Maverick - kaugjuhtimisega kahesuunaline kommunikatsiooniauto: 17 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Hei, ma olen Razvan ja tere tulemast minu projekti “Maverick” juurde.

Mulle on alati meeldinud kaugjuhtimisega asjad, kuid mul pole kunagi olnud RC -autot. Nii otsustasin ehitada sellise, mis suudab natuke rohkem kui lihtsalt liikuda. Selle projekti jaoks kasutame mõningaid osi, mis on kättesaadavad kõigile, kellel on läheduses elektrooniline pood või kes saavad internetist asju osta.

Olen praegu laeva pardal ja mul pole juurdepääsu erinevatele materjalidele ja tööriistadele, nii et see projekt ei hõlma 3D -printerit, CNC -sid ega muid väljamõeldud seadmeid (isegi arvan, et see on väga kasulik, kuid ma ei tee seda) juurdepääs sellistele seadmetele), tehakse seda palju lihtsamate olemasolevate tööriistadega. See projekt peaks olema lihtne ja lõbus.

Kuidas see töötab?

Maverick on RC -auto, mis kasutab LRF24L01 moodulit andmete saatmiseks ja vastuvõtmiseks kaugjuhtimispuldilt.

See võib mõõta temperatuuri ja niiskust oma piirkonnast ning saata andmed kaugjuhtimispuldile, et neid graafikul kuvada. Samuti saab see mõõta kaugust ümbritsevate objektide ja takistustega, saates kuvatava vahemiku teabe.

Ühe nupuvajutusega võib see olla ka autonoomne ja selles režiimis väldib see takistusi ning otsustab, kas minna ultraheliuuringu mõõtmise järgi.

Nii et hakkame ehitama.

Samm: kaugjuhtimispuldi jaoks vajalikud osad

- Arduino Micro kontroller (olen oma kontrolleri jaoks kasutanud Arduino Unot);

- raadiosaatja -vastuvõtja NRF24L01 (seda kasutatakse kahesuunaliseks suhtluseks auto ja kaugjuhtimispuldi vahel)

- Tower Pro Micro Servo 9g SG90 (kasutatakse sõiduki andmete kuvamiseks, see võimaldab operaatoril graafiliselt visualiseerida autoandurite mõõdetud parameetreid);

- juhtkang (sõiduki juhtimiseks või sõiduki servo juhtimiseks);

- kaks erinevat värvi LED -i (valisin töörežiimide näitamiseks punase ja rohelise);

- 10microF kondensaatorid;

- 2 surunuppu (töörežiimide valimiseks);

- mitmesugused takistid;

- leivalaud;

- juhtmete ühendamine;

- kirjaklamber (graafiku nõelana);

- karpide karp (raami jaoks)

- Kummipaelad

2. etapp: Mavericki jaoks vajalik osa

- Arduino mikrokontroller (olen kasutanud ja Arduino Nano);

- raadiosaatja -vastuvõtja NRF24L01 (seda kasutatakse kahesuunaliseks traadita sideks auto ja kaugjuhtimispuldi vahel);

- L298 mootorijuht (moodul juhib tegelikult auto elektrimootoreid);

- DHT11 andur (temperatuuri ja niiskuse andur);

- 2 x elektrimootorit hammasrataste ja ratastega;

- ultraheli andur HC-SR04 (andur, mis võimaldab tuvastada ümbritsevaid objekte ja vältida takistusi);

- Tower Pro Micro Servo 9g SG90 (võimaldab ultrahelisensori orientatsiooni nii, et see suudab mõõta ulatust eri suundades);

- valge LED (valgustamiseks olen kasutanud vana värvisensorit, mis on läbipõlenud, kuid LED -id töötavad endiselt);

- 10 mikroF kondensaatorit;

- leivalaud;

- juhtmete ühendamine;

- A4 klamberplaat sõiduki raamina;

- mõned rattad vanast printerist;

- mõni kahepoolne teip;

- kaustakinnitused mootorite raamile kinnitamiseks;

- Kummipaelad

Kasutatud tööriistad:

- Tangid

- kruvikeeraja

- Topeltlint

- Kummipaelad

- lõikur

Samm: mõned üksikasjad mõne materjali kohta:

L298 moodul:

Arduino tihvte ei saa otse elektrimootoritega ühendada, kuna mikrokontroller ei tule toime mootoritega nõutavate võimenditega. Seega peame mootorid ühendama mootorijuhiga, mida juhib Arduino mikrokontroller.

