Pradedančiųjų savarankiškai vairuojanti robotų transporto priemonė, išvengianti susidūrimo: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveiki! Sveiki atvykę į mano pradedantiesiems pritaikytą „Instructable“, kaip savarankiškai vairuoti robotizuotą transporto priemonę, išvengiant susidūrimo ir naudojant GPS navigaciją. Viršuje yra „YouTube“vaizdo įrašas, demonstruojantis robotą. Tai modelis, parodantis, kaip veikia tikra autonominė transporto priemonė. Atminkite, kad mano robotas greičiausiai atrodys kitaip nei jūsų galutinis produktas.

Šiai konstrukcijai jums reikės:

- OSEPP robotų funkcinis rinkinys (apima varžtus, atsuktuvus, kabelius ir kt.) (98,98 USD)

- „Arduino Mega 2560 Rev3“(40,30 USD)

- HMC5883L skaitmeninis kompasas (6,99 USD)

- ultragarsinis jutiklis HC-SR04 (3,95 USD)

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

- „HC-05“„Bluetooth“modulis (7,99 USD)

- USB mini B kabelis (gali būti, kad tai guli) (5,02 USD)

- „Android“išmanusis telefonas

- Šeši AA elementai, po 1,5 volto

-Bet kokia į lazdelę panaši nemagnetinė medžiaga (pvz., Aliuminis), kurią norėtumėte perdirbti

- Dvipusė juosta

- Rankinis grąžtas

1 žingsnis: Surinkite roboto važiuoklę ir mobilumą

Paaiškinimas: tai nėra transporto priemonė, jei ji nesileidžia! Paprasčiausia robotizuota transporto priemonė reikalauja ratų, variklių ir važiuoklės (arba roboto „kėbulo“). Vietoj to, kad įsigytumėte kiekvieną iš šių dalių atskirai, labai siūlau nusipirkti pradinės robotinės transporto priemonės rinkinį. Savo projektui aš naudojau OSEPP robotų funkcinį rinkinį, nes jame buvo gausu dalių ir turimų įrankių, ir aš maniau, kad bako konfigūracija yra geriausia roboto stabilumui, taip pat supaprastino mūsų programavimą reikalaujant tik dviejų variklių.

Procedūra: Jums nebūtų naudinga, jei aš tiesiog pakartočiau surinkimo vadovą, kurį rasite čia (taip pat galite pasirinkti trikampio bako konfigūraciją). Aš tiesiog patarčiau visus kabelius laikyti kuo arčiau roboto ir atokiau nuo žemės ar ratų, ypač kabelius nuo variklių.

Jei norėtumėte biudžeto pasirinkimo, perkant brangų rinkinį, taip pat galite perdirbti seną, veikiantį RC automobilį ir naudoti jo variklius, ratus ir važiuoklę, tačiau nesu tikras, ar „Arduino“ir jo kodas tinka tiems konkrečios dalys. Geriau pasirinkti rinkinį pagal OSEPP.

2 žingsnis: įtraukite „Arduino“

Paaiškinimas: Kadangi tai yra pradedančiųjų vadovas, norėčiau greitai paaiškinti, kas yra „Arduino“visiems skaitytojams, kuriems gali būti nežinomas jo naudojimas elektronikoje. „Arduino“yra mikrovaldiklio tipas, o tai reiškia, kad jis būtent tai ir daro - valdo robotą. Kompiuteryje galite parašyti instrukcijas kodu, kuris bus išverstas į Arduino suprantamą kalbą, tada galėsite įkelti šias instrukcijas į „Arduino“ir „Arduino“iškart pradės bandyti vykdyti šias instrukcijas, kai bus įjungtas. Labiausiai paplitęs „Arduino“yra „Arduino Uno“, kuris yra įtrauktas į OSEPP rinkinį, tačiau šiam projektui jums reikės „Arduino Mega“, nes tai yra didesnio masto projektas, nei sugeba „Arduino Uno“. Rinkinio „Arduino Uno“galite naudoti kitiems linksmiems projektams.

Procedūra: „Arduino“galima pritvirtinti prie roboto naudojant užtrauktukus arba įsukant tarpiklius ant roboto pagrindo.

Norėtume, kad „Arduino“valdytų mūsų roboto variklius, tačiau varikliai negali tiesiogiai prisijungti prie „Arduino“. Todėl mes turime pritvirtinti variklio skydą (gautą iš mūsų komplekto) ant „Arduino“, kad galėtume sujungti variklio kabelius ir „Arduino“. Smeigtukai, einantys iš variklio skydo apačios, turėtų tilpti tiesiai į „Arduino Mega“„skyles“. Kabeliai, besitęsiantys nuo variklių, įterpiami į variklio skydo angas, kaip parodyta aukščiau. Šios angos atidaromos ir uždaromos sukant atsuktuvą į + formos įdubą pačiame lizdo viršuje.

