ავტონომიური RC მანქანა: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

დღეს თვითმავალი, ავტონომიური მანქანების ზრდასთან ერთად, მე გადავწყვიტე, ჩემით გამეკეთებინა გამოწვევა. ეს პროექტი ასევე იყო ჩემი მთავარი პროექტი საინჟინრო დიზაინისა და განვითარების და რობოტიკის კლასებში და მიიღო ჯილდო საუკეთესო ავტონომიური ავტომობილისთვის საშუალო სკოლის STEM კონკურსზე.

იმის ნაცვლად, რომ ნულიდან დავიწყო, მე ავირჩიე RC მანქანის გამოყენება, რომელიც უკვე გვქონდა და შევაწყვილე RedBoard Arduino Uno დაფაზე. მე ავირჩიე არდუინო მისი შედარებით მარტივად გამოყენების და პროგრამირების გამო.

ვისაც აინტერესებს, ამ მანქანას აქვს Redcat Racing 03061 Splash-Resistant ESC დავარცხნილი ძრავით. ESC უკვე დაპროგრამებული იყო კონტროლერის გამოყენებით, რომელიც მოყვა მანქანას. მე არ გამომიცდია ეს ჯაგრისის ძრავით, რადგან ხელთ არ გვაქვს, მაგრამ ნებისმიერს შეუძლია ეს პროექტი სცადოს ჯაგრისის ძრავით.

მოკლედ რომ ვთქვათ, ეს მანქანა აგროვებს მონაცემებს (5) HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორებისგან. ეს მონაცემები ბრუნდება არდუინოში, სადაც იღებს გადაწყვეტილებას გადაადგილების შესახებ. Arduino შემდეგ აკონტროლებს საჭის სერვოსა და ძრავას შესაბამისად. პროგრამა იყენებს სტანდარტულ Arduino servo ბიბლიოთეკას ამისათვის და არ არის საჭირო დამატებითი ბიბლიოთეკები.

მანქანას შეუძლია ცვალებადი სიჩქარის კონტროლი პოტენომეტრის საშუალებით და კედლის უკან დგომა, როდესაც ის ერთს ურტყამს. გარდა ამისა, მანქანას შეუძლია საკუთარი თავის გამოსწორება, თუ ის ძალიან ახლოს მიდის კედელთან, მისი მოშორებით.

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია

პასუხისმგებლობის შეზღუდვის განაცხადი: მე არ ჩავთვლი მანქანისთვის საჭირო ნაწილებს, მხოლოდ დამატებით ნაწილებს მანქანის მიღმა. ამისათვის ESC, ძრავა, შასი, ბატარეა და ა.შ.

თქვენ დაგჭირდებათ:

(1) არდუინო უნო - knockoffs კარგად იმუშავებს

(1) პურის დაფა - ამ პროექტისთვის მე ავიღე +/- სარკინიგზო ერთი პურიდან და გამოვიყენე მეორე, უფრო პატარა პურის დაფა. ნებისმიერი ზომა გამოდგება.

(5) HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორები

(1) პოტენომეტრი - გამოიყენება მანქანის სიჩქარის გასაკონტროლებლად

(20) ქალი -მამაკაცი დუპონტის მავთულები - მე გირჩევთ გამოიყენოთ მეტი მავთულის გასაგრძელებლად საჭიროების შემთხვევაში

Soldering რკინის ერთად solder

Arduino ელექტრომომარაგება - ამ შემთხვევაში, მე გამოვიყენე (6) 1.2v AA ბატარეები სერიულად. გარე ტელეფონის და ტაბლეტის დენის ბანკები, როგორიცაა ეს, ასევე კარგად იმუშავებს USB პორტში ჩართვისას.

ლენტი, ცხელი წებო და/ან ნებისმიერი სხვა ნივთი, რომელიც გამოიყენება ნივთების ერთმანეთზე დასამაგრებლად

(1) გადართვის შეცვლა (სურვილისამებრ - მე მას ვიყენებ Arduino– ს ჩართვისა და გამორთვისთვის)

ნაბიჯი 2: მოათავსეთ სენსორები

პირველ რიგში, თქვენ გსურთ სენსორების სწორად განთავსება და დამაგრება. მე მაქვს (1) სენსორი წინ, (2) სენსორები დახრილია დაახლოებით 45 გრადუსი და (2) სენსორები მანქანის გვერდებზე. მე 3D დაბეჭდილი სამონტაჟო ფრჩხილები გვერდისა და წინა მხარისთვის და გამოვიყენე ცხელი წებო კუთხის წინა სენსორების დასამაგრებლად, რადგან ცხელი წებო არ არის გამტარი. გვერდისა და წინა მხარის სამონტაჟო ფრჩხილების გადმოწერა და 3D ბეჭდვა შესაძლებელია.

