Jūsų išmanusis automobilis ir ne tik „HyperDuino+R V3.5R“su „Funduino“/„Arduino“: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Tai tiesioginė šio instrukcijų rinkinio kopija ČIA. Norėdami gauti daugiau informacijos, eikite į „HyperDuino.com“.

Naudodami „HyperDuino+R v4.0R“galite pradėti žvalgymo kelią įvairiomis kryptimis - nuo variklių valdymo iki elektronikos tyrinėjimo, nuo programavimo (kodavimo) iki supratimo, kaip gali sąveikauti fizinis ir skaitmeninis pasauliai. Su viskuo, ką išmoksite, jūsų išradimo, naujovių ir tolesnių atradimų galimybės padidės dešimt kartų ir daugiau.

Ši pamoka apima kartoninės dėžės ir kai kurių ratų bei variklių pavertimą „protingu automobiliu“. Tai dažnai vadinama robotika, tačiau verta apsvarstyti, kuo skiriasi automatas (automatai), išmanieji automobiliai ir „robotas“(taip pat žr. Žodžio „robotas“kilmę). Pavyzdžiui, ar šis „besisukantis robotas“tikrai yra „robotas“, ar tiesiog automatas?

Gali atrodyti, kad žodžiai yra nesvarbūs, tačiau mūsų tikslais manome, kad skirtumai yra tai, kad automatas yra tai, kas nekeičia savo elgesio, pagrįsto išorine informacija. Jis kartoja tą patį suplanuotų veiksmų kursą vėl ir vėl. Robotas yra kažkas, kuris atlieka skirtingus veiksmus, reaguodamas į skirtingus įėjimus. Išplėstine forma kelių įvesties lygiai gali sukelti skirtingus veiksmus. Tai yra, ne tik vienas išėjimas kiekvienam įėjimui, bet ir skirtingi veiksmai, pagrįsti užprogramuota kelių įėjimų analize.

„Protingas automobilis“tyrinėja šį asortimentą. Paprasčiausiu atveju išmanusis automobilis yra užprogramuotas judėti iš anksto nustatytu keliu. Šiuo atveju iššūkis gali būti automobilio perkėlimas per iš anksto paruoštą „labirintą“. Tačiau tuo metu misijos sėkmę visiškai lemia iš anksto suplanuotas veiksmų rinkinys, pvz., Pirmyn 10, dešinėn, 5 į priekį, kairė ir kt.

Kitame lygyje įvestis, tokia kaip nuotolio jutiklis, gali paskatinti automobilį sustoti, kol jis nesilies su ta kliūtimi, ir pasukti, kad pasuktų naują kryptį. Tai būtų vieno įvesties, vieno veiksmo pavyzdys. Tai yra, ta pati įvestis (kliūtis) visada lemia tą patį rezultatą (posūkis nuo kliūties).

Pažangesniu lygiu programa gali stebėti kelis įėjimus, pvz., Akumuliatoriaus įkrovos lygį, sekti kelią ir (arba) išvengti kliūčių, ir visa tai sujungti į optimalų kitą veiksmą.

Pirmuoju atveju programa yra tik judesių seka. Antrame ir trečiame pavyzdžiuose programa apima „jei tada“struktūrą, leidžiančią atlikti įvairias programos dalis, reaguojant į jutiklių įvestį.

1 žingsnis: medžiagos

„HyperDuino“dėžutė ar pan

„HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino“

Skaidri lipni plėvelė (OL175WJ) su atspaudu. (arba naudokite šį vadovą tik varikliams ir ratukams, kuriuos galima atspausdinti ant popieriaus)

4 AA baterijų dėžutė ir 4 AA baterijos

2 reduktoriai su reduktoriumi

2 ratai

1 ritininis rutulinis ratukas

4 #4 x 40 1 ½ colio mašinos varžtai su #4 poveržle ir veržle

2 #4 x 40 ⅜ “mašinos varžtai su #4 poveržle ir veržle

1 „Philips“/plokščias atsuktuvas

1 HC SR-04 ultragarso diapazono jutiklis

1 9 g servo

1 4xAA baterijų dėžutė

4 AA baterijos

1 9v baterija

1 IR nuotolinio valdymo pultas ir IR imtuvas

1 SH-HC-08 „Bluetooth 4.0 BLE“imtuvo modulis

1HC-SR04 ultragarso jutiklis

2 3 laidų jungiamieji kabeliai.

