შექმენით თქვენი საკუთარი ავტომობილის მართვის მანქანა - (ეს არის ინსტრუქციის დამუშავების პროცესი): 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

გამარჯობა, თუ გადახედავთ ჩემს სხვა ინსტრუქციულ Drive Robot– ზე დისტანციური USB Gamepad– ით, ეს პროექტი მსგავსია, მაგრამ უფრო მცირე მასშტაბით. თქვენ ასევე შეგიძლიათ მიყევით ან მიიღოთ რაიმე დახმარება ან შთაგონება Robotics– დან, Home-Grown Voice – Recognition– დან, ან Self-Driving Car ფლეილისტებიდან Youtube– ზე.

დავიწყე დიდი რობოტით (უოლესი 4), მაგრამ მას შემდეგ რაც დავიწყე ადგილობრივი Meetup ჯგუფი, მე მჭირდებოდა რაღაც უფრო მცირე მასშტაბით და ჯგუფი ძალიან დაინტერესებული იყო კომპიუტერული ხედვით.

ასე რომ, მე შევხვდი უდემის ამ კურსს: შექმენი შენი საკუთარი მართვადი მანქანა, რომელმაც მომცა იდეა ამ პროექტისთვის.

თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ უდემის კურსით, შეგიძლიათ გააგრძელოთ იქ შემოწმება; ის დროდადრო უზარმაზარი ფასდაკლებით იყიდება. შენიშვნა: არის ნაწილი 1 და ნაწილი 2 - თქვენ უნდა ჩაატაროთ გამოძიება, თუ როგორ მიიღოთ ეს ორი კურსი პაკეტის სახით (ფასდაკლებით).

ამ ინსტრუქციის მიზანი ორმხრივია. უპირველეს ყოვლისა, უნდა მივცეთ მითითებები და ალტერნატივები კურსის გარკვეულ ნაწილებზე (როგორიცაა ნაწილები და ტექნიკა). და მეორე, კურსის გაფართოება.

უდემის კურსის მთავარი მიზანი:

არის ის, რომ შეეძლოს პატარა ბორბლიანი რობოტი მანქანის თვითმმართველობის მართვა მასშტაბირებულ ორ ზოლიან გზაზე.

მან უნდა აღიაროს ზოლის ზოლები და როდესაც მიაღწია გზის ბოლოს.

მან უნდა აღიაროს გაჩერების ნიშანი (და გაჩერება).

ასევე, წითელი და მწვანე საგზაო სიგნალი.

მან ასევე უნდა აღიაროს და იმოძრაოს დაბრკოლების გარშემო (სხვა მანქანა).

რას ამატებს ეს ინსტრუქცია კურსს:

მართეთ პატარა მანქანა დისტანციური USB Gamepad– ით, ისევე, როგორც ამ სხვა ინსტრუქციებში.

მიეცით რამდენიმე ალტერნატივა, რასაც კურსი იძლევა.

თქვენ შეიძლება არც დაგჭირდეთ კურსის ყიდვა:

ეს ინსტრუქცია შეიძლება იყოს ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ დასაწყებად.

მარაგები

აუცილებელი (შემოთავაზებული) ნაწილები:

რობოტის შასი

ოთხი ძრავა

არდუინო

ჟოლო Pi (3, 3B+, 4)

კამერა (USB ვებკამერა, ან Picamera მოდული)

ბატარეის სიმძლავრე

ჩართვა/გამორთვა გადამრთველები

ჯუმბერის მავთულები

სტენდები (პლასტიკური და შესაძლოა ლითონიც)

გთხოვთ გადახედოთ მთელ ინსტრუქციულ და ასევე ვიდეოებს, სანამ ნაწილების შეძენას შეეცდებით.

ამ პროექტის დასრულების შემდეგ, ვხვდები, რომ ზუსტი ნაწილები არ არის კრიტიკული.

ნაბიჯი 1: დამატებითი დეტალები ნაწილების შესახებ…

თანმხლები ვიდეო ნაწილობრივ აღწერს ნაწილებს და ზოგიერთ საკითხს, რაც მე ვიპოვე.

