Autonoomne RC -auto: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tänapäeval isesõitvate autonoomsete autode tõusuga otsustasin võtta vastu väljakutse teha üks oma. See projekt oli ka minu tippkiviprojekt minu inseneri projekteerimise ja arendamise ning robootika tundides ning sai keskkooli STEM -võistlusel parima autonoomse sõiduki auhinna.

Nullist alustamise asemel otsustasin kasutada juba olemasolevat RC -autot ja sidusin selle RedBoard Arduino Uno plaadiga. Valisin Arduino selle suhteliselt lihtsa kasutamise ja programmeerimise tõttu.

Neile, kes imestavad, on sellel autol harjatud mootoriga pritsmekindel RedCat Racing 03061 ESC. ESC programmeeriti juba autoga kaasas olnud kontrolleri abil. Ma ei ole seda harjadeta mootoriga testinud, kuna meil pole seda käepärast, kuid kõik on teretulnud seda projekti harjadeta mootoriga proovima.

Lühidalt, see auto kogub andmeid (5) ultraheli HC-SR04 anduritelt. Need andmed lähevad tagasi Arduinosse, kus ta teeb otsuseid liikumise kohta. Seejärel juhib Arduino vastavalt rooliservot ja mootorit. Programm kasutab selleks standardset Arduino servoteeki ja täiendavaid teeke pole vaja.

Auto on võimeline muutuva kiiruse reguleerimiseks potentsiomeetri abil ja seinale taganema, kui see tabab. Lisaks saab auto ennast parandada, kui see triivib end seinale liiga lähedale, leevendades ennast.

Samm: osade loend

Vastutusest loobumine: ma ei hõlma auto jaoks vajalikke osi, vaid ainult autos olevaid lisaosi. Selleks on vajalik ESC, mootor, šassii, aku jne.

Sa vajad:

(1) Arduino Uno - löögid toimivad suurepäraselt

(1) Leivalaud - selle projekti jaoks võtsin ühelt leivaplaadilt +/- rööpa ja kasutasin teist, väiksemat leivaplaati. Iga suurus sobib.

(5) HC-SR04 ultraheli andurid

(1) Potentsiomeeter - kasutatakse auto kiiruse reguleerimiseks

(20) Emas -mees Duponti juhtmed - soovitan tungivalt kasutada vajadusel teiste juhtmete pikendajatena

Jootekolb joodisega

Arduino toiteallikas - sel juhul kasutasin (6) 1,2 V AA patareisid, mis olid ühendatud järjestikku. Sellised välised telefoni- ja tahvelarvuti toitepangad nagu see, töötavad hästi ka siis, kui need on USB -porti ühendatud.

Teip, kuumliim ja/või muud esemed, mida kasutatakse esemete kinnitamiseks

(1) Lüliti (valikuline - kasutan seda Arduino sisse- ja väljalülitamiseks)

2. samm: asetage andurid

Esiteks soovite andurid õigesti paigutada ja kinnitada. Mul on (1) andur ettepoole, (2) umbes 45 kraadi nurga all ja (2) andurid auto külgedel. I 3D-trükitud kinnitusklambrid külgedele ja esiosale ning kasutasin nurga all olevate esiandurite kinnitamiseks kuuma liimi, kuna kuumliim ei ole juhtiv. Külgede ja esiosa kinnitusklambreid saab alla laadida ja 3D -printida.

Samm: lisage leivaplaat ja potentsiomeeter

Järgmisena soovite enne juhtmestiku lisamist lisada leivaplaadi ja kiirust reguleeriva potentsiomeetri. Siin kasutasin väikest leivaplaati ja +/- teisest leivaplaadist, kuna auto kerel oli ruumi, kuid ka tavaline leivaplaat sobib suurepäraselt.

Samm: ühendage kõik juhtmetega

See on ilmselt suurim samm ja üks vale traat võib põhjustada auto ebaõige toimimise. Lisateabe saamiseks vaadake ülaltoodud Fritzingu diagrammi.

Alustage, ühendades oma Arduino 5v tihvti leivaplaadi positiivse rööpaga ja Arduino GND tihvti leivaplaadi negatiivse rööpaga.

Seejärel ühendage sonari andurid. HC-SR04 anduritel on kõik neli tihvti märgistatud. Nemad on:

VCC - 5v võimsus

Päästik - päästik ultraheli impulsi välja saatmiseks

Kaja - vastuvõtutihvt, mis mõõdab impulsi kestust

GND - maandusnõel

Kasutage selleks emast-isast Duponti juhtmeid. Kõik VCC -tihvtid tuleks ühendada positiivse leivaplaadi rööpaga ja kõik GND -tihvtid tuleks ühendada negatiivse leivaplaadi rööpaga. Ma kasutasin selle osa pikendajatena täiendavaid naissoost-isast Duponti juhtmeid, kuna mul oli probleem, et mõned juhtmed ei olnud piisavalt pikad.