ნაბიჯი 3: დაამატეთ პურის დაფა და პოტენომეტრი

შემდეგი, თქვენ გსურთ დაამატოთ პურის დაფა და სიჩქარის მაკონტროლებელი პოტენომეტრი, სანამ დაიწყებთ გაყვანილობას. ეს არის ის, სადაც მე გამოვიყენე პატარა პურის დაფა და +/- სხვა პურის დაფაზე მანქანის სხეულზე ადგილის გამო, მაგრამ სტანდარტული პურის დაფა ასევე კარგად გამოდგება.

ნაბიჯი 4: შეაერთეთ ყველაფერი

ეს არის ალბათ ყველაზე დიდი ნაბიჯი და ერთმა არასწორმა მავთულმა შეიძლება გამოიწვიოს მანქანის გამართული ფუნქციონირება. იხილეთ ზემოთ Fritzing დიაგრამა დამატებითი ხელმძღვანელობისთვის.

დაიწყეთ თქვენი Arduino– ს 5v პინი დააკავშიროთ პურის დაფაზე არსებულ პოზიტიურ სარკინიგზო ხაზთან და თქვენი Arduino– ს GND ბუდე პურის დაფის უარყოფით სარკინიგზო ხაზთან.

შემდეგი, მიამაგრეთ სონარის სენსორები. HC-SR04 სენსორებს აქვთ თითოეული ოთხი ქინძისთავის მარკირება. Ისინი არიან:

VCC - 5 ვ სიმძლავრე

Trig - გამომწვევი ულტრაბგერითი პულსის გასაგზავნად

ექო - მიმღები პინი, რომელიც ზომავს პულსის ხანგრძლივობას

GND - დაფქვილი პინი

ამისათვის გამოიყენეთ ქალი-მამაკაცი Dupont მავთულები. VCC- ის თითოეული ქინძისთავები უნდა იყოს დაკავშირებული მარყუჟის პოზიტიურ სარკინიგზო ხაზთან, ხოლო GND- ის თითოეული ქინძისთავები უნდა იყოს დაკავშირებული ნეგატიურ პურის ბილიკთან. მე გამოვიყენე დამატებითი ქალი-მამაკაცი Dupont მავთულები, როგორც გამაგრძელებელი ამ ნაწილისთვის, რადგან მე მქონდა პრობლემა ზოგიერთ მავთულზე, რომელიც არ იყო საკმარისად გრძელი.

შემდეგი, შეაერთეთ Trig და Echo ქინძისთავები არდუინოში. ეს იქნება დაკავშირებული Arduino– ს ციფრულ პინებთან, როგორც ასეთი:

წინა ცენტრის სენსორი:

Trig - pin 6

ექო - პინ 7

მარცხენა მხარის სენსორი:

გაშლა - 4

ექო - 5

მარჯვენა სენსორი:

გაშლა - 2

ექო - 3

წინა მარცხენა სენსორი:

ტრიგი - 10

ექო - 11

წინა მარჯვენა სენსორი:

ტრიგი - 9

ექო - 8

შემდეგი, მიამაგრეთ საჭის სერვო, ძრავის ESC და სიჩქარის კონტროლის პოტენომეტრი.

პირველი, დაიწყეთ საჭის სერვოით. ჩემს მანქანას სერვო ჰქონდა წითელი, ნარინჯისფერი და ყავისფერი მავთულები. ფერები შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს, მაგრამ ყველა მათგანი მავთულის მსგავსი იქნება:

ყავისფერი მავთული (დაფქული) - დაუკავშირდით ნეგატიურ მარყუჟს

წითელი მავთული (5 ვ სიმძლავრე) - დაუკავშირდით 5 ვ პურის დაფის რკინიგზას

ნარინჯისფერი მავთული (სიგნალი) - დაუკავშირდით თქვენს Arduino– ს პინ 13 – ს

ESC - ან სიჩქარის ელექტრონული კონტროლერი - რომელიც აკონტროლებს ძრავას, ძალიან მსგავსია. ამ შემთხვევაში, მავთულები არის თეთრი, წითელი და შავი.

თეთრი (სიგნალი) - დაუკავშირდით თქვენს Arduino– ს პინ 12 – ს

წითელი (5v) - არაფერს არ დაუკავშიროთ. ელექტროენერგიის მომატების გამო, რომელიც ძრავის გაჩერებისას უკან მიედინება, 5v არ უნდა იყოს დაკავშირებული. თქვენ შეგიძლიათ შეწვათ USB პორტი ან, შესაძლოა, თქვენი Arduino.

შავი (დაფქვილი) - დააკავშირეთ ნეგატიური ბორდის რკინიგზაზე

დაბოლოს, შეაერთეთ პოტენომეტრი, რომელიც ადრე დადეთ პურის დაფაზე. მცირე რიცხვები, ალბათ, სადღაც არის დაბეჭდილი. ის უნდა იყოს მიბმული შემდეგნაირად:

1 (მარცხენა პინი) - დაუკავშირდით უარყოფით პურის დაფის რკინიგზას

2 (შუა პინი) - დაუკავშირდით თქვენს არდუინოს პინ A0- ს

3 (მარჯვენა პინი) - დააკავშირეთ პოზიტიური ბორბლის რკინიგზაზე

გაყვანილობა ძალიან ბინძურად გამოიყურება, ასე რომ, თუ გსურთ მავთულის მართვა, ახლა დროა ამის გაკეთება.