2 „Grove“suderinami 4 laidų jungiamieji kabeliai.

1 Grove jungtis prie lizdų kabelis

1 tuščia balta lipni etiketė

1 „HyperDuino“atsuktuvas (ar panašus)

2 žingsnis: sumaniojo automobilio kūrimas

(Visos nuotraukos pateiktos aukščiau)

Paruoškite dėžutę

Nors „HyperDuino Robotics“rinkinyje galėjo būti plastikinis pagrindas, vadinamas „važiuokle“(tariama „chass-ee“), manome, kad daug maloniau būti kuo arčiau savo išmaniojo automobilio konstrukcijos „nuo nulio“. Dėl šios priežasties pradėsime pakartotinai panaudodami paties „HyperDuino Robotics“rinkinio kartoninę dėžutę.

„HyperDuino+R“dėžutėje rasite balto popieriaus lapą su klijais ir lipnią permatomos medžiagos gabalėlį su kontūrais, rodančiais „HyperDuino“, akumuliatoriaus dėžės ir variklių padėtį.

Taip pat yra apskritimų, nurodančių, kur įdėti lipnius atraminius velcro apskritimus.

1. Nuimkite lipnią balto popieriaus etiketės pagrindą ir padėkite jį ant dėžutės viršuje esančios „HyperDuino“etiketės. Pastaba: šis lipnus raštas pateikiamas tam tikros dėžutės, „MakerBit“kartoninės dėžutės, išdėstymui. Panaudoję tą langelį arba jei norite naudoti kitą langelį, galite naudoti šį pdf šablono failą, skirtą spausdinti ant popieriaus, ir tada iškirpti variklio kreipiklius (viršuje ir apačioje = kairė ir dešinė) ir vieną ratuko kreiptuvų. Kai padarote skyles, popierių galite užklijuoti lipnia juosta, o kai jos padarytos, pašalinkite popieriaus raštą.

2. Išskleiskite „HyperDuino+R“dėžutę, kad ji būtų plokščia. Tai turbūt sunkiausia projekto dalis. Turėsite tarsi paspausti ir pakelti skirtukus kiekvienoje dėžutės pusėje iš angų dėžutės apačioje. Galite pastebėti, kad naudojant „HyperDuino“atsuktuvą stumti iš atvarto vidinės pusės į išorę, sklendės bus atlaisvintos.

3. Nuimkite pusę lipnios pagrindo pusės prie skaidrios medžiagos kairėje pusėje (jei „HyperDuino“logotipas yra „aukštyn“) ir įdėkite ją į „HyperDuino“dėžutę taip, kad plyšių pusės kontūrai atitiktų išpjovas. dėžė. Darykite viską, ką galite, kad abi horizontalias linijas sulygiuotumėte su „HyperDuino+R“dėžutės apačios raukšlėmis.

4. Padėję kairę skaidrios plėvelės pusę, nuimkite popieriaus pagrindą nuo dešinės pusės ir užbaikite rašto tvirtinimą.

5. Naudodami komplekte esančio „HyperDuino“atsuktuvo „Phillips“galiuką padarykite mažas skylutes mašinos varžtams, kurie laikys variklius. Kiekvienam varikliui yra dvi skylės, taip pat skylė variklio ašiai.

6. Tęskite ir padarykite dar dvi skyles ritininiam rutuliui.

7. Variklių ašims naudokite „HyperDuino“rinkinio mėlyną plastikinių skylių padarymo įrankį, kad padarytumėte pirmąją mažą skylę, kuri sutampa su variklių ašimis. Tada naudokite plastikinį tušinuką ar panašų, kad padidintumėte skylę iki maždaug inch colio skersmens.

