Autonominen RC -auto: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Itseohjautuvien, itsenäisten autojen noustessa tänään päätin ottaa haasteen tehdä omani. Tämä projekti toimi myös huippukiviprojektina Engineering Design and Development ja Robotics -kursseillani ja sai palkinnon parhaasta itsenäisestä ajoneuvosta lukion STEM -kilpailussa.

Sen sijaan, että aloittaisin tyhjästä, päätin käyttää RC -autoa, joka meillä oli jo, ja yhdistin sen RedBoard Arduino Uno -levyyn. Valitsin Arduinon sen suhteellisen helppokäyttöisyyden ja ohjelmoinnin vuoksi.

Niille, jotka ihmettelevät, tässä autossa on Redcat Racing 03061 roiskeenkestävä ESC ja harjattu moottori. ESC oli jo ohjelmoitu auton mukana tulleella ohjaimella. En ole testannut tätä harjaton moottori, koska meillä ei ole sitä käsillä, mutta kuka tahansa on tervetullut kokeilemaan tätä projektia harjaton moottori.

Lyhyesti sanottuna tämä auto kerää tietoja (5) HC-SR04-ultraäänianturista. Nämä tiedot palaavat Arduinolle, jossa se tekee päätökset liikkumisesta. Arduino ohjaa sitten ohjaustehostinta ja moottoria vastaavasti. Ohjelma käyttää siihen tavallista Arduino -servokirjastoa, eikä lisäkirjastoja tarvita.

Auto pystyy säätämään nopeutta potentiometrin avulla ja perääntymään seinältä, kun se osuu yhteen. Lisäksi auto voi korjata itsensä, jos se ajautuu liian lähelle seinää helpottamalla itseään.

Vaihe 1: Osaluettelo

Vastuuvapauslauseke: En sisälly itse autoon tarvittavia osia, vain auton ulkopuoliset lisäosat. Tätä varten tarvitaan ESC, moottori, runko, akku jne.

Tarvitset:

(1) Arduino Uno - knockoffit toimivat hienosti

(1) Leipälauta - tässä projektissa otin +/- kiskon yhdeltä leipälevyltä ja käytin toista, pienempää leipälautaa. Mikä tahansa koko kelpaa.

(5) HC-SR04-ultraäänianturit

(1) Potentiometri - käytetään auton nopeuden säätämiseen

(20) Naaras -uros -Dupont -johdot - suosittelen lämpimästi käyttämään muita jatkojohtoja tarvittaessa

Juotin ja juotos

Arduino -virtalähde - tässä tapauksessa käytin (6) 1,2 V AA -paristoa, jotka on kytketty sarjaan. Tämänkaltaiset ulkoiset puhelin- ja tablet -virtapankit toimivat myös hyvin, kun ne on kytketty USB -porttiin.

Teippi, kuuma liima ja/tai muut esineiden kiinnittämiseen käytetyt esineet

(1) Vaihtokytkin (valinnainen - käytän sitä Arduinon kytkemiseen päälle ja pois)

Vaihe 2: Aseta anturit paikalleen

Ensinnäkin haluat sijoittaa ja kiinnittää anturit oikein. Minulla on (1) anturi eteenpäin, (2) noin 45 asteen kulmassa ja (2) anturit auton sivuilla. I 3D-tulostetut asennuskiinnikkeet sivuille ja etuosaan ja kiinnitin kuumaliimalla kulmaiset etuanturit, koska kuuma liima ei ole johtava. Sivujen ja etuosan kiinnikkeet voidaan ladata ja tulostaa 3D -muodossa.

Vaihe 3: Lisää leipälevy ja potentiometri

Seuraavaksi haluat lisätä leipälevyn ja nopeuden säätöpotentiometrin ennen johdotuksen aloittamista. Tässä käytin pientä leipälautaa ja +/- toisesta leipälautasta auton korissa olevan tilan vuoksi, mutta myös tavallinen leipälauta toimii hyvin.

Vaihe 4: Johda kaikki

Tämä on luultavasti suurin askel, ja yksi väärä johto voi aiheuttaa auton toimintahäiriön. Katso lisäohjeita yllä olevasta Fritzing -kaaviosta.

Aloita kytkemällä Arduinosi 5 voltin nasta leipälevyn positiiviseen kiskoon ja Arduinon GND -nasta leipälevyn negatiiviseen kiskoon.

Kytke seuraavaksi luotainanturit. HC-SR04-antureissa on neljä merkintää. He ovat:

VCC - 5v teho

Trig - liipaisin lähettää ultraäänipulssin ulos

Kaiku - vastaanottotappi, joka mittaa pulssin keston

GND - maadoitustappi

Käytä tähän naaras-uros Dupont-johtoja. Jokainen VCC -nasta on kytkettävä positiiviseen leipälevyn kiskoon ja jokainen GND -nasta on liitettävä negatiiviseen leipälevyn kiskoon. Käytin ylimääräisiä naaras-uros-Dupont-johtoja tämän osan jatko-osina, koska minulla oli ongelma siitä, että jotkut johdot eivät olleet riittävän pitkiä.

Kytke sitten Trig- ja Echo -nastat Arduinoon. Nämä liitetään Arduinon digitaalisiin nastoihin sellaisenaan:

Keskimmäinen etuanturi:

Laukaisin - nasta 6

Kaiku - nasta 7

Vasen anturi:

Laukaus - 4

Kaiku - 5

Oikeanpuoleinen anturi:

Laukaus - 2

Kaiku - 3

Vasen etuanturi:

Laukaus - 10

Kaiku - 11

Oikea etuanturi:

Laukaus - 9

Kaiku - 8

Kytke sitten ohjaus servo, moottori ESC ja nopeuden säätöpotentiometri.

Aloita ensin ohjausservosta. Autoni servossa oli punaiset, oranssit ja ruskeat johdot. Värit voivat vaihdella hieman, mutta ne kaikki on kytketty samalla tavalla:

Ruskea johto (maa) - liitä negatiiviseen leipälevyn kiskoon

Punainen johto (5 V: n virta) - liitä 5 V: n leipälautan kiskoon

Oranssi johto (signaali) - liitä Arduinon nastaan 13

Moottoria ohjaava ESC - tai elektroninen nopeudensäädin - on kytketty hyvin samalla tavalla. Tässä tapauksessa johdot ovat valkoisia, punaisia ja mustia.

Valkoinen (signaali) - Yhdistä Arduinon nastaan 12

Punainen (5v) - ÄLÄ yhdistä mihinkään. Koska moottorin pysähtyessä virtaa taaksepäin, sähkövirtaa ei saa kytkeä. Voit paistaa USB -portin tai mahdollisesti Arduinon.

Musta (maa) - liitä negatiiviseen leipälevyn kiskoon

Lopuksi johdotus potentiometriin, jonka asetit leipälevyