Autonominis RC automobilis: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šiandien augant savarankiškai vairuojantiems autonominiams automobiliams, nusprendžiau priimti iššūkį sukurti savo. Šis projektas taip pat buvo mano kertinis projektas mano inžinerinio projektavimo ir kūrimo bei robotikos klasėse ir gavo apdovanojimą už geriausią autonominę transporto priemonę STEM konkurse vidurinėje mokykloje.

Užuot pradėjęs nuo nulio, nusprendžiau naudoti jau turimą RC automobilį ir suporavau jį su „RedBoard Arduino Uno“lenta. Aš pasirinkau „Arduino“dėl palyginti lengvo naudojimo ir programavimo.

Tiems, kurie domisi, šis automobilis turi „Redcat Racing 03061“atsparų purslams ESC su šlifuotu varikliu. ESC jau buvo užprogramuotas naudojant su automobiliu gautą valdiklį. Aš to neišbandžiau su varikliu be šepetėlių, nes jo neturime po ranka, tačiau kiekvienas yra kviečiamas išbandyti šį projektą su varikliu be šepetėlių.

Trumpai tariant, šis automobilis renka duomenis iš (5) ultragarso jutiklių HC-SR04. Šie duomenys grįžta į „Arduino“, kur jis priima sprendimus, kaip judėti. Tada „Arduino“atitinkamai valdo vairo stiprintuvą ir variklį. Tam programa naudoja standartinę „Arduino“servo biblioteką ir papildomų bibliotekų nereikia.

Automobilis gali valdyti kintamą greitį per potenciometrą ir atsitrenkti į sieną, kai atsitrenkia į vieną. Be to, automobilis gali pats pasitaisyti, jei jis palengva atsitraukia per arti sienos.

1 žingsnis: dalių sąrašas

Atsakomybės apribojimas: neįtraukiu pačiam automobiliui reikalingų dalių, tik papildomas dalis už automobilio. Tam reikės ESC, variklio, važiuoklės, akumuliatoriaus ir kt.

Jums reikės:

(1) „Arduino Uno“- smūgiai veiks puikiai

(1) Breadboard - šiam projektui paėmiau +/- bėgelį iš vienos lentos ir naudojau kitą, mažesnę lentą. Tiks bet koks dydis.

(5) Ultragarsiniai jutikliai HC-SR04

(1) Potenciometras - naudojamas automobilio greičiui valdyti

(20) Moterų ir vyrų Dupont laidai - labai rekomenduoju, jei reikia, naudoti daugiau kaip kitų laidų ilgintuvus

Lituoklis su lituokliu

„Arduino“maitinimo šaltinis - šiuo atveju naudojau (6) 1,2 V AA baterijas, sujungtas nuosekliai. Tokie išoriniai telefonų ir planšetinių kompiuterių maitinimo bankai, kaip šis, taip pat veiks gerai, kai bus prijungti prie USB prievado.

Juosta, karšti klijai ir (arba) kiti daiktai, naudojami daiktams tvirtinti

(1) Perjungimo jungiklis (neprivaloma - naudoju jį „Arduino“įjungimui ir išjungimui)

2 žingsnis: nustatykite jutiklius

Pirma, norėsite teisingai nustatyti ir pritvirtinti jutiklius. Turiu (1) jutiklį, nukreiptą į priekį, (2) apie 45 laipsnių kampą ir (2) jutiklius automobilio šonuose. Aš 3D spausdinau tvirtinimo laikiklius šonams ir priekiui, o kampinius priekinius jutiklius pritvirtinau karštais klijais, nes karšti klijai yra nelaidūs. Šoninius ir priekinius tvirtinimo laikiklius galima atsisiųsti ir atspausdinti 3D formatu.

3 žingsnis: pridėkite duonos lentą ir potenciometrą

Be to, prieš pradėdami laidus, norėsite pridėti duonos lentą ir greičio reguliavimo potenciometrą. Čia naudoju mažą duonos lentą ir +/- iš kitos duonos lentos dėl vietos ant automobilio kėbulo, tačiau standartinė duonos lenta taip pat puikiai tiks.

4 žingsnis: prijunkite viską

Tai tikriausiai yra didžiausias žingsnis, o vienas netinkamas laidas gali sukelti automobilio netinkamą veikimą. Norėdami gauti papildomų nurodymų, žiūrėkite aukščiau pateiktą Fritzing diagramą.

Pradėkite prijungdami 5 V „Arduino“kaištį prie teigiamo borto bėgelio, o „Arduino“GND kaištį - prie neigiamo lentos bėgio.

Tada prijunkite sonaro jutiklius. HC-SR04 jutikliai pažymėti kiekvienu iš keturių kaiščių. Jie yra:

VCC - 5v galia

Trig - trigeris, skirtas išsiųsti ultragarsinį impulsą

Aidas - priėmimo kaištis, matuojantis pulso trukmę

GND - įžeminimo kaištis

Tam naudokite moteriškus ir vyriškus Dupont laidus. Kiekvienas iš VCC kaiščių turi būti prijungtas prie teigiamo duonos plokštės bėgelio, o kiekvienas GND kaištis turi būti prijungtas prie neigiamo lentos bėgio. Šiai daliai kaip ilgintuvus naudoju papildomus moteriškus ir vyriškus „Dupont“laidus, nes turėjau problemų, kai kai kurie laidai nebuvo pakankamai ilgi.

Tada prijunkite „Trig“ir „Echo“kaiščius prie „Arduino“. Jie bus prijungti prie skaitmeninių „Arduino“kaiščių:

Priekinis centrinis jutiklis:

Trig - 6 kaištis

Aidas - 7 kaištis

Kairės pusės jutiklis:

Triukas - 4

Aidas - 5

Dešinės pusės jutiklis:

Triukas - 2

Aidas - 3

Priekinis kairysis jutiklis:

Triukas - 10

Aidas - 11

Priekinis dešinysis jutiklis:

Triukas - 9

Aidas - 8

Tada prijunkite vairo stiprintuvą, ESC variklį ir greičio valdymo potenciometrą.

Pirmiausia pradėkite nuo vairo stiprintuvo. Mano automobilio servo buvo raudonos, oranžinės ir rudos spalvos laidai. Spalvos gali šiek tiek skirtis, tačiau visos bus sujungtos panašiai:

Ruda viela (įžeminta) - prijunkite prie neigiamos plokštės bėgio

Raudona viela (5 V maitinimas) - prijunkite prie 5 V duonos lentos bėgelio

Oranžinė viela (signalas) - prijunkite prie „Arduino“13 kaiščio

ESC arba elektroninis greičio reguliatorius, valdantis variklį, yra prijungtas labai panašiai. Šiuo atveju laidai yra balti, raudoni ir juodi.

Balta (signalas) - prijunkite prie „Arduino“12 kaiščio

Raudona (5v) - NIEKO neprisijunkite. Dėl elektros energijos antplūdžio, tekančio atgal, kai variklis sustoja, 5v neturėtų būti prijungtas. Galite kepti USB prievadą arba, galbūt, „Arduino“.

Juoda (įžeminta) - prijunkite prie neigiamos lentos

Galiausiai prijunkite potenciometrą, kurį anksčiau uždėjote ant duonos lentos. Tikėtina, kad kažkur ant jo atspausdinti nedideli skaičiai. Jis turėtų būti sujungtas taip:

1 (kairysis kaištis) - prijunkite prie neigiamos lentos

2 (vidurinis kaištis) - prijunkite prie „Arduino“kaiščio A0

3 (dešinysis kaištis) - prijunkite prie teigiamo plokštės bėgio

Elektros instaliacija atrodys labai netvarkinga, taigi, jei norite valdyti laidus, dabar būtų pats laikas tai padaryti.

5 žingsnis: įjunkite „Arduino“

Tada norėsite nustatyti „Arduino“maitinimo sprendimą. Šiame projekte naudojami du atskiri energijos šaltiniai: automobilio akumuliatorius ir „Arduino“akumuliatorius. Šiuo atveju naudojau (6) 1,2 V įkraunamas AA baterijas, sujungtas nuosekliai. Nešiojami mobiliųjų telefonų maitinimo bankai taip pat veiks, tiesiog įsitikinkite, kad turite kabelį, prijungtą prie „Arduino“USB prievado (pvz., Mini USB).

Atminkite, kad 9 V baterijos neveiks su šiuo projektu. Dėl to, kad yra sukurtos 9 voltų baterijos, įtampa yra pakankama „Arduino“veikimui, tačiau iš akumuliatoriaus išeinanti srovė akimirksniu mirs. Taip pat turėjau problemų dėl atsitiktinio 9 v baterijos perkrovimo.

Jei nuspręsite naudoti mano naudojamą sprendimą, jums reikės:

(6) AA baterijos (šarminės baterijos taip pat veikia gerai)

AA baterijų laikikliai visoms (6) baterijoms. Tai puikiai veiktų ir net nereikalauja naudoti lituoklio. Dėl tiekimo, kurį padariau, aš sujungiau (3) dviejų baterijų laikiklius, kaip parodyta paveikslėlyje, sujungiau teigiamus/neigiamus laidus, paėmiau nuolatinės srovės maitinimo kištuką iš 9 voltų akumuliatoriaus adapterio ir litavau iki galo teigiamai ir neigiamai laidai. Tada nuosekliai litavau maitinimo jungiklį su maitinimo šaltiniu, kad būtų lengviau įjungti ir išjungti „Arduino“. Tai visiškai neprivaloma.

6 veiksmas: įkelkite „Arduino“programą

Tada turėsite įkelti programą į „Arduino“. Atsisiųskite programą čia ir įkelkite ją į „Arduino“per „Arduino IDE“.

Tiems iš jūsų, kurie galbūt norėtų pakeisti kodą, įtraukiau keletą pseudokodų, paaiškinančių, ką daro kiekviena dalis.

REDAGUOTI 9/25/18 - Pridėjau antrą programą, kad ji važiuotų dviejų sienų viduryje. Aš neturėjau galimybės išbandyti kodo, nes neturėjau prieigos prie automobilio, bet drąsiai eksperimentuokite su juo.

7 žingsnis: prijunkite viską ir įjunkite

Galiausiai turėsite viską prijungti. Pirmiausia prijunkite automobilio akumuliatorių prie automobilio ir įjunkite ESC. ESC turėtų pyptelėti, rodydamas, kad „Arduino“yra pasirengęs „ginkluoti“. Tada įjunkite „Arduino“. ESC turėtų pyptelėti tris kartus, o ratai turėtų pradėti suktis. Jei ESC pypteli, bet ratai nepradeda suktis, pasukite potenciometrą į dešinę, kad padidintumėte greitį. Jei automobilis juda per greitai, pasukite potenciometrą į kairę.

Jei potenciometras veikia priešingai, nei turėtų, galite išspręsti teigiamus ir neigiamus laidus.

Vaizdo įraše parodyta, kaip automobilis veikia, kaip pakeisti greitį ir įsijungimo tvarka.