Be to, „Arduino“reikia įtampos, kad jis veiktų. OSEPP robotų funkcinis rinkinys turėjo būti su šešių baterijų baterijų laikikliu. Įdėję šešias baterijas į laikiklį, įkiškite laidus, besitęsiančius iš akumuliatoriaus laikiklio, į variklio skydo lizdus, skirtus įtampai.

3 veiksmas: pridėkite „Bluetooth“valdiklį

Procedūra: išsiaiškinus „Arduino“, „Bluetooth“modulio pridėjimas yra toks pat lengvas, kaip keturis „Bluetooth“modulio kištukus įkišti į variklio skydo keturių angų angą, kaip parodyta aukščiau.

Neįtikėtinai paprasta! Bet mes nesame baigę. „Bluetooth“modulis yra tik pusė tikrojo „Bluetooth“valdymo. Kita pusė nustato nuotolinę programą „Android“įrenginyje. Mes naudosime OSEPP sukurtą programą, skirtą robotui, surinktam iš „Robotic Functional Kit“. Savo prietaise galite naudoti kitą nuotolinę programą arba netgi sukurti savo, tačiau mūsų tikslais nenorime išradinėti rato iš naujo. OSEPP taip pat turi instrukcijas, kaip įdiegti savo programą, kurios negalima įdiegti iš „Google Play“parduotuvės. Šias instrukcijas rasite čia. Įdiegto nuotolinio valdymo pulto išdėstymas gali atrodyti kitaip nei pamokoje, ir tai gerai.

4 žingsnis: susidūrimo išvengimo pridėjimas

Paaiškinimas: Dabar, kai robotas yra mobilus, jis gali patekti į sienas ir didelius objektus, o tai gali pažeisti mūsų aparatūrą. Todėl mes įdedame savo ultragarso jutiklį pačiame roboto priekyje, kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Procedūra: OSEPP robotų funkcinį rinkinį sudaro visos ten matomos dalys, išskyrus ultragarso jutiklį. Kai surinkote važiuoklę vadovaudamiesi mano susieta instrukcija, jau turėjote pastatyti šį ultragarso jutiklio laikiklį. Jutiklį galima tiesiog įkišti į dvi laikiklio angas, tačiau jūs turite laikyti jutiklį vietoje gumine juostele, kad jis nenukristų nuo laikiklio. Įkiškite kabelį, kuris tinka visiems keturiems jutiklio kištukui, o kitą kabelio galą prijunkite prie variklio skydo 2 kaiščių.

Galite įtraukti kelis ultragarso jutiklius, jei turite aparatūrą, kad juos laikytumėte.

5 veiksmas: GPS ir kompaso pridėjimas

Paaiškinimas: Mes beveik baigėme savo robotą! Tai yra sunkiausia mūsų roboto surinkimo dalis. Pirmiausia norėčiau paaiškinti GPS ir skaitmeninį kompasą. „Arduino“nurodo GPS, skirtą rinkti palydovinius duomenis apie dabartinę roboto vietą, atsižvelgiant į platumą ir ilgumą. Ši platuma ir ilguma pradedama naudoti kartu su skaitmeninio kompaso rodmenimis, o šie skaičiai įtraukiami į matematinių formulių seriją „Arduino“, siekiant apskaičiuoti, kokį judesį robotas turėtų atlikti toliau, kad pasiektų savo tikslą. Tačiau kompasas išmetamas, kai yra juodųjų medžiagų arba geležies turinčių medžiagų, todėl jos yra magnetinės.

Procedūra: Norėdami sušvelninti bet kokius galimus trikdžius, atsirandančius dėl juodųjų mūsų roboto komponentų, paimsime į strypą panašų aliuminį ir sulenksime jį į ilgą V formą, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Tai yra tam tikras atstumas nuo juodųjų medžiagų ant roboto.

Aliuminį galima išlenkti rankomis arba naudojant pagrindinį rankinį įrankį. Jūsų aliuminio ilgis nesvarbus, tačiau įsitikinkite, kad gautas V formos aliuminis nėra per sunkus.

Naudokite dvipusę juostą, kad pritvirtintumėte GPS modulį, GPS anteną ir skaitmeninį kompasą ant aliuminio laikiklio. LABAI SVARBU: Skaitmeninį kompasą ir GPS anteną reikia pastatyti pačioje aliuminio armatūros viršūnėje, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Be to, skaitmeninis kompasas turėtų turėti dvi L formos rodykles. Įsitikinkite, kad x rodyklė nukreipta į roboto priekį.

Gręžkite skyles abiejuose aliuminio galuose, kad per aliuminį būtų galima prisukti veržlę ir skylė ant roboto korpuso.