• მიმოიხედე გარშემო სხვადასხვა შასი / ძრავა
• ძრავებს უკვე უნდა ჰქონდეთ მათზე მიბმული მავთულები
• შეიძლება დაგჭირდეთ საბურღი და საბურღი ნაჭრები, ან შასი მეტი ხვრელებით
• გახსოვდეთ, რომ წონა პრობლემაა. ყველაფერი უნდა იყოს რაც შეიძლება მსუბუქი.
• L298 H-Bridge ძრავის მძღოლი მშვენივრად მუშაობს. შენიშვნა: მიიღეთ ერთი ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკით (იხ. ფოტო)
• თქვენ ალბათ მოგინდებათ როგორც პლასტმასის ასევე ლითონის ჩამორჩენა, ზომა M3 ალბათ საუკეთესო არჩევანია.

პლასტიკური ჩამორჩენილები კარგია დაფების შასის დასაყენებლად (ძრავის მძღოლი, არდუინო, ჟოლო, დენის კომპიუტერი, ჩართვა/გამორთვა და სხვა).

ლითონის ჩამორჩენილები კარგია შასის შესაქმნელად (სიძლიერე) და ასევე განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც თქვენ ვითარდებით (პროგრამირება, ტესტირება). განვითარებისათვის, ლითონის ჩამორჩენილობა შეიძლება გახდეს ძარღვები. ისევე, როგორც თქვენ მუშაობდით ნამდვილ მანქანაზე, გსურთ მანქანის აწევა ისე, რომ ბორბლები ჰაერში იყოს და თავისუფლად მოძრაობდეს. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია! თქვენ დაუშვებთ შეცდომებს და არ გსურთ მანქანა უბრალოდ აფრინდეს და დაეჯახოს.

საბურღი + საბურღი ბიტი

მე ნამდვილად მინდა ხაზი გავუსვა ბურღვის გამოყენებას, თუ შეგიძლია და ორმხრივი წებოვანი ლენტის ნაცვლად ჩამორჩენის გამოყენება. დიდი ალბათობით, ამ პროექტის განმავლობაში რამდენჯერმე ამოიღებთ და ხელახლა განათავსებთ თქვენს დაფებს და ა. შ.

ბურღვის გამოყენებით ძალიან ადვილია ხელახალი პოზიციონირება (განსაკუთრებით თუ შასი პლასტიკურია) და ის უფრო პროფესიონალურად გამოიყურება.

ნაბიჯი 2: მანქანის ჩართვა განვითარების დროს

ჩემი აზრით, ყველაზე სწრაფი, მარტივი გზა ამ პროექტის დასაწყებად არის:

• პროგრამული უზრუნველყოფის Arduino ესკიზის განვითარებისათვის, უბრალოდ დაუკავშირეთ Arduino თქვენს კომპიუტერს USB- ის საშუალებით
• პროგრამული უზრუნველყოფის Raspberry Pi– სთვის, თქვენ უნდა გქონდეთ 5V USB ენერგია, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს მინიმუმ 3 ამპერი. და მას უნდა ჰქონდეს ჩართვა/გამორთვა. თუ თქვენ არ გაქვთ კომპიუტერთან დაკავშირებული კარგი, იკვებება USB კერა, თქვენ ალბათ ვერ შეძლებთ ჟოლოს პირდაპირ თქვენი კომპიუტერიდან.
• როდესაც მზად ხართ ძრავების/ბორბლების შესამოწმებლად, უადვილესი (იხ. ფოტო) არის კარგი კვების წყარო. თუმცა, ეს არ არის იაფი.

ამ ნაწილში ჩემი აზრი არის იმის თქმა, რომ თქვენ არ გსურთ გამოიყენოთ ბატარეის ენერგია განვითარების პროცესში, რადგან ეს მნიშვნელოვნად შეანელებს თქვენს პროგრესს.

