Samohodno robotsko vozilo za začetnike z izogibanjem trkom: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Zdravo! Dobrodošli v mojem začetniku prijaznem Instructable o tem, kako narediti svoje samovozeče robotsko vozilo z izogibanjem trkom in navigacijo GPS. Zgoraj je videoposnetek YouTube, ki prikazuje robota. To je model, ki dokazuje, kako deluje resnično avtonomno vozilo. Upoštevajte, da bo moj robot zelo verjetno videti drugačen od vašega končnega izdelka.

Za to gradnjo boste potrebovali:

- Robotski funkcionalni komplet OSEPP (vključuje vijake, izvijače, kable itd.) (98,98 USD)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 USD)

- digitalni kompas HMC5883L (6,99 USD)

- HC-SR04 ultrazvočni senzor (3,95 USD)

- GPS in antena NEO-6M (12,99 USD)

- Modul Bluetooth HC-05 (7,99 USD)

- kabel USB Mini B (morda ga imate naokoli) (5,02 USD)

- pametni telefon Android

- Šest baterij AA, po 1,5 volta

-Vse palice podobne nemagnetne materiale (na primer aluminij), ki bi jih radi reciklirali

- Dvostranski trak

- Ročni vrtalnik

1. korak: Sestavljanje robotove šasije in mobilnosti

Pojasnilo: Ni vozilo, če se ne premakne! Najosnovnejše robotsko vozilo zahteva kolesa, motorje in podvozje (ali "telo" robota). Namesto da bi kupil vsakega od teh delov posebej, toplo priporočam nakup kompleta za zagonsko robotsko vozilo. Za svoj projekt sem uporabil robotski funkcionalni komplet OSEPP, ker je bil opremljen z obilico delov in razpoložljivih orodij, in menil sem, da je konfiguracija rezervoarja najboljša za stabilnost robota, pa tudi za poenostavitev našega programiranja, ki zahteva le dva motorja.

Postopek: Ne bi vam bilo v pomoč, če bi preprosto ponovil priročnik za montažo, ki ga najdete tukaj (imate tudi možnost konfiguracije trikotne posode). Svetujem vam, da vse kable hranite čim bližje robotu in stran od tal ali koles, zlasti za kable iz motorjev.

Če bi radi imeli proračunsko možnost pri nakupu dragega kompleta, bi lahko tudi reciklirali star, delujoč avto z daljinskim upravljalnikom in uporabili motorje, kolesa in podvozje, vendar nisem prepričan, kako združljiv je Arduino in njegova koda s temi posebne dele. Bolje je, da komplet izberete pri OSEPP.

2. korak: Vključitev Arduina

Pojasnilo: Ker je to vodnik za začetnike, bi rad na hitro razložil, kaj je Arduino za vse bralce, ki morda ne poznajo njegove uporabe v elektroniki. Arduino je vrsta mikrokrmilnika, kar pomeni, da počne ravno to - nadzoruje robota. Navodila lahko v računalnik napišete v kodo, ki bo prevedena v jezik, ki ga Arduino razume, nato pa ta navodila naložite v Arduino, Arduino pa bo takoj, ko je vklopljen, poskušal izvesti ta navodila. Najpogostejši Arduino je Arduino Uno, ki je vključen v komplet OSEPP, vendar boste za ta projekt potrebovali Arduino Mega, ker je to projekt večjega obsega, kot je zmožen Arduino Uno. Arduino Uno kompleta lahko uporabite za druge zabavne projekte.

Postopek: Arduino lahko pritrdite na robota z zadrgo ali privijanjem distančnikov na podlago robota.

Želeli bi, da bi Arduino upravljal motorje našega robota, vendar se motorji ne morejo neposredno povezati z Arduinom. Zato moramo na Arduino pritrditi naš motorni ščit (ki je prišel iz našega kompleta), da lahko vzpostavimo povezavo z motornimi kabli in Arduinom. Zatiči, ki prihajajo z dna motornega ščita, se morajo prilegati naravnost v "luknje" Arduino Mega. Kabli, ki segajo od motorjev, se prilegajo v reže na ščitniku motorja, kot je prikazano na zgornji sliki. Te reže odprete in zaprete z vrtenjem izvijača v zarezo v obliki črke + na samem vrhu reže.