Peame suutma juhtida kahte elektrimootorit, mis liigutavad autot mõlemas suunas, nii et auto saaks edasi ja tagasi liikuda ning ka juhtida.

Kõigi ülaltoodute tegemiseks vajame H-silda, mis on tegelikult transistoride massiiv, mis võimaldab kontrollida mootorite voolu. L298 moodul on just see.

See moodul võimaldab meil ka mootoreid töötada erinevatel kiirustel, kasutades ENA ja ENB tihvte kahe PWM tihvtiga Arduino poolt, kuid selle projekti puhul ei kontrolli me kahe PWM -tihvti säästmiseks mootorite kiirust, vaid ainult suunda ENA ja ENB tihvtide džemprid jäävad oma kohale.

NRF24L01 moodul:

See on tavaliselt kasutatav transiiver, mis võimaldab juhtmevaba ühendust auto ja kaugjuhtimispuldi vahel. See kasutab 2,4 GHz sagedusriba ja suudab töötada kiirusega 250 kbps kuni 2 Mbps. Kui seda kasutatakse avatud ruumis ja madalama edastuskiirusega, võib selle ulatus ulatuda kuni 100 meetrini, mis teeb selle projekti jaoks ideaalseks.

Moodul ühildub Arduino mikrokontrolleriga, kuid peate olema ettevaatlik, tarnides seda 3,3 V pistikust, mitte 5 V pingest, vastasel juhul võite moodulit kahjustada.

DHT 11 andur:

See moodul on väga odav ja hõlpsasti kasutatav andur. See pakub digitaalseid temperatuuri ja niiskuse näitu, kuid selle kasutamiseks vajate Arduino IDE raamatukogu. See kasutab ümbritseva õhu mõõtmiseks mahtuvuslikku niiskusandurit ja termistorit ning saadab andmestikule digitaalse signaali.

4. samm: ühenduste seadistamine Mavericki jaoks

Mavericki ühendused:

NRF24L01 moodul (tihvtid)

VCC - Arduino Nano 3V3

GND - Arduino Nano GND

CS - Arduino Nano D8

CE - Arduino Nano D7

MOSI - Arduino Nano D11

SCK- Arduino Nano D13

MISO - Arduino Nano D12

IRQ Ei kasutata

L298N moodul (tihvtid)

IN1 - Arduino Nano D5

IN2 - Arduino Nano D4

IN3 - Arduino Nano D3

IN4 - Arduino Nano D2

ENA - on hüppaja paigas -

ENB - on hüppaja paigas -

DHT11

Leivaplaadi VCC 5V rööbas

GND GND riiul leivalaual

S D6

Ultraheli andur HC-SR04

Leivaplaadi VCC 5V rööbas

GND GND riiul leivalaual

Trig - Arduino Nano A1

Kaja - Arduino Nano A2

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

GND (pruuni värvi traat) GND rööp leivalaual

VCC (punane värviline traat) 5V leivaplaat

Signaal (oranži värvi traat) - Arduino Nano D10

LED -tuli - Arduino Nano A0

Leivalaud

5V raudtee - Arduino Nano 5V

GND raudtee - Arduino Nano GND

Esialgu sisestasin Arduino Nano leivalauale, USB -ühendusega välisküljel, et hiljem hõlpsamini juurde pääseda.

- Arduino Nano 5V pin leivaplaadi 5V rööpa külge

-Arduino Nano GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge

NRF24L01 moodul

- Mooduli GND läheb leivaplaadi GND -le

- VCC läheb Arduino Nano 3V3 kontaktile. Olge ettevaatlik, et mitte ühendada VCC -d leivaplaadi 5V -ga, kuna võite NRF24L01 mooduli hävitada

- CSN -tihvt läheb Arduino Nano D8 -le;

- CE -tihvt läheb Arduino Nano D7 -le;

- SCK tihvt läheb Arduino Nano D13 külge;

- MOSI tihvt läheb Arduino Nano D11 -le;

- MISO tihvt läheb Arduino Nano D12 -le;

- IRQ tihvti ei ühendata. Olge ettevaatlik, kui kasutate erinevat plaati kui Arduino Nano või Arduino Uno, erinevad SCK, MOSI ja MISO tihvtid.