ნაბიჯი 5: არდუინოს ჩართვა

შემდეგი, თქვენ გსურთ შექმნათ ენერგიის გადაწყვეტა Arduino– სთვის. ორი ცალკეული ენერგიის წყარო გამოიყენება ამ პროექტში: ბატარეა მანქანისთვის და ბატარეა არდუინოსთვის. ამ შემთხვევაში, მე გამოვიყენე (6) 1.2 ვ დატენვის AA ბატარეები სერიულად. პორტატული მობილური ტელეფონის დენის ბანკები ასევე იმუშავებენ, უბრალოდ დარწმუნდით, რომ გაქვთ კაბელი, რომელიც ჩართულია თქვენი არდუინოს USB პორტში (მაგალითად, მინი USB).

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ 9 ვ ბატარეები არ იმუშავებს ამ პროექტთან. იმის გამო, რომ 9 ვ ბატარეები შექმნილია, ძაბვა საკმარისია არდუინოს გასაშვებად, მაგრამ ბატარეიდან გამომავალი დენი გამოიწვევს მის უმოკლეს დროში კვებას. მე ასევე მქონდა პრობლემები შემთხვევითი გადატვირთვისას 9 ვ ბატარეაზე.

თუ გადაწყვეტთ გამოიყენოთ ხსნარი, რომელიც მე გამოვიყენე, დაგჭირდებათ:

(6) AA ბატარეები (ტუტე ბატარეებიც კარგად მუშაობს)

AA ბატარეის დამჭერები ყველა (6) ბატარეაზე. ეს მშვენივრად იმუშავებს და არც კი მოითხოვს თქვენ გამოიყენოთ გამაგრილებელი რკინა. მომარაგების მიზნით, მე დავწყვიტე ჯაჭვით (3) ორი ბატარეის დამჭერი ერთად, როგორც სურათზე, შევაერთე პოზიტიური/უარყოფითი მავთულები, ამოვიღე DC კვების ბლოკი 9 ვ ბატარეის ადაპტერიდან და გავაფორმე ბოლომდე დადებითად და უარყოფითად მავთულები. შემდეგ შევაერთე ელექტროგადამცემი სერია დენის წყაროსთან Arduino– ს ჩართვისა და გამორთვის გასაადვილებლად. ეს არის სრულიად სურვილისამებრ.

ნაბიჯი 6: ატვირთეთ Arduino პროგრამა

შემდეგი, თქვენ უნდა ატვირთოთ პროგრამა Arduino– ში. ჩამოტვირთეთ პროგრამა აქ და ატვირთეთ თქვენს Arduino– ში Arduino IDE– ს საშუალებით.

მათთვის, ვინც შეიძლება კოდის შეცვლაში ჩაერთოს, მე შევიტანე რამდენიმე ფსევდოკოდი, რომელიც განმარტავს რას აკეთებს თითოეული ნაწილი.

რედაქტირება 9/25/18 - მე დავამატე მეორე პროგრამა, რათა ის მოძრაობდეს ორი კედლის შუაგულში. მე არ მქონია შანსი გამომეცადა კოდი იმის გამო, რომ მანქანაზე წვდომა არ მქონდა, მაგრამ მოგერიდებათ ექსპერიმენტი.

ნაბიჯი 7: ჩართეთ ყველაფერი და ჩართეთ

დაბოლოს, თქვენ უნდა შეაერთოთ ყველაფერი. პირველი, დაუკავშირეთ მანქანის ბატარეა მანქანას და ჩართეთ ESC. ESC უნდა აჩვენებდეს სიგნალს, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ის მზადაა "შეიარაღდეს" არდუინოს მიერ. შემდეგი, ჩართეთ Arduino. ESC სამჯერ უნდა ატეხოს სიგნალი და ბორბლებმა უნდა დაიწყოს ბრუნვა. თუ ESC ისხმება, მაგრამ ბორბლები არ იწყებს ბრუნვას, გადაატრიალეთ პოტენომეტრი მარჯვნივ, რათა გაიზარდოს სიჩქარე. თუ მანქანა ძალიან სწრაფად მოძრაობს, ჩართეთ პოტენომეტრი მარცხნივ.

თუ პოტენციომეტრი მუშაობს საპირისპიროდ ისე, როგორც უნდა, ამის გადასაჭრელად შეგიძლიათ გადააქციოთ დადებითი და უარყოფითი მავთულები.

ვიდეოში ნაჩვენებია მანქანა, როგორ მუშაობს სიჩქარე და როგორ უნდა ჩართოთ ის.