8. Uždėkite poveržlę ant kiekvieno ilgo (1 ½”) mašinos varžto ir išstumkite variklio skyles iš dėžutės išorės. (Tam reikia šiek tiek tvirto spaudimo, tačiau varžtai turi gerai priglusti prie skylių.)

9. Variklį, kuriame yra 2 mažos skylės, atitinkančios mašinos varžtus, pritvirtinkite prie varžtų ir pritvirtinkite veržlėmis. „HyperDuino“atsuktuvas padės priveržti varžtus, tačiau neužveržkite tiek, kad kartonas būtų susmulkintas.

10. Pakartokite tai kitam varikliui.

11. Raskite velcro apskritimus. Sujunkite kablio ir kilpos (neaiškius) apskritimus kartu su vis dar pritvirtinta atrama. Tada nuimkite atramą nuo kilpos (neaiškaus) apskritimo ir pritvirtinkite kiekvieną apskritimą, kuriame matote po 3 „HyperDuino“plokštės ir akumuliatoriaus dėžės kontūrus. Po uždėjimo nuimkite atramą nuo kabliuko apskritimo.

12. Dabar atsargiai uždėkite „HyperDuino“su putplasčio atrama ir akumuliatoriaus dėžutę (uždarytą ir jungiklio puse „į viršų“) ant velcro apskritimų. Paspauskite juos pakankamai stipriai, kad jie priliptų prie lipnių apskritimų atlošų.

13. Dabar galite prijungti akumuliatoriaus ir variklio laidus. Jei pažvelgsite labai atidžiai, prie kiekvieno iš 8 variklio gnybtų galite pamatyti etiketes, pažymėtas A01, A02, B01 ir B02. Pritvirtinkite juodą viršutinio variklio laidą („B“) prie B02, o raudoną - prie B01. Apatiniam varikliui („A“) pritvirtinkite raudoną apatinio variklio laidą („A“) prie A02, o juodą - prie A01. Norėdami užmegzti ryšį, švelniai įkiškite laidą į skylę, kol pajusite, kad jis sustos, tada pakelkite oranžinę svirtį ir laikykite ją atidarytą, kol stumiate laidą dar maždaug 2 mm į skylę. Tada atleiskite svirtį. Jei viela yra tinkamai pritvirtinta, ji neišeis, kai švelniai tempiate.

14. Akumuliatoriaus laidams pritvirtinkite raudoną laidą prie variklio maitinimo jungties Vm, o juodą - prie Gnd. Maži varikliai gali būti maitinami iš „Arduino 9v“akumuliatoriaus, tačiau papildoma baterija, tokia kaip keturios AA baterijos, gali būti naudojama varikliams maitinti, ir yra prijungta naudojant 2 gnybtus, esančius „HyperDuino+R“plokštės viršuje kairėje. Pasirinkimas priklauso nuo jūsų konkrečios programos ir yra sukonfigūruotas perkeliant „trumpiklį“į vieną ar kitą padėtį. Numatytoji padėtis yra dešinėje, norint maitinti variklius iš 9 V baterijos. Šiai veiklai, kai pridėjote keturis AA baterijų dėklus, norėsite perkelti trumpiklį į „kairę“padėtį.

15. Galiausiai sulenkite dėžutę, kaip parodyta vienoje iš paskutinių nuotraukų.

16. Dabar tinkamas laikas įkišti du ⅜ colių mašininius varžtus su poveržlėmis iš dėžutės vidaus per skyles ir pritvirtinti rutulinį rutulinį mazgą su poveržlėmis.

17. Dabar pritvirtinkite ratus, tiesiog paspausdami juos ant ašių. Atkreipkite dėmesį į ratus ant variklio ašių, kad ratai būtų gražiai statmeni ašims ir nebūtų pakreipti daugiau, nei galite išvengti. Gerai suderinti ratai suteiks automobiliui tiesesnį kelią, kai jis juda į priekį.