- Olen lisanud ka 10 µF kondensaatori mooduli VCC ja GND vahele, et mooduli toiteallikaga ei tekiks probleeme. See pole kohustuslik, kui kasutate moodulit minimaalse võimsusega, kuid nagu olen Internetist lugenud, oli paljudel projektidel sellega probleeme.

- Selle mooduli jaoks peate alla laadima ka RF24 kogu. Selle leiate järgmiselt saidilt:

L298N moodul

- ENA ja ENB tihvtide puhul jätsin džemprid ühendatuks, kuna mul ei ole vaja mootorite kiirust juhtida, et säästa Arduino Nano kaks PWM -i digitaalset tihvti. Nii et selles projektis töötavad mootorid alati täiskiirusel, kuid lõpuks ei pöörle rattad mootorite käigu tõttu kiiresti.

- IN1 tihvt läheb Arduino Nano D5 -le;

- IN2 tihvt läheb Arduino Nano D4 -le;

- IN3 tihvt läheb Arduino Nano D3 -le;

- IN4 tihvt läheb Arduino Nano D2 -le;

- Aku + läheb 12V pesasse;

- aku - läheb GND pesasse ja leivaplaadi GND rööpale;

- Kui kasutate võimsat akut (maksimaalselt 12 V), saate Arduino Nano tarnida 5 V pesast Vin pin -i, kuid mul on ainult 9 V patareid, nii et ma kasutasin ühte ainult mootorite jaoks ja ühte Arduino Nano ja andurid.

- Mõlemad mootorid ühendatakse mooduli paremal ja vasakul asuvate pesadega. Esialgu pole vahet, kuidas te need ühendate, seda saab hiljem reguleerida Arduino koodist või ainult juhtmete vahetamisest, kui sõidukit katsetame.

DHT11 moodul

- Mooduli tihvtid sobivad ideaalselt leivalauale. Seega läheb tihvt GND rööpale.

- signaali tihvt läheb Arduino Nano D6 -le;

- VCC tihvt läheb 5 V leivaplaadi rööpale.

Ultraheli andurimoodul HC-SR04

- VCC tihvt läheb leivaplaadi 5V rööpa külge;

- GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge;

- Trigi tihvt Arduino Nano A1 külge;

- kaja tihvt Arduino Nano A2 külge;

- Ultrahelimoodul kinnitatakse servomootori külge topeltlindi või/ja mõne kummipaelaga, et oleks võimalik mõõta vahemaid sõiduki pikisuuna suhtes erinevate nurkade all. See on kasulik, kui autonoomses režiimis mõõdab sõiduk kaugust paremal kui vasakul ja ta otsustab, kuhu pöörduda. Samuti saate juhtida servot, et leida sõidukist erinevaid vahemaid erinevatesse suundadesse.

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

- Pruun traat leivaplaadi GND rööpa külge

- Punane juhe leivalaua 5V rööpa külge

- oranž juhe Arduino Nano D10 -le;

LED

- LED tarnitakse A0 tihvtilt. Olen kasutanud vana värvisensorit, mis on läbipõlenud, kuid valgusdioodid töötavad endiselt ja 4 neist väikesel tahvlil sobivad ideaalselt sõiduki tee valgustamiseks. Kui kasutate ainult ühte LED -i, peaksite selle põletamiseks kasutama 330Ω takisti.

Õnnitleme, et sõiduki ühendused on tehtud.