ასევე, ზემოაღნიშნული წინადადებების მსგავსი რამის გაკეთებით, თქვენ არ უნდა ინერვიულოთ (ჯერ კიდევ) იმაზე, თუ როგორ დაამძიმებთ მანქანას. თქვენ შეგიძლიათ გადადოთ ეს გადაწყვეტილება მოგვიანებით პროექტში.

ნაბიჯი 3: მანქანის დატვირთვა ფაქტობრივი გამოყენების დროს

თუ გადაწყვეტთ ლოგიკას მიჰყევით კურსს (ან რაც მე გავაკეთე) 5 ვ სიმძლავრისთვის, მაშინ იცოდეთ, რომ ყველა 5V USB კვების ბლოკი არ არის კარგი ამ პროექტისათვის.

აქ მთავარი ის არის, რომ თქვენ გჭირდებათ 5 ვ, მაგრამ გჭირდებათ მინიმუმ 3 ამპერი! იფიქრეთ ამაზე ასე - თქვენ გინდათ დენის ბანკი, რომელიც ლეპტოპ კომპიუტერს აამუშავებს (ალბათ).

თუ თქვენ ცხოვრობთ აშშ -ში, მე ვფიქრობ, რომ ამის ერთ -ერთი საუკეთესო გზაა ყიდვა Best Buy– დან. რატომ? მათი 14-დღიანი თანხის დაბრუნების პოლიტიკის გამო.

მე რეალურად უნდა ვცადო სამი განსხვავებული powerbank, სანამ ვიპოვიდი ერთს, რომელიც იმუშავებდა. სხვა პირობა იწვევს Raspberry Pi– ს პრეტენზიას ძაბვის ნაკლებობაზე.

მე დავიწყე ყველაზე ძვირადღირებული powerbank– ით და უბრალოდ ვცდილობდი მომდევნო მოდელს (ეს უფრო ძვირი ღირდა), სანამ არ ვიპოვე ის, რომელიც მუშაობდა.

როგორ გავამდიდროთ არდუინო

უდემის კურსზე, ავტორმა აირჩია არდუინოს ჩართვა უშუალოდ powerbank– დან (მისი მიერ შექმნილი პერსონალური კომპიუტერის საშუალებით) და მან გამოიყენა დენის ქინძისთავები არდუინოს GPIO კონექტორზე.

თუმცა მე ავირჩიე არდუინოს ჩართვა პირდაპირ Raspberry Pi– დან, USB კაბელის საშუალებით.

თქვენ უნდა გადაწყვიტოთ რომელია უკეთესი.

როგორ დავამუშაოთ ძრავები/ძრავის მძღოლი

უდემის კურსზე, ავტორმა აირჩია ძრავების/დრაივერების ჩართვა უშუალოდ 5 ვ სიმძლავრის ბანკიდან. ამ მიდგომის გამოყენებისას ორი მოსაზრება არსებობს.

1. როდესაც ძრავები პირველად იწყებენ ბრუნვას, ისინი ხდიან ყველაზე მიმდინარე. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ძაბვის ვარდნა 5 ვ -ზე ქვემოთ და გამოიწვიოს ჟოლოს გადატვირთვა.
2. ძრავების დასატენად მხოლოდ 5V- ის გამოყენება ნიშნავს, რომ თქვენ არ აწვდით იმდენ ენერგიას, რამდენიც შეგიძლიათ ძრავებს და მანქანა უფრო ნელა (უფრო დუნე) იმოძრავებს. მე გამოვცადე ძრავები (იმ დენის წყაროსთან ერთად) (იხ. ფოტო) მინიმუმ 9 ვ. ისინი კარგად მუშაობენ 9V– ზე.

დაკვირვებები 9V (ან მეტი)

თუ გადახედეთ ამ ინსტრუქციის ყველა ფოტოს და ვიდეოს, თქვენ შეამჩნიეთ, რომ მე შევიკრიბე პერსონალური PCB, რომ შევქმნა ჩემი საკუთარი 9V კვების წყარო. მე ვისწავლე რამდენიმე რამ ამ გზაზე.