18. Paskutinis dalykas, kurį reikia padaryti, yra padaryti angą USB kabeliui. Tai nėra taip paprasta padaryti gražiu būdu, tačiau šiek tiek apsisprendę galėsite atlikti darbą. Pažiūrėkite į „HyperDuino“plokštės USB jungtį ir nurodytą dėžutę, pažymėtą „USB kabelis“. Vizualiai eikite į dėžutės šoną ir naudokite „HyperDuino“atsuktuvo antgalį, kad padarytumėte skylę, esančią maždaug 1 colio aukštyje virš dėžutės apačios, ir kuo geriau suderinkite su USB kabelio kelio centru. Jei tai yra ne centre, vėliau bus šiek tiek sunkiau prijungti USB kabelį per skylę. Pradėję skylę atsuktuvu, padidinkite ją toliau naudodami mėlynųjų skylių padarymo įrankį, tada plastikinį rašiklio vamzdį, ir galiausiai pereikite prie „Sharpie“ar bet kurio kito didžiausio skersmens įrankio, kurį galite rasti. Jei turite „Xacto“peilį, tai bus geriausia, tačiau jų gali nebūti klasėje.

19. Išbandykite skylės dydį naudodami kvadratinį „HyperDuino“USB kabelio jungties galą. Skylė nebus labai graži, tačiau turėsite padaryti ją pakankamai didelę, kad kvadratinė jungtis galėtų praeiti. Pastaba: padarius skylę, pataisos skystis („White-out“) yra vienas iš dažymo būdų tamsesniam kartonui, kurį daro skylės.

20. Kad dėžutės dangtelis užsidarytų, turėsite žirklėmis padaryti 2 pjūvius, kur sklendė kitaip patektų į variklį, ir gautą atvartą šiek tiek atlenkti atgal arba visiškai nupjauti.

3 žingsnis: koduojamos paprastos „labirinto“programos

Pirmasis programavimo iššūkis bus sukurti programą, kuri galėtų „vairuoti“automobilį pagal modelį.

Norėdami tai padaryti, turėsite išmokti naudoti „iForge“blokavimo programavimo kalbą, kad sukurtumėte funkcijas, kurios vienu metu valdys variklius, kad judėtų pirmyn ir atgal, taip pat sukti į kairę ir į dešinę. Automobilio nuvažiuotą atstumą kiekvienoje kelionės dalyje lemia tai, kiek laiko varikliai dirba ir kokiu greičiu, todėl jūs taip pat sužinosite, kaip juos valdyti.

Siekdami efektyvumo šioje pamokoje, dabar nukreipsime jus į dokumentą „Kodavimas naudojant„ HyperDuino & iForge “.

Tai parodys, kaip įdiegti „iForge“plėtinį „Chrome“, sukurti paskyrą ir sukurti blokavimo programas, valdančias „HyperDuino“kaiščius.

Kai tai baigsite, grįžkite čia ir tęskite šią pamoką bei išmokite valdyti variklius naudodami „HyperDuino“.

4 žingsnis: pagrindinis variklio valdymas

„HyperDuino“„R“plokštės viršuje yra lengvai prijungiami gnybtai, leidžiantys įkišti pliką laidą iš variklio ar akumuliatoriaus. Taip yra todėl, kad nereikia jokių specialių jungčių ir labiau tikėtina, kad „iš dėžutės“galėsite prijungti baterijas ir variklius.

Svarbi pastaba: Variklio jungčių pavadinimai „A01“ir „A02“NĖRA, kad juos valdo analoginiai kaiščiai A01 ir A02. „A“ir „B“naudojami tik varikliams „A“ir „B“žymėti. Skaitmeniniai įvesties/išvesties kaiščiai nuo 3 iki 9 naudojami valdyti variklius, prijungtus prie „HyperDuino+R“plokštės gnybtų.

Akumuliatorius turi būti pasirinktas atsižvelgiant į naudojamus variklius, kurių galia (miliamper valandos) ir įtampa. Tipiškos 4 ar 6 AA baterijos tokioje dėžutėje:

Pavyzdys iš „Amazon“: 6 AA baterijų laikiklis su 2,1 mm x 5,5 mm jungties 9V išvestimi (2 pav.)