Samm: Mavericki kaugühendused:

NRF24L01 moodul (tihvtid)

VCC - Arduino Uno pin 3V3

GND - Arduino Uno pin GND

CS - Arduino Uno tihvt D8

CE - Arduino Uno tihvt D7

MOSI - Arduino Uno pin D11

SCK - Arduino Uno tihvt D13

MISO - Arduino Uno pin D12

IRQ Ei kasutata

Juhtkang

GND GND riiul leivalaual

Leivaplaadi VCC 5V rööbas

VRX - Arduino Uno pin A3

VRY - Arduino Uno pin A2

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

GND (pruuni värvi traat) GND rööp leivalaual

VCC (punane värviline traat) 5V leivaplaat

Signaal (oranži värvi traat) - Arduino Uno pin D6

Punane LED - Arduino Uno pin D4

Roheline LED - Arduino Uno pin D5

Autonoomne nupp - Arduino Uno pin D2

Vahemiku nupp - Arduino Uno pin D3

Leivalaud

5V raudtee - Arduino Uno pin 5V

GND Rail - Arduino Uno pin GND

Kuna kasutan kontrolleri jaoks Arduino Unot, kinnitasin Uno mõne kummipaelaga leivalaua külge, et mitte liikuda.

- Arduino Unot toidab pistikupesa kaudu 9 V aku;

- Arduino Uno 5V pin leivaplaadi 5V rööpa külge;

-Arduino Uno GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge;

NRF24L01 moodul

- Mooduli GND läheb leivaplaadi GND -le

- VCC läheb Arduino Uno 3V3 kontaktile. Olge ettevaatlik, et mitte ühendada VCC -d leivaplaadi 5V -ga, kuna võite NRF24L01 mooduli hävitada

- CSN -i tihvt läheb Arduino Uno D8 -le;

- CE -tihvt läheb Arduino Uno D7 -le;

- SCK tihvt läheb Arduino Uno D13 külge;

- MOSI tihvt läheb Arduino Uno D11 -le;

- MISO tihvt läheb Arduino Uno D12 -le;

- IRQ tihvti ei ühendata. Olge ettevaatlik, kui kasutate erinevat plaati kui Arduino Nano või Arduino Uno, erinevad SCK, MOSI ja MISO tihvtid.

- Olen lisanud ka 10 µF kondensaatori mooduli VCC ja GND vahele, et mooduli toiteallikaga ei tekiks probleeme. See pole kohustuslik, kui kasutate moodulit minimaalse võimsusega, kuid nagu olen Internetist lugenud, oli paljudel projektidel sellega probleeme.

Joystick moodul

- juhtkangi moodul koosneb kahest potentsiomeetrist, nii et see on ühendustega väga sarnane;

- GND tihvt leivaplaadi GND rööpa külge;

- VCC tihvt leivaplaadi 5V rööpa külge;

- VRX tihvt Arduino Uno A3 tihvti külge;

- VRY tihvt Arduino Uno A2 tihvti külge;

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

- Pruun traat leivaplaadi GND rööpa külge

- Punane juhe leivalaua 5V rööpa külge

- oranž juhe Arduino Uno D6 -le;

LED

- Punane LED ühendatakse järjestikku 330Ω takistiga Arduino Uno kontaktiga D4;

- roheline LED ühendatakse järjestikku 330Ω takistiga Arduino Uno kontaktiga D5;

Vajutage nuppe

- nuppe kasutatakse sõiduki töörežiimi valimiseks;

- Autonoomne nupp ühendatakse Arduino Uno tihvtiga D2. Nupp tuleks alla tõmmata 1k või 10k takistiga, väärtus pole oluline.

- Vahemiku nupp ühendatakse Arduino Uno tihvtiga D3. Sama nupp tuleks 1k või 10k takistiga alla tõmmata.

Nii oleme nüüd ühendanud kõik elektrilised osad.

6. samm: kaugjuhtimispuldi raami ehitamine

Kaugjuhtimispuldi raam on tegelikult valmistatud kingade karbist. Loomulikult läheb teistel materjalidel paremini, kuid minu puhul on materjalid, mida saan kasutada, piiratud. Nii et ma kasutasin pappkasti.

Esiteks lõikasin katte välisküljed ja sain kolm osa nagu pildil.

Järgmisena võtsin kaks väiksemat tükki ja liimisin need kahekordse teibiga kokku.

Kolmas pikem osa tuleb nende suhtes risti, moodustades T -kujulise raami.

Graafiku jaoks kasutatakse ülemist (horisontaalset) osa ja elektrikomponentide jaoks alumist (vertikaalset) osa, nii et kõik kleepuks kokku. Graafiku tegemisel kärpime ülemise osa graafikapaberile sobivaks.