ახლა მე ვიყენებ რამდენიმე (3) 9 ვ ბატარეის უჯრედს პარალელურად, ძრავების დასატენად. მე გამოვიყენე როგორც ტუტე, ასევე NiMH დატენვის ბატარეები.

სწავლის გამოცდილება #1: NiMH 9V ბატარეების სწორად დატენვას დიდი დრო სჭირდება (მრავალი საათი).

შესაძლო გადაწყვეტა: ინვესტიცია ჩადეთ მრავალ ბატარეის NiMH დამტენში. ეს უნდა იყოს "ჭკვიანი" დამტენი.

ნაკლი: ისინი არ არის იაფი.

სწავლის გამოცდილება #2: 9 ვ ბატარეები რეალურად შედგება რამდენიმე პატარა შიდა უჯრედისგან. თუ რომელიმე უჯრედი მოკვდება, მთელი ბატარეა უსარგებლოა. მე არ მქონია ეს პრობლემა, მაგრამ წავიკითხე ამის შესახებ.

სწავლის გამოცდილება #3: ყველა 9V ბატარეა არ არის იგივე ძაბვა. ეს ერთი მნიშვნელოვანია. რადგან რაც უფრო მაღალია ძაბვა, მით მეტი სიჩქარეა შესაძლებელი. ზოგიერთი ბატარეის უჯრედი (და დამტენი) არის მხოლოდ 8.4V. ზოგი კიდევ უფრო ნაკლებად. ზოგი არის 9.6 ვ.

სწავლის გამოცდილება #4: 9 ვ ბატარეები, განსაკუთრებით NiMH ბატარეები, მსუბუქი წონაა. კარგი რამეა. თუმცა, მათი უმეტესობა მხოლოდ mA გამომავალ დენს იძლევა. ამიტომაც მომიწია მათი პარალელურად განთავსება. თქვენ გჭირდებათ მთლიანი მიმდინარე სიმძლავრე თითქმის 2 ამპერი, თუნდაც ხანმოკლე პერიოდის განმავლობაში.

სწავლის გამოცდილება #5: არსებობს 9.6 ვ ბატარეის პაკეტები, რომლებიც გამოიყენება რადიოს კონტროლირებადი მანქანებისთვის. მე ჯერ არ გამომიყენებია, მაგრამ მე მჯერა, რომ ისინი უფრო მეტ მიმდინარეობას უზრუნველყოფენ, ვიდრე მე ვაკეთებ პარალელურ 9 ვ ბატარეებს. ასევე, შეგიძლიათ დატენოთ ერთიანი ერთეული. პაკეტები მოდის სხვადასხვა ზომის. და არსებობს წონის გათვალისწინება. და შემდეგ, იყენებთ თუ არა პაკეტს მთელი მანქანის, ან მხოლოდ ძრავების დასაძრავად? თუ მთელი მანქანისთვის, თქვენ დაგჭირდებათ 5V შემდგომი რეგულატორი Raspberry Pi– სთვის.

L298 H-Bridge– ს აქვს ამ მიზნისთვის 5V გამომუშავების უნარი, მაგრამ მე მაინტერესებს რამდენად მიმდინარეობა შეუძლია მას ჟოლოს Pi– სთვის და თუ ეს ძალიან დაძაბული იქნება L298 დაფაზე.

თუ გადაწყვეტთ ორი ცალკეული ენერგიის წყაროს, მაშინ შეიძლება გქონდეთ წონის პრობლემა (ძალიან მძიმე).

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფის პროგრამირება Gamepad Driving– ისთვის

მე ვფიქრობ, რომ მე ამ სექციის ბევრი უკვე დაფარული Robot Driven Via Remote USB Gamepad Instructable– ით, ამიტომ ამას აქ აღარ გავიმეორებ.

პროგრამირების/პროგრამული უზრუნველყოფის განყოფილებები ამ სხვა ინსტრუქციებში მხოლოდ წინადადებებია. მე ვფიქრობ, რომ ადამიანი უფრო მეტს სწავლობს ცდა-შეცდომით.

