Avtonomni avtomobil RC: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Z današnjim vzponom samovozečih avtonomnih avtomobilov sem se odločil, da prevzamem izziv, da bom naredil svojega. Ta projekt mi je služil tudi kot glavni projekt pri pouku inženirskega oblikovanja in razvoja ter robotike ter prejel nagrado za najboljše avtonomno vozilo na srednješolskem tekmovanju STEM.

Namesto da bi začel od začetka, sem se odločil za uporabo avtomobila RC, ki smo ga že imeli, in ga seznanil s ploščo RedBoard Arduino Uno. Arduino sem izbral zaradi njegove relativne enostavnosti uporabe in programiranja.

Za tiste, ki se sprašujejo, ima ta avtomobil Redcat Racing 03061 odporen na brizganje ESC z brušenim motorjem. ESC je bil že programiran s krmilnikom, ki je bil priložen avtomobilu. Tega z motorjem brez krtačk nisem preizkusil, saj ga nimamo pri roki, vendar lahko vsak poskusi ta projekt z motorjem brez krtačk.

Na kratko, ta avto zbira podatke iz (5) HC-SR04 ultrazvočnih senzorjev. Ti podatki segajo nazaj v Arduino, kjer sprejema odločitve o tem, kako se premakniti. Arduino nato ustrezno krmili servo krmiljenje in motor. Program za to uporablja standardno servo knjižnico Arduino in dodatne knjižnice niso potrebne.

Avto je sposoben spreminjati hitrost s potenciometrom in se pri zadetku umakniti s stene. Poleg tega se lahko avto popravi, če se odmakne preblizu stene.

1. korak: Seznam delov

Izjava o omejitvi odgovornosti: Ne vključujem delov, ki so potrebni za sam avto, samo dodatne dele zunaj avtomobila. Za to bodo potrebni ESC, motor, podvozje, baterija itd.

Boste potrebovali:

(1) Arduino Uno - udarci bodo delovali v redu

(1) Ogledna plošča - za ta projekt sem vzel +/- tirnico z ene plošče in uporabil drugo, manjšo ploščo. Vsaka velikost bo ustrezala.

(5) HC-SR04 ultrazvočni senzorji

(1) Potenciometer - uporablja se za nadzor hitrosti avtomobila

(20) Žice -moški žice Dupont - zelo priporočam, da jih po potrebi uporabite kot podaljške za druge žice

Spajkalnik s spajkanjem

Napajanje Arduino - v tem primeru sem uporabil (6) 1,2 -voltnih AA baterij, povezanih zaporedno. Zunanje banke za napajanje telefona in tabličnega računalnika, kot je ta, bodo dobro delovale tudi, ko bodo priključene na vrata USB.

Trak, vroče lepilo in/ali kateri koli drug predmet, ki se uporablja za pritrditev predmetov skupaj

(1) Preklopno stikalo (neobvezno - z njim vklapljam in izklapljam Arduino)

2. korak: Namestite senzorje

Najprej boste želeli pravilno namestiti in pritrditi senzorje. Imam (1) senzor, obrnjen naprej, (2) senzorje, nagnjene okoli 45 stopinj, in (2) senzorje na straneh avtomobila. Natisnil sem pritrdilne nosilce na straneh in spredaj ter uporabil vroče lepilo za pritrditev nagnjenih sprednjih senzorjev, saj vroče lepilo ni prevodno. Montažne nosilce za stranice in spredaj je mogoče prenesti in 3D natisniti.

3. korak: Dodajte ploščico in potenciometer

Nato boste morali pred začetkom ožičenja dodati mizo in potenciometer za nadzor hitrosti. Tu sem uporabil majhno ploščico in +/- z druge plošče zaradi prostora na karoseriji avtomobila, vendar se bo tudi standardna plošča dobro odrezala.

4. korak: Ožičite vse

Ta je verjetno največji korak in ena napačna žica lahko povzroči, da avto ne deluje pravilno. Za dodatne smernice glejte zgornji diagram Fritzing.

Začnite tako, da priključite 5v pin vašega Arduina na pozitivno vodilo na plošči in pin GND vašega Arduina na negativno vodilo na plošči.

Nato priključite senzorje sonarja. Senzorji HC-SR04 imajo vsak od svojih štirih nožic označeno. So:

VCC - moč 5 V.

Sprožilec - sprožilec za pošiljanje ultrazvočnega impulza

Odmevni sprejemnik, ki meri trajanje impulza

GND - ozemljitveni zatič

Za to uporabite žice Dupont za ženske in moške. Vsak od zatičev VCC je treba priključiti na pozitivno tirnico, vsak zatič GND pa na negativno tirnico. Za ta del sem uporabil dodatne žice Dupont za ženske in moške, saj sem imel težave z nekaterimi žicami, ki niso dovolj dolge.