Samm: graafiku loomine kaugjuhtimispuldi jaoks

Muidugi on selles etapis tore, kui teil on vedelkristallekraan (16, 2), et kuvada sõidukilt saadud andmed. Kuid minu puhul mul seda pole, nii et pidin leidma teise viisi andmete kuvamiseks.

Otsustasin teha väikese graafiku nõelaga servomootorist, kirjaklambriga (kasutatakse nõelana), mis näitab sõiduki andurite ja radari joonistuslehega mõõdetud väärtusi, või võite kasutada polaarset graafikapaberit (Graph papers saab Internetist alla laadida).

Andurite mõõdetud parameetrid teisendatakse servomootori kraadideks. Kuna servomootor ei ole parima kvaliteediga, olen piiranud tema liikumist 20 ° -lt 160 ° -ni (20 ° tähendab 0 mõõdetud parameetri väärtust ja 160 ° tähendab maksimaalset parameetri väärtust, mida saab kuvada, näiteks 140 cm).

Kõike seda saab reguleerida Arduino koodist.

Graafiku jaoks kasutasin radari joonistamise lehte, mille lõikasin pooleks pärast seda, kui olin seda pisut muutnud, kasutades põhilist Windowsi värvi ja lõikamisriista.

Pärast radari joonistamislehe muutmist nii, et see sobiks kaugjuhtimispuldiga, olen joonistamise hõlbustamiseks joonistanud jooned, mis ühendavad joonistuslehe keskosa välimise ringiga.

Servomootori pöördvõll tuleb joondada joonistuslehe keskosaga.

Olen venitanud ja modifitseerinud kirjaklambrit, et see sobiks servomootori õlaga.

Siis on kõige olulisem graafiku "kalibreerimine". Nii et mõõdetud parameetrite erinevate väärtuste puhul peab graafiku nõel näitama õiget nurga väärtust. Olen seda teinud, lülitades kaugjuhtimispuldi ja Mavericki sisse ning mõõtes ultrahelianduriga erinevaid vahemaid, võttes samal ajal jadamonitorilt väärtusi, et olla kindel, et graafik osutab õigesti. Pärast mõningaid servo asendeid ja nõela painutamist näitas graafik õigeid parameetreid.

Kui kõik on kinnitatud T -kujulisele raamile, olen printinud ja kahekordse teibiga liiminud režiimi valimise vooskeemi, et mitte segi ajada, millist parameetrit graafik kuvab.

Lõpuks on kaugjuhtimispult tehtud.

8. samm: ehitage Mavericki šassii

Esiteks pean ma väga tänama oma head sõpra Vlado Jovanovicit, kes pühendas aega ja vaeva Mavericki šassii, kere ja kogu raamikujunduse ehitamiseks.

Šassii on valmistatud kartongist lõikelauast, mis on lõigatud kaheksanurkseks ettepoole, suure vaevaga, kasutades ainsaks kättesaadavaks asjaks olevat lõikurit. Kaheksanurkne kuju sisaldab elektroonilisi osi. Lõikelaua hoidjat kasutati tagarataste toena.

Pärast plaadi lõikamist kaeti see hõbedase lindiga (pritsimisvastane lint), et anda sellele ilusam välimus.

Kaks mootorit kinnitati nagu piltidel, kasutades topeltlinti ja muudetud kaustakinnitusi. Mõlemal pool šassii on puuritud kaks auku, et mootorite kaablid saaksid L298N moodulini jõuda.

9. samm: raami külgpaneelide ehitamine

Nagu varem mainitud, on kogu Mavericki väliskest valmistatud kartongist. Külgpaneelid lõigati lõikuriga, mõõdeti ja valmistati šassiile sobivaks.

Paremate väljanägemise jaoks on rakendatud mõningaid disainifunktsioone ja paneelide siseosale on neetitud traatvõrk, et paak oleks välimuselt sarnane.

Samm: raami esi- ja tagatugede ehitamine

Esi- ja tagatugede eesmärk on kinnitada külgpaneelid auto ees ja taga. Esitoel on ka valguse (minu puhul katkise värvisensori) mahutamise eesmärk.

Esi- ja tagatugede mõõtmed leiate need lisatud piltidelt koos mallidega, kuidas toe lõigata ning kus ja milliseid külgi painutada ning hiljem liimida.