ნაბიჯი 5: კამერის დამატება

უდემის კურსზე, მე მჯერა, რომ ავტორი იყენებს მრგვალ ხის ბუდეებს და წებოვან იარაღს კამერის ამაღლების გზის შესაქმნელად.

თქვენ გსურთ აამაღლოთ კამერა ისე, რომ ის ქვემოდან გადახედოს ორზოლიან გზას, ასე რომ მას შეუძლია უფრო ადვილად ამოიცნოს ბილიკები.

სადაც მე ვცხოვრობ აშშ -ში, ხის ბუდეები ძალიან იაფი იყო. მათი ყიდვა შეგიძლიათ Lowe's ან Home Depot– ში. მე ავირჩიე კვადრატული dowels ნაცვლად მრგვალი dowels.

მე ასევე ავირჩიე უფრო მყარი ბაზის გაკეთება კამერის კოშკისთვის და მთელი კოშკი გამოვიღე მანქანიდან, რათა შემეძლოს თამაში და ექსპერიმენტირება იმაზე, თუ რა არის მისთვის საუკეთესო პოზიცია მანქანაზე.

ასევე, მე გავაკეთე კოშკი იმ იდეის გათვალისწინებით, რომ დავიწყებ USB ვებკამერით, მაგრამ შესაძლოა მოგვიანებით გადავიდე Picamera მოდულის გამოყენებაზე.

შეიძლება დაგჭირდეთ ინვესტიცია თევზის თვალის ტიპის კამერაში.

შევიძინე ძალიან იაფი ცხელი წებოს იარაღი, მაგრამ მინდოდა კოშკის საფუძველი უკეთ გამეძლიერებინა, ამიტომ წინასწარ გავაფურთხე ხრახნიანი ხვრელები და დავამატე ხრახნები, რომ ყველაფერი ერთმანეთზე უკეთესად გამყარებულიყო.

შემდეგ კი ბაზაზე მანქანის შასის მიმაგრება მოვახერხე.

თუ მოგვიანებით, მე მსურს რამის გადატანა, მე უბრალოდ ვხსნი ბაზას შასიდან, ვხსნი ახალ ხვრელებს შასის ახალ ადგილას და ხელახლა ვამაგრებ კოშკს შასაზე.

მე მოვიყვანე "Follow-me" პითონი და Node.js კოდი დიდი რობოტიდან (Wallace Robot 4), როგორც ყველაფრის შესამოწმებლად. გთხოვთ იხილოთ ამ განყოფილების ფოტოები იმ youtubes– ის სიისათვის, რომელიც გაცილებით მეტ დეტალებს იძლევა „გამომყევი“შესახებ.

როგორც აღვნიშნე, უფრო ადვილი იყო USB ვებკამერის დამონტაჟება. მოგვიანებით შემიძლია დავამონტაჟო Picamera მოდული.

ნაბიჯი 6: სახის ამოცნობა - პოზიციის განსაზღვრა

ეს ნაწილი არ არის უდემის კურსის ფოკუსი, მაგრამ ეს იყო სახალისო ვარჯიში.

თუ თქვენ ეძებთ ვებ – გვერდს „პითონის ღია ამოცნობის სახის ამოცნობისთვის“, თქვენ ნახავთ ბევრ კარგ მაგალითს, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ეს და ისინი თითქმის ყველა ერთსა და იმავე ნაბიჯებს მიჰყვებიან.

1. ჩატვირთეთ "haar" სახის ფაილი
2. კამერის ინიციალიზაცია
3. დაიწყეთ მარყუჟი, სადაც იჭერთ ჩარჩოს
4. გადააკეთეთ ფერადი სურათი ნაცრისფერ მასშტაბზე
5. მიეცი მას opencv, რომ იპოვოს სახე (ები)
6. დაიწყეთ შიდა მარყუჟი (თითოეული ნაპოვნი სახისთვის) (ჩემს შემთხვევაში, მე დავამატებ კოდს, რომ შეწყდეს, თუ 1 -ზე მეტი სახეა)

ამ მიზნით აქ, მას შემდეგ, რაც ჩვენ აღმოვაჩინეთ სახე, ჩვენ ვიცით X, Y, W და H წარმოსახვითი კვადრატისა, რომელიც ასახავს სახეს.

