Vozilo Avoider v trčenju z Arduino Nano: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Vozilo za preprečevanje trčenja bi lahko bilo zelo preprost robot za začetek potapljanja v mikroelektroniko. Z njim se bomo naučili osnovnih elementov mikroelektronike in ga izboljšali, da bomo dodali bolj izpopolnjene senzorje in aktuatorje.

Osnovne komponente

· 1 mini USB Arduino Nano ali klon

· 1 Razširitvena plošča Arduino Nano Shield

· 1 Ultrazvočni senzor HC-SR04

· 2 servomotorja za 360 stopinj neprekinjeno vrtenje (FS90R ali podobno)

· 1 Ohišje baterije za 4xAA

· Žice za skok na ploščici (F-F, M-F, M-M)

· 2 kolesi za servomotorje

· 1 konstrukcija za vozilo (igračka, mleko opeka, vezan les …)

Dodatne komponente

Za svetlobno indikacijo:

· 1 LED RGB

· 1 mini plošča za kruh

· 3 upori 330W

Za daljinsko upravljanje:

· 1 senzor IR sprejemnika (TSOP4838 ali podoben)

· 1 IR daljinski upravljalnik

Za sledenje vrstici/zaznavanje roba:

· 2 TCRT5000 senzor pregradne proge IR odsevni

Alternativni elementi

Servomotorje lahko zamenjate za:

· 2 enosmerni motor z zobnikom in plastično pnevmatiko

· 1 L298 Modul krmilne plošče gonilnika motorja z dvojnim mostom H

1. korak: Namestite programsko opremo in gonilnike

Delali bomo z mikro krmilniki na osnovi Arduino, lahko izberete Arduino UNO ali katerega koli drugega, vendar sem zaradi zahtev in velikosti vzel Arduino Nano Clone (iz Kitajske), zato morate za vse te možnosti uporabiti Arduino IDE za njihovo kodiranje.

Programsko opremo lahko prenesete z uradne spletne strani Arduina in sledite navodilom za njeno namestitev. Ko končate, odprite Arduino IDE in izberite ploščo (v mojem primeru bom uporabil možnost »Arduino Nano«).

Arduino Nano Clone: Poceni možnost za ploščo Arduino je nakup klonske plošče iz Kitajske. Delajo s čipom CH340, zato bo potrebna namestitev določenega gonilnika. Obstaja veliko spletnih mest za prenos gonilnikov za Windows, Mac ali Linux ter z navodili. Pri Macu se včasih lahko soočite s težavo pri prepoznavanju serijskih vrat, če se vam to zgodi, poskusite slediti navodilom te povezave. Če po tem odkrijete serijska vrata, vendar imate še vedno težave, poskusite izbrati »ATMega 328P (stari zagonski nalagalnik)« v Arduino IDE/orodja/procesor.

Pojdite na razdelek za kodiranje in si oglejte kodo, ki sem jo uporabil za svoje vozilo. Če želite, lahko brskate po spletu za številne druge možnosti ali kodirate sami.

2. korak: Izberite lepo strukturo za svoje vozilo

Tokrat sem uporabil dovolj velik avtomobil za igranje, da je v njem elektronika, lahko pa za izdelavo svojega vozila uporabite druge materiale kot opeko ali vezan les. Oglejte si drugo možnost, kot je mlečna opeka.

Bolje je, da pred začetkom porabite nekaj minut, da načrtujete, kje postaviti vse elemente, in potrdite, da bo vse nameščeno. Pripravite strukturo.

Korak: Namestite De Drive

Vozilo se bo premikalo po eni osi, v tem primeru po zadnji osi. Sprednji del lahko obdržite samo za valjanje ali pa glede na vašo zasnovo uporabite tretje kolo ali drsno točko samo za uravnoteženje vašega vozila (kot mlečno opeko sem pipo uporabil kot »tretje kolo«). Zavoj vašega vozila bo opravljen s spreminjanjem hitrosti in/ali smeri vrtenja servomotorjev.

NAMIG: Preden prilagodite svojo strukturo, načrtujte končni položaj koles in preverite, ali nič ne udarijo. V tem primeru bo središče servo osi nekoliko nižje od prvotne osi avtomobila, saj je servo kolo nekoliko večje in bi lahko udarilo blato)

4. korak: Namestite ultrazvočni senzor De

Ultrazvočni senzor bo skeniral sprednji del vozila, da bi ugotovil morebitne ovire in omogočil kodo. Postaviti ga morate spredaj, ne da bi kateri koli del vozila motil signale.

5. korak: Postavite mikrokrmilnik in ohišje baterije

Zdaj lahko preostale elemente postavite v strukturo, jih popravite, če je to mogoče, ali pa se vsaj prepričajte, da ne poškodujejo povezav.

Zelo koristno je namestiti stikalo za vklop/izklop baterije, če privzeto nima nikogar. Za zagon/ustavitev vozila lahko dodate tudi IR senzor.

Če boste dodali kakšno dodatno komponento, je zdaj pravi trenutek.

NAMIG: če želite povečati oprijem vozila, položite ohišje akumulatorja ali težje sestavne dele na pogonsko os ali blizu nje.

6. korak: Oddelek za kodiranje

Za ta program boste morali namestiti tudi nekatere knjižnice kot »Servo.h« (za servo krmiljenje), »NewPing.h« (za boljše delovanje ultrazvočnega senzorja) ali »IRremote.h«, če nameravate uporabljati IR senzor. Navodilom za namestitev lahko sledite na tej povezavi.

Kot možnost lahko zamenjate servomotorje za enosmerne motorje, za njihovo upravljanje pa potrebujete gonilnik motorja z dvojnim mostom H. Verjetno bom o tem objavil v prihodnjih posodobitvah, zdaj pa koda deluje samo s servomotorji.

Servomotorji z neprekinjenim vrtenjem se nekoliko razlikujejo od običajnih servomotorjev; včasih lahko spremenite običajne, da se neprekinjeno vrtijo, vendar bomo za ta projekt uporabili FS90R, ki je izdelan za naše potrebe. Če želite upravljati običajne servomotorje, morate dati stopnjo, ki jo želite postaviti, pri servomotorjih z neprekinjenim rotacijo pa morate upoštevati:

· 90 se bo ustavilo za servo

· Manj kot 90 (do 0) se bo vrtelo v eno smer, kjer je 89 najhitrejša hitrost in 0 najhitrejša.

· Več kot 90 (do 180) se bo vrtelo v nasprotni smeri, kjer je 91 najhitrejši in 180 najhitrejši.

Če želite kalibrirati svoje servomotorje, jih morate nastaviti na 90 in prilagoditi majhen vijak nasproti kolesa, da ustavi vrtenje, če se premika (prosimo, naredite to, preden jih namestite na konstrukcijo)

Ultrazvočni senzor lahko uporabljate s številnimi drugimi knjižnicami, vendar bodite previdni pri njegovem kodiranju, saj je ena težava, s katero se lahko soočite s temi senzorji, čas v prostem teku, ki ga morate počakati od oddajanja ultrazvočnega signala do sprejema. Nekateri primeri, ki jih lahko najdete na internetu, kodirajo z uporabo "zakasnitve", vendar bo to vplivalo na vašega robota, ker bo za čas, ki ste ga določili, prenehalo "odlašati" katero koli drugo dejanje. Na tej povezavi lahko veste, kako delujejo ultrazvočni senzorji.

Enako kot enosmerni motorji, v tem primeru ne bom uporabljal IR senzorja, opisan bo v prihodnjih objavah.