Seejärel ühendage Trigi ja Echo tihvtid Arduinoga. Need ühendatakse Arduino digitaalsete tihvtidega:

Keskmine eesmine andur:

Päästik - tihvt 6

Kaja - tihvt 7

Vasaku külje andur:

Trig - 4

Kaja - 5

Parema külje andur:

Trig - 2

Kaja - 3

Vasak eesmine andur:

Trig - 10

Kaja - 11

Eesmine parempoolne andur:

Trig - 9

Kaja - 8

Seejärel ühendage rooliservo, mootori ESC ja kiiruse reguleerimise potentsiomeeter.

Esiteks alustage rooliservoga. Minu auto servol olid punased, oranžid ja pruunid juhtmed. Värvid võivad veidi erineda, kuid need kõik ühendatakse sarnaselt:

Pruun traat (maandus) - ühendage negatiivse leivaplaadi rööpaga

Punane juhe (5v toide) - ühendage 5v leivaplaadi rööpaga

Oranž traat (signaal) - ühendage Arduino tihvtiga 13

ESC - või elektrooniline kiiruse regulaator -, mis juhib mootorit, on juhtmega väga sarnaselt. Sellisel juhul on juhtmed valged, punased ja mustad.

Valge (signaal) - ühendage oma Arduino tihvtiga 12

Punane (5v) - ÄRGE ühendage millegagi. Elektrienergia tõttu, mis voolab mootori seiskumisel tagasi, ei tohiks 5v ühendada. Võite praadida USB -pordi või võimaluse korral oma Arduino.

Must (maandatud) - ühendage negatiivse leivaplaadi rööpaga

Lõpuks ühendage potentsiomeeter, mille panite leivalauale varem. Tõenäoliselt trükitakse sellele kuskil väikesed numbrid. See tuleks juhtmega ühendada järgmiselt:

1 (vasak tihvt) - ühendage negatiivse leivaplaadi rööpaga

2 (keskmine tihvt) - ühendage oma Arduino tihvtiga A0

3 (parem tihvt) - ühendage positiivse leivaplaadi rööpaga

Juhtmestik näeb välja väga räpane, nii et kui soovite juhtmehaldust teha, oleks nüüd õige aeg seda teha.

Samm: lülitage Arduino sisse

Järgmisena soovite seadistada Arduino jaoks toitelahenduse. Selles projektis kasutatakse kahte eraldi toiteallikat: auto aku ja Arduino aku. Sel juhul kasutasin (6) 1,2 V laetavaid AA patareisid, mis olid ühendatud jadaga. Kaasaskantavad mobiiltelefonide toitepangad töötavad, veenduge, et teil oleks kaabel, mis ühendatakse teie Arduino USB-porti (näiteks mini-USB).

Pange tähele, et 9 V akud EI tööta selle projektiga. Tulenevalt 9v akude konstrueerimise viisist on pinge Arduino käitamiseks piisav, kuid akust väljuv vool põhjustab aku kiire suremise. Mul oli probleeme ka 9v aku juhusliku taaskäivitamisega.

Kui otsustate kasutada minu kasutatud lahendust, vajate:

(6) AA patareid (ka leelispatareid töötavad hästi)

AA patareipesad kõikidele (6) patareidele. See toimiks suurepäraselt ja ei nõua isegi jootekolvi kasutamist. Tootmise jaoks, mille tegin, ühendasin ahelaga (3) kahe aku hoidjad kokku, nagu pildil, jootsin positiivsed/negatiivsed juhtmed kokku, võtsin 9-voldise akuadapterilt alalisvoolu toitepistiku ja joodin selle lõpuni positiivseks ja negatiivseks juhtmed. Seejärel jootsin toiteallikaga järjestikku toitelüliti, et hõlbustada Arduino sisse- ja väljalülitamist. See on täiesti vabatahtlik.

Samm: laadige üles Arduino programm

Järgmisena peate programmi Arduinosse üles laadima. Laadige programm alla siit ja laadige see oma Arduinosse üles Arduino IDE kaudu.

Neile, kes võiksite koodi muuta, olen lisanud pseudokoodi, mis selgitab, mida iga osa teeb.

EDIT 25.9.18 - Lisasin teise programmi, et see sõidaks kahe seina keskel. Mul ei ole olnud võimalust seda koodi proovida, kuna mul pole autole juurdepääsu, kuid katsetage seda julgelt.

Samm: ühendage kõik vooluvõrku ja lülitage see sisse

Lõpuks peate kõik vooluvõrku ühendama. Kõigepealt ühendage auto aku autoga ja lülitage ESC sisse. ESC peaks piiksuma, näidates, et Arduino on valmis relvastama. Seejärel lülitage Arduino sisse. ESC peaks piiksuma kolm korda ja rattad hakkavad pöörlema. Kui ESC piiksub, kuid rattad ei hakka pöörlema, pöörake kiiruse suurendamiseks potentsiomeetrit paremale. Kui auto liigub liiga kiiresti, keerake potentsiomeetrit vasakule.

Kui potentsiomeeter töötab vastupidiselt sellele, kuidas peaks, võite selle lahendamiseks pöörata positiivsed ja negatiivsed juhtmed.

Videol on näha auto töötamist, kiiruse muutmist ja sisselülitamise järjekorda.