jooksma seinte ja suurte esemetega, mis võivad meie riistvara kahjustada. Seetõttu lisame oma ultrahelisensori roboti esiosa, nagu näete ülaltoodud pildil.

Toimimisviis: OSEPP robot -funktsionaalne komplekt sisaldab kõiki osi, mida seal näete, välja arvatud ultraheliandur. Kui ühendasite šassii, järgides minu lingitud kasutusjuhendit, oleksite pidanud selle hoidiku juba ultrahelianduri jaoks ehitama. Anduri saab lihtsalt hüpata hoidiku kahte auku, kuid peaksite hoidma andurit kummipaelaga paigal, et see hoidikust maha ei kukuks. Sisestage kaabel, mis sobib anduri kõigi nelja haruga, ja ühendage kaabli teine ots mootorikilbi tihvtide 2. veergu.

Saate lisada mitu ultraheliandurit, kui teil on riistvara nende hoidmiseks.

Samm: lisage GPS ja kompass

Selgitus: Oleme oma roboti peaaegu valmis saanud! See on meie roboti kokkupaneku kõige keerulisem osa. Tahaksin kõigepealt selgitada GPS -i ja digitaalset kompassi. Arduino viitab GPS -ile, et koguda satelliidi andmeid roboti praeguse asukoha kohta laius- ja pikkuskraadides. See laius- ja pikkuskraad võetakse kasutusele, kui need on ühendatud digitaalse kompassi näitudega, ja need numbrid pannakse Arduino matemaatiliste valemite seeriasse, et arvutada, millise liikumise peaks robot sihtkohta jõudmiseks tegema. Kompass visatakse aga maha raudmetallide või rauda sisaldavate materjalide juuresolekul ja on seetõttu magnetilised.

Protseduur: meie roboti raudkomponentide võimalike häirete leevendamiseks võtame vardalaadse alumiiniumi ja painutame selle pikaks V-kujuliseks, nagu ülaltoodud pildil. Selle eesmärk on luua robotil teatud kaugus mustmetallidest.

Alumiiniumi saab painutada käsitsi või tavalise käsitööriista abil. Teie alumiiniumi pikkus pole oluline, kuid veenduge, et saadud V-kujuline alumiinium ei oleks liiga raske.

Kasutage kahepoolset kleeplinti, et kleepida GPS-moodul, GPS-antenn ja digitaalne kompass alumiiniumist kinnitusele. VÄGA TÄHTIS: digitaalne kompass ja GPS -antenn tuleks asetada alumiiniumist kinnitusdetaili tippu, nagu on näidatud ülaltoodud pildil. Samuti peaks digitaalsel kompassil olema kaks L-kujulist noolt. Veenduge, et x-nool osutab roboti esiosale.

Puurige alumiiniumi mõlemasse otsa augud, nii et mutrit saab alumiiniumist keerata ja auk roboti šassiil.

Ühendage digitaalse kompassi kaabel Arduino Mega, väikeses "väljalaskeavas" otse mootorikilbi pingepesa all. Ühendage kaabel GPS -i kohalt, millel on silt "RX", Arduino Mega tihvtiga TX314 (mitte mootorikilbil), teine kaabel kohast märgistusega "TX" pin RX315, teine kaabel "VIN" GPS mootorikilbi 3V3 tihvtiga ja GPS -i viimane kaabel GND -st mootori kaitsekilbi GND -tihvtiga.

6. samm: ühendage see kõik koodiga

Menetlus: On aeg anda meie Arduino Megale kood, mille olen teile juba ette valmistanud. Arduino rakenduse saate tasuta alla laadida siit. Seejärel laadige alla kõik allpool olevad failid (ma tean, et see tundub palju, kuid enamik neist on väga väikesed failid). Nüüd avage MyCode.ino, peaks avanema rakendus Arduino, seejärel klõpsake ülaosas nuppu Tööriistad, seejärel Tahvel ja lõpuks Arduino Mega või Mega 2560. Pärast seda klõpsake ülaosas nuppu Visand, seejärel Kuva visandikaust. See avab teie arvutis MyCode.ino faili asukoha. Klõpsake ja lohistage kõik muud failid, mille olete sellest juhendist alla laadinud, faili MyCode.ino. Minge tagasi Arduino rakenduse juurde ja klõpsake paremas ülanurgas olevat linnukest, et programm saaks koodi tõlkida Arduinole arusaadavasse masinakeelde.

Nüüd, kui teil on kogu kood valmis, ühendage arvuti USB Mini B kaabli abil Arduino Mega. Minge tagasi Arduino rakendusse, kui MyCode.ino on avatud, ja klõpsake ekraani paremas ülanurgas paremale suunatud nooleklahvi, et kood Arduinosse üles laadida. Oodake, kuni rakendus teatab, et üleslaadimine on lõpule viidud. Sel hetkel on teie robot valmis! Nüüd peame seda katsetama.

Lülitage Arduino sisse mootorikilbi lüliti abil ja avage oma Android -seadmes OSEPP kaugrakendus. Veenduge, et roboti Bluetooth -moodul vilgub sinist valgust, ja valige rakenduse avamisel Bluetooth -ühendus. Oodake, kuni rakendus ütleb, et see on teie robotiga ühendatud. Kaugjuhtimispuldil peaksid vasakul paremal olema tavalised juhtnupud ja paremal nupud A-B-X-Y. Minu koodiga ei tee X- ja Y -nupud midagi, kuid nupp A salvestab roboti praeguse laius- ja pikkuskraadi ning nupp B on mõeldud roboti liikumiseks salvestatud asukohta. Veenduge, et GPS -il on vilkuv punane tuli nuppude A ja B kasutamisel. See tähendab, et GPS on satelliitidega ühenduse loonud ja kogub andmeid, kuid kui tuli ei vilgu, viige robot lihtsalt taevast otse välja ja oodake kannatlikult. Allosas olevad ringid on mõeldud juhtkangideks, kuid neid selles projektis ei kasutata. Ekraani keskel logitakse teavet roboti liikumise kohta, mis oli minu testimisel kasulik.

Tänan teid nii palju OSEPP -i kui ka lombaroboti ID -d ja EZTechi YouTube'is, et andsite mulle aluse selle projekti koodi kirjutamiseks. Palun toetage neid erakondi:

OSEPP

EZTechi kanal

lombaroboti id kanal

7. samm: valikuline laiendamine: objektide tuvastamine

Selle Instructable'i alguses mainisin, et minu robot -sõiduki pilt, mida nägite alguses, näeb teie valmistootest teistsugune välja. Eelkõige pean silmas ülaltoodud Raspberry Pi ja kaamerat.

Need kaks komponenti töötavad koos, et tuvastada roboti teel peatuvad märgid või punased stopptuled ja ajutiselt peatuda, mis muudavad roboti tõelisele autonoomsele sõidukile lähedasemaks mudeliks. Raspberry Pi -l on mitu erinevat rakendust, mida saab teie sõidukile rakendada. Kui soovite oma robotisõidukiga edasi töötada, lisades sinna ka Raspberry Pi, soovitan soojalt osta Rajandeep Singhi kursus isesõitva, objekti tuvastava sõiduki ehitamise kohta. Tema täieliku kursuse Udemy kohta leiate siit. Rajandeep ei palunud mul tema kurssi hüüda; Ma lihtsalt tunnen, et ta on suurepärane õpetaja, kes tegeleb autonoomsete sõidukitega.