Prijunkite skaitmeninio kompaso kabelį prie „Arduino Mega“, mažame „lizde“, esančiame žemiau variklio skydo įtampos lizdo. Prijunkite kabelį iš GPS vietos, pažymėtos „RX“, prie „Arduino Mega“kaiščio TX314 (ne ant variklio skydo), kitą kabelį iš vietos, pažymėtos „TX“, prie kaiščio RX315, kitą laidą iš „VIN“ant GPS prie 3V3 kaiščio ant variklio skydo ir galutinis kabelis iš „GND“ant GPS iki GND kaiščio ant variklio skydo.

6 veiksmas: viską suderinkite su kodu

Procedūra: Atėjo laikas suteikti mūsų „Arduino Mega“kodą, kurį jau paruošiau jums. Čia galite nemokamai atsisiųsti „Arduino“programą. Tada atsisiųskite visus žemiau esančius failus (žinau, kad tai atrodo daug, bet dauguma jų yra labai maži failai). Dabar atidarykite „MyCode.ino“, turėtų atsidaryti „Arduino“programa, tada viršuje spustelėkite „Įrankiai“, tada „Lenta“ir galiausiai „Arduino Mega“arba „Mega 2560“. Po to viršuje spustelėkite „Eskizas“, tada „Rodyti eskizo aplanką“. Tai atvers MyCode.ino failo vietą jūsų kompiuteryje. Spustelėkite ir vilkite visus kitus failus, kuriuos atsisiuntėte iš šios instrukcijos, į failą „MyCode.ino“. Grįžkite į „Arduino“programą ir spustelėkite varnelę viršuje dešinėje, kad programa galėtų išversti kodą į mašinos kalbą, kurią Arduino gali suprasti.

Dabar, kai turite visą kodą, prijunkite kompiuterį prie „Arduino Mega“naudodami USB Mini B kabelį. Grįžkite į „Arduino“programą atidarę „MyCode.ino“ir spustelėkite rodyklės į dešinę mygtuką ekrano viršuje, dešinėje, kad įkeltumėte kodą į „Arduino“. Palaukite, kol programa praneš, kad įkėlimas baigtas. Šiuo metu jūsų robotas baigtas! Dabar turime tai išbandyti.

Įjunkite „Arduino“naudodami variklio skydo jungiklį ir atidarykite OSEPP nuotolinę programą „Android“įrenginyje. Įsitikinkite, kad roboto „Bluetooth“modulis mirksi mėlyna lempute, ir atidarę programą pasirinkite „Bluetooth“ryšį. Palaukite, kol programa pasakys, kad prisijungė prie jūsų roboto. Nuotolinio valdymo pulte kairėje turi būti standartiniai kairės-dešinės-aukštyn-žemyn valdikliai, o dešinėje-mygtukai A-B-X-Y. Naudojant mano kodą, mygtukai X ir Y nieko nedaro, tačiau mygtukas A išsaugo dabartinę roboto platumą ir ilgumą, o mygtukas B yra skirtas robotui pradėti judėti į tą išsaugotą vietą. Įsitikinkite, kad GPS mirksi raudona lemputė naudojant A ir B mygtukus. Tai reiškia, kad GPS yra prijungtas prie palydovų ir renka duomenis, tačiau jei lemputė nemirksi, tiesiog išveskite robotą į lauką su tiesioginiu dangaus vaizdu ir kantriai palaukite. Apačioje esantys apskritimai yra skirti vairasvirtėms, tačiau šiame projekte jie nenaudojami. Ekrano viduryje bus registruojama informacija apie roboto judesius, o tai buvo naudinga mano bandymų metu.

Labai ačiū OSEPP, taip pat „lombarobot id“ir „EZTech“„YouTube“, kad suteikė man pagrindą rašyti šio projekto kodą. Prašome palaikyti šias partijas:

OSEPP

EZTech kanalas

lombarobot id kanalas

7 veiksmas: pasirenkamas išplėtimas: objekto aptikimas

Šios instrukcijos pradžioje minėjau, kad mano robotizuotos transporto priemonės vaizdas, kurį matėte pačioje pradžioje, atrodys kitaip nei jūsų galutinis produktas. Visų pirma, aš turiu galvoje „Raspberry Pi“ir fotoaparatą, kurį matote aukščiau.

Šie du komponentai kartu aptinka stabdymo ženklus arba raudonas stabdymo šviesas roboto kelyje ir laikinai sustoja, todėl robotas tampa arčiau tikros autonominės transporto priemonės. Yra keletas skirtingų „Raspberry Pi“programų, kurios gali būti pritaikytos jūsų transporto priemonei. Jei norėtumėte toliau dirbti su savo robotu, įtraukdami „Raspberry Pi“, labai rekomenduoju įsigyti „Rajandeep Singh“kursą apie savarankiškai vairuojančios, objektą aptikiančios transporto priemonės kūrimą. Visą jo kursą apie Udemy galite rasti čia. Rajandeepas neprašė manęs šaukti jo kurso; Aš tiesiog jaučiu, kad jis yra jo nuostabus instruktorius, kuris padės jums naudotis autonominėmis transporto priemonėmis.