Nato priključite zatiče Trig in Echo v Arduino. Ti bodo povezani z digitalnimi zatiči Arduina kot taki:

Sprednji sredinski senzor:

Sprožilec - pin 6

Odmev - pin 7

Levi stranski senzor:

Sprožilec - 4

Odmev - 5

Desni stranski senzor:

Sprožilec - 2

Odmev - 3

Sprednji levi senzor:

Sprožilec - 10

Odmev - 11

Sprednji desni senzor:

Sprožilec - 9

Odmev - 8

Nato priključite servo krmiljenje, ESC motorja in potenciometer za nadzor hitrosti.

Najprej začnite s servo krmiljenjem. Servo na avtu je imel rdeče, oranžne in rjave žice. Barve se lahko nekoliko razlikujejo, vendar bodo vse povezane tako:

Rjava žica (ozemljitev) - priključite na negativno tirnico

Rdeča žica (napajanje 5 V) - povežite se s tirnico 5 voltov

Oranžna žica (signal) - povežite se s pin 13 na vašem Arduinu

ESC - ali elektronski krmilnik hitrosti - ki upravlja motor, je ožičen zelo podobno. V tem primeru so žice bele, rdeče in črne.

Bela (signal) - Priključite se na pin 12 na vašem Arduinu

Rdeča (5v) - NE povezujte se z ničemer. Zaradi napetosti električne energije, ki teče nazaj, ko se motor ustavi, 5v ne smete priključiti. Lahko prepražite vrata USB ali, morda, svoj Arduino.

Črna (ozemljitev) - priključite se na negativno tirnico

Nazadnje priključite potenciometer, ki ste ga prej postavili na mizo. Na njem so verjetno nekje natisnjene majhne številke. Ožičiti ga je treba kot:

1 (levi zatič) - povežite z negativno tirnico

2 (srednji pin) - povežite se z nožico A0 na vašem Arduinu

3 (desni zatič) - priključite na pozitivno tirnico

Ožičenje bo videti zelo grdo, zato, če želite narediti nekaj upravljanja z žico, bi bil zdaj pravi čas, da to storite.

5. korak: Napajanje Arduina

Nato boste želeli nastaviti rešitev za napajanje za Arduino. V tem projektu se uporabljata dva ločena vira energije: baterija za avto in baterija za Arduino. V tem primeru sem uporabil (6) 1,2 V polnilnih AA baterij, povezanih zaporedno. Delale bodo tudi prenosne banke za napajanje mobilnih telefonov, samo poskrbite, da imate kabel, ki se priključi v vrata USB vašega Arduina (na primer mini-USB).

Upoštevajte, da 9v baterije pri tem projektu NE delujejo. Zaradi načina zasnove 9v baterij napetost zadostuje za zagon Arduina, vendar tok, ki prihaja iz akumulatorja, povzroči, da v kratkem izgine. Imel sem tudi težave z naključnim ponovnim zagonom baterije 9v.

Če se odločite za uporabo rešitve, ki sem jo uporabil, boste potrebovali:

(6) AA baterije (tudi alkalne baterije delujejo dobro)

Držala za baterije AA za vse (6) baterije. Ta bi odlično deloval in ne zahteva niti uporabe spajkalnika. Za oskrbo, ki sem jo naredil, sem skupaj z verižicami (3) držala za dve bateriji, kot je prikazano na sliki, spajkala pozitivne/negativne žice, vzela enosmerni vtič iz 9-voltnega adapterja in ga spajkala na konec pozitivnega in negativnega žice. Nato sem zaporedno priključil stikalo za vklop z napajalnikom za lažji vklop in izklop Arduina. To je popolnoma neobvezno.

6. korak: Naložite program Arduino

Nato morate program naložiti v Arduino. Prenesite program tukaj in ga naložite v svoj Arduino prek Arduino IDE.

Za tiste, ki bi morda želeli spremeniti kodo, sem vključil nekaj psevdokode, ki pojasnjuje, kaj vsak del počne.

EDIT 9/25/18 - Dodal sem drugi program, da bi se vozil sredi dveh sten. Kode nisem imel možnosti preizkusiti, ker nisem imel dostopa do avtomobila, vendar lahko poskusite z njo.

7. korak: Priključite vse in ga vklopite

Nazadnje boste morali vse priključiti. Najprej priključite avtomobilski akumulator na avto in vklopite ESC. ESC bi moral piskati, kar pomeni, da je Arduino pripravljen na "oborožitev". Nato vklopite Arduino. ESC bi moral trikrat zapiskati, kolesa pa bi se morala začeti obračati. Če ESC piska, kolesa pa se ne začnejo obračati, obrnite potenciometer v desno, da povečate hitrost. Če se avtomobil premika prehitro, zavrtite potenciometer v levo.

Če potenciometer deluje obratno, kot bi moral, lahko obrnete pozitivno in negativno žico, da to odpravite.

Videoposnetek prikazuje, kako avto deluje, kako spremeniti hitrost in vrstni red vklopa.