Samm: raami ülemise katte ehitamine

Ülemine kate peab sisaldama kõike sees ja parema disaini jaoks olen teinud ahtri poole mõned jooned, et oleks näha auto sees olev elektroonika. Ülemine kate on valmistatud nii, et seda saab patareide vahetamiseks eemaldada.

Kõik detailid on poltide ja mutritega üksteise külge kinnitatud nagu pildil.

12. samm: kereraami kokkupanek

Samm 13: Mootorite paigaldamine šassiile

Kaks mootorit kinnitati nagu piltidel, kasutades topeltlinti ja muudetud kaustakinnitusi. Mõlemal pool šassii on puuritud kaks auku, et mootorite kaablid saaksid L298N moodulini jõuda.

14. samm: elektroonika paigaldamine šassiile

Toiteallikana kasutasin kaks 9V akut, kui need olid kõige sobivamad. Kuid selleks, et need šassiile paigaldada, pidin valmistama patareipesa, mis hoiab patareid auto liikumise ajal paigal ja samuti on neid lihtne eemaldada, kui neid on vaja vahetada. Niisiis olen ma uuesti karbist teinud patareipesa ja kinnitanud selle modifitseeritud kaustakinnitusega šassii külge.

Moodul L298N paigaldati nelja vahekauguse abil.

Leivalaud kinnitati šassiile topeltlindi abil.

Ultraheli andur kinnitati servomootorite külge topeltlindi ja mõne kummipaela abil.

Nüüd on kõik elektroonilised komponendid paigas.

15. samm: kereraami paigaldamine šassiile

16. samm: kuidas Mavericki kasutada

Mavericki saab kasutada 4 režiimis ja seda näitavad kaugjuhtimispuldi kaks LED -i (punane ja roheline).

1. Käsitsi juhtimine (niiskus). Algselt, kui sõiduk on sisse lülitatud, on see käsitsi juhitav. See tähendab, et Mavericki juhitakse juhtpuldi abil käsitsi kaugjuhtimispuldist. Mõlemad LED -id lülituvad kaugjuhtimispuldil välja, mis näitab, et oleme käsirežiimis. Kaugjuhtimispuldi graafikul näidatud väärtus on Mavericki ümbritseva õhu HUMIDITY.

2. Käsitsi juhtimine (temperatuur). Kui nii roheline kui ka punane LED on sisse lülitatud. See tähendab, et Mavericki juhitakse juhtpuldi abil käsitsi kaugjuhtimispuldist. Selles režiimis lülitatakse sisse ka valgus. Kaugjuhtimispuldi graafikul näidatud väärtus on Mavericki ümbritseva õhu TEMPERATURE kraadides.

3. Autonoomne režiim. Automaatse nupu vajutamisel lülitub punane LED sisse, mis näitab autonoomset režiimi. Selles režiimis hakkab Maverick iseenesest liikuma, vältides takistusi ja otsustades, kuhu pöörduda vastavalt ultrahelisensorilt saadud teabele. Selles režiimis on kaugjuhtimispuldi graafikul näidatud väärtus liikumise ajal mõõdetud vahemaa.

4. Vahemiku mõõtmise režiim. Kui vajutate vahemiku nuppu, süttib roheline LED, mis näitab, et Maverick on vahemiku režiimis. Nüüd Maverick ei liigu. Juhtkang hakkab nüüd juhtima ultrahelianduri külge kinnitatud servomootorit. Vahemiku mõõtmiseks sõidukist erinevate objektideni selle ümber lihtsalt liigutage juhtkangi ja suunake ultrahelisensor objekti poole. Objekti kauguse väärtus kuvatakse kaugjuhtimispuldi graafikul cm -des.

Mavericki LED -tule sisse- ja väljalülitamiseks peab kaugjuhtimispuldil olema nii LED -tuli sees (kui valgus on sees) kui ka väljas (valguse korral väljas).

17. samm: Arduino kood

Lisatud on kaugjuhtimispuldi ja Mavericki koodid.

See on minu Mavericki projekti jaoks. Loodan, et teile meeldib see ja tänan teid vaatamise ja hääletamise eest, kui see teile meeldib.