Nato Arduino za delovanje potrebuje napetost. Robotski funkcionalni komplet OSEPP bi moral imeti priloženo držalo za šest baterij. Ko v držalo vstavite šest baterij, vstavite žice, ki segajo od nosilca akumulatorja v reže na ščitniku motorja za napetost.

3. korak: Dodajanje nadzora Bluetooth

Postopek: Ko je Arduino ugotovljen, je dodajanje modula Bluetooth tako enostavno, da vstavite štiri robove modula Bluetooth v režo s štirimi luknjami na ščitniku motorja, kot je prikazano zgoraj.

Neverjetno preprosto! Ampak nismo končali. Modul Bluetooth je le polovica dejanskega nadzora Bluetooth. Druga polovica nastavlja aplikacijo za oddaljeno uporabo v napravi Android. Uporabljali bomo aplikacijo, ki jo je razvil OSEPP in je namenjena robotu, sestavljenemu iz Robotskega funkcionalnega kompleta. V svoji napravi lahko uporabite drugo oddaljeno aplikacijo ali pa celo svojo, vendar za naše namene nočemo znova izumiti kolesa. OSEPP ima tudi navodila, kako namestiti svojo aplikacijo, ki je ni mogoče namestiti iz trgovine Google Play. Ta navodila najdete tukaj. Postavitev daljinskega upravljalnika, ki ga namestite, se lahko razlikuje od vadnice, in to je v redu.

4. korak: Dodajanje preprečevanja trkov

Pojasnilo: Zdaj, ko je robot mobilen, lahko zdaj naleti na stene in velike predmete, kar lahko poškoduje našo strojno opremo. Zato vgrajujemo naš ultrazvočni senzor na samem sprednjem delu robota, tako kot vidite na zgornji sliki.

Postopek: Robotski funkcionalni komplet OSEPP vključuje vse dele, ki jih vidite, razen ultrazvočnega senzorja. Ko ste ohišje sestavili po navodilih za uporabo, ki sem jih povezal, bi morali že izdelati to držalo za ultrazvočni senzor. Senzor lahko preprosto vstavite v dve luknji držala, vendar morate senzor držati na mestu z gumijastim trakom, da preprečite, da bi padel z držala. Vstavite kabel, ki ustreza vsem štirim rožicam senzorja, in drugi konec kabla povežite s stolpcem 2 nožic na ščitniku motorja.

Vključite lahko več ultrazvočnih senzorjev, če imate strojno opremo, ki jih drži na mestu.

5. korak: Dodajte GPS in kompas

Pojasnilo: Robota smo skoraj končali! To je najtežji del pri sestavljanju našega robota. Najprej bi rad razložil GPS in digitalni kompas. Arduino se nanaša na GPS za zbiranje satelitskih podatkov o trenutni lokaciji robota glede na zemljepisno širino in dolžino. Ta zemljepisna širina in dolžina se uporabljata, ko se združita z odčitki digitalnega kompasa, te številke pa so v Arduinu podane v vrsto matematičnih formul za izračun gibanja, ki bi ga moral robot narediti, da bi dosegel cilj. Kompas pa se vrže v prisotnosti železovih materialov ali materialov, ki vsebujejo železo, zato so magnetni.

Postopek: Za ublažitev morebitnih motenj iz železovih delov našega robota bomo vzeli naš palico podoben aluminij in ga upognili v dolgo obliko V, kot je na zgornji sliki. To je za ustvarjanje določene razdalje od železovih materialov na robotu.

Aluminij lahko upognete ročno ali z uporabo osnovnega ročnega orodja. Dolžina vašega aluminija ni pomembna, vendar pazite, da nastali aluminij v obliki črke V ni pretirano težek.

Z dvostranskim trakom nalepite modul GPS, anteno GPS in digitalni kompas na aluminijasto držalo. ZELO POMEMBNO: Digitalni kompas in antena GPS morata biti nameščena na samem vrhu aluminijaste napeljave, kot je prikazano na zgornji sliki. Tudi digitalni kompas mora imeti dve puščici v obliki črke L. Prepričajte se, da puščica x kaže na sprednjo stran robota.

Na obeh koncih aluminija izvrtajte luknje, da lahko med aluminij privijete matico in luknjo na ohišju robota.