თუ გსურთ რობოტი წინ ან უკან წავიდეს, თქვენ უბრალოდ უნდა გაითვალისწინოთ W. თუ W ძალიან დიდია (ძალიან ახლოს), რობოტი უკან დაიხევს. თუ W ძალიან მცირეა (ძალიან შორს), რობოტი წინ მიიწევს.

მარცხენა/მარჯვენა მოძრაობა ცოტა უფრო რთულია, მაგრამ არა გიჟური. შეხედეთ ამ განყოფილების სურათს, სადაც აღწერილია როგორ განვსაზღვროთ მარცხენა და მარჯვენა სახის პოზიცია.

ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ:

თუ თქვენ გაუშვებთ ვებ OpenCV– ს რომელიმე მაგალითს, ისინი ყველა აჩვენებენ რეალურ ხედვას იმისა, თუ რას „ხედავს“opencv, სახე კი გამოსახულია კვადრატში. თუ დააკვირდებით, ეს კვადრატი არ არის სტაბილური (მუდმივი), თუნდაც არ მოძრაობდეთ.

ეს ცვლადი ღირებულებები გამოიწვევს რობოტს მუდმივად მოძრაობაში, წინ ან უკან, მარცხნივ ან მარჯვნივ.

ამრიგად, თქვენ დაგჭირდებათ დელტა როგორც წინ/უკან, ასევე მარცხნივ/მარჯვნივ.

ავიღოთ მარცხნიდან მარჯვნივ:

მას შემდეგ რაც გამოთვლით მარცხნივ და მარჯვნივ, შემდეგ მიიღეთ სხვაობა (დელტა):

დელტა = აბს (მარცხნივ - მარჯვნივ)

თქვენ უნდა მიიღოთ აბსოლუტური, რადგან არ იცით რომელი იქნება უფრო დიდი რიცხვი.

შემდეგ თქვენ დაამატებთ პირობით კოდს გადაადგილების მცდელობას მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დელტა მინიმალურზე მეტია.

იგივეს გააკეთებდი წინ და უკან.

ნაბიჯი 7: სახის პოზიცია - მოძრავი რობოტი

მას შემდეგ რაც იცით, რომ რობოტი გჭირდებათ მარცხნივ ან მარჯვნივ, წინ ან უკან გადასაადგილებლად, როგორ აკეთებთ ამას?

ვინაიდან ეს Instructable არის სამუშაო პროცესში, ამ მომენტში, მე უბრალოდ გადავაკოპირე ჩემი დიდი რობოტის კოდი ამ პროექტის გამოსაყენებლად. გთხოვთ შეამოწმოთ ჩემი Robotics დასაკრავი სია youtube– ზე სადაც დეტალურად არის აღწერილი ეს ყველაფერი.

მოკლედ, მე მაქვს კოდი ფენებად.

პითონის სახის ამოცნობის სკრიპტი აკეთებს http მოთხოვნებს Node.js სერვერზე

Node.js სერვერი უსმენს http მოთხოვნებს გადაადგილების მიმართულებების შესახებ, გარდაქმნის მათ ჩვეულ სერიულ პროტოკოლად

პერსონალური სერიული პროტოკოლი Node.js სერვერსა და არდუინოს შორის

Arduino ესკიზი, რომელიც ასრულებს რობოტის გადაადგილების რეალურ ბრძანებებს

უდემის კურსი ამას არ აკეთებს როგორც ზემოთ. მაგრამ ვინაიდან მინდოდა კარგი წინსვლა და ფოკუსირება რეალურ გამოსახულებაზე, ახლა ხელახლა გამოვიყენე ჩემი წინა კოდი.