Svarbu tinkamai prijungti poliškumą (teigiamą ir neigiamą) prie Vm (teigiamas) ir Gnd („žemė“= neigiamas). Jei teigiamą maitinimo šaltinio laidą prijungsite prie neigiamo (Gnd) išorinio maitinimo jungties įvesties, yra apsauginis diodas, kuris blokuoja trumpąjį jungimą ir tuo pačiu metu varikliai neįsijungia.

Variklio valdiklis gali valdyti:

Keturi vienos krypties nuolatinės srovės varikliai, prijungti prie A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Pastaba: vienu metu gali būti įjungtas tik vienas „A“ir vienas „B“variklis. Neįmanoma įjungti visų keturių vienos krypties variklių vienu metu.

8 kaištis: aukštas, 9 kaištis: mažas = variklis A01 „įjungtas“

8 kaištis: žemas, 9 kaištis: didelis = variklis A02 „įjungtas“

(8, 9 kaiščiai: žemas = abu B varikliai išjungti)

12 kaištis: žemas, 13 kaištis: didelis = variklis B01 „įjungtas“

12 kaištis: aukštas, 13 kaištis: žemas = variklis B02 „įjungtas“

(12, 13 kaiščiai: žemas = abu B varikliai išjungti)

Du dvikrypčiai nuolatinės srovės varikliai, prijungti prie A01/A02 ir B01/B02

8 kaištis = aukštas, 9 kaištis = mažas = variklis A „į priekį*“

8 kaištis = žemas, 9 kaištis = didelis = variklis A „atvirkštinis*“

(8 kaištis = žemas, 9 kaištis = mažas = variklis A „išjungtas“)

12 kaištis = aukštas, 13 kaištis = žemas = variklis B „į priekį*“

Smeigtukas 12 = žemas, 13 kaištis = aukštas = variklis B „atvirkštinis*“

(12 kaištis = žemas, 13 kaištis = žemas = variklis B „išjungtas“)

(*atsižvelgiant į variklio laidų poliškumą ir variklio, rato ir roboto automobilio orientaciją.)

Vienas žingsninis variklis prijungtas prie A01/A02/B01/B02 ir Gnd

„HyperDuino“variklio valdiklio įtampos ir srovės ribos yra 15 V ir 1,2 A (vidutiniškai)/3,2 A (piko), remiantis „Toshiba TB6612FNG“variklio valdiklio IC.

„A“variklis: prijunkite prie A01 ir A02

(Demonstracijai žiūrėkite paskutines dvi nuotraukas)

Variklio greitis

Variklių A ir B greitis valdomas atitinkamai 10 ir 11 kaiščiais:

Variklio A greitis: kaištis 10 = PWM 0-255 (arba nustatytas kaištis 10 = AUKŠTAS)

Variklio B greitis: kaištis 11 = PWM 0-255 (arba nustatomas kaištis 11 = AUKŠTAS)

Veikiant viena kryptimi (keturi varikliai), 10 kaiščio greičio valdymas veikia abiems „A“varikliams, o 11 kaištis-abiems „B“varikliams. Neįmanoma savarankiškai valdyti visų keturių variklių greičio.

Mažos galios varikliai (mažiau nei 400 mA)

Variklio valdiklis gali naudoti išorinį iki 15 V ir 1,5 amperų (2,5 ampero) akumuliatoriaus šaltinį. Tačiau jei naudojate variklį, kuris gali veikti 5–9 V įtampa ir naudoja mažiau nei 400 mA, galite naudoti juodą trumpiklį šalia variklio maitinimo jungčių ir perkelti jį į „Vin“padėtį. Alternatyvi padėtis „+VM“skirta išorinei energijai.

Išmaniųjų automobilių veikla

Surinkę išmanųjį automobilį, dabar galite pereiti prie išmaniųjų automobilių veiklos, kur išmoksite programuoti savo automobilį.