Kabel digitalnega kompasa priključite v Arduino Mega, v majhni "vtičnici" tik pod napetostno režo na ščitniku motorja. Priključite kabel z mesta na GPS -u z oznako "RX" na pin TX314 na Arduino Mega (ne na ščitniku motorja), drugi kabel z mesta z oznako "TX" na pin RX315, drugi kabel iz "VIN" na GPS do zatiča 3V3 na ščitniku motorja in zadnji kabel od "GND" na GPS -u do zatiča GND na ščitniku motorja.

6. korak: Združite vse s kodo

Postopek: Čas je, da naši Arduino Megi damo kodo, ki sem jo že pripravil za vas. Tukaj lahko brezplačno prenesete aplikacijo Arduino. Nato prenesite vsako od spodaj navedenih datotek (vem, da izgleda veliko, vendar je večina teh zelo majhnih datotek). Zdaj odprite MyCode.ino, aplikacija Arduino se mora odpreti, nato na vrhu kliknite Orodja, nato Board in na koncu Arduino Mega ali Mega 2560. Nato na vrhu kliknite Sketch in nato Show Sketch Folder. To bo odprlo lokacijo datoteke MyCode.ino v vašem računalniku. Kliknite in povlecite vse druge datoteke, ki ste jih prenesli iz tega navodila za uporabo, v datoteko MyCode.ino. Vrnite se v aplikacijo Arduino in kliknite na kljukico v zgornjem desnem kotu, da lahko program prevede kodo v strojni jezik, ki ga Arduino razume.

Zdaj, ko imate vso kodo pripravljeno, povežite računalnik z Arduino Mega s kablom USB Mini B. Vrnite se v aplikacijo Arduino z odprtim MyCode.ino in kliknite puščico desno v zgornjem desnem kotu zaslona, da naložite kodo v Arduino. Počakajte, da vam aplikacija sporoči, da je nalaganje končano. Na tem mestu je vaš robot končan! Zdaj ga moramo preizkusiti.

Vklopite Arduino s stikalom na ščitniku motorja in odprite oddaljeno aplikacijo OSEPP v napravi Android. Prepričajte se, da modul Bluetooth na robotu utripa modro luč, in izberite povezavo Bluetooth, ko odprete aplikacijo. Počakajte, da aplikacija pove, da je povezana z vašim robotom. Na daljinskem upravljalniku bi morali imeti na levi strani standardne kontrole levo-desno-navzgor-navzdol, na desni pa gumbe A-B-X-Y. Z mojo kodo gumba X in Y ne naredita ničesar, gumb A pa shrani robotovo trenutno zemljepisno širino in dolžino, gumb B pa, da se robot začne premikati na to shranjeno lokacijo. utripajoča rdeča lučka pri uporabi tipk A in B. To pomeni, da se je GPS povezal s sateliti in zbira podatke, če pa lučka ne utripa, preprosto odnesite robota ven z neposrednim pogledom v nebo in potrpežljivo počakajte. Krogi na dnu naj bi bili igralne palice, vendar se v tem projektu ne uporabljajo. Na sredini zaslona bodo zabeleženi podatki o gibanju robota, kar je bilo koristno med mojim testiranjem.

Najlepša hvala OSEPP, kot tudi lombarobot id in EZTech v YouTubu, ki sta mi ponudila temelje za pisanje kode za ta projekt. Podprite te stranke:

OSEPP

Kanal EZTech

lombarobot id kanal

7. korak: Izbirna razširitev: odkrivanje objektov

Na začetku tega Instructable sem omenil, da bo slika mojega robotskega vozila, ki ste jo videli na samem začetku, drugačna od vašega končnega izdelka. Zlasti mislim na Raspberry Pi in kamero, ki jih vidite zgoraj.

Ti dve komponenti skupaj zaznavata znake ustavitve ali rdeče stop luči na poti robota in se začasno ustavita, zaradi česar je robot bližje modelu pravega avtonomnega vozila. Obstaja več različnih aplikacij Raspberry Pi, ki se lahko uporabljajo za vaše vozilo. Če želite nadaljevati delo na svojem robotskem vozilu z vključitvijo Raspberry Pi, toplo priporočam, da kupite tečaj Rajandeep Singha o izdelavi samovozečega vozila, ki zaznava predmete. Njegov celoten tečaj o Udemyju najdete tukaj. Rajandeep me ni prosil, naj zakričim njegov tečaj; Preprosto menim, da je njegov čudovit inštruktor, ki vas bo vključil v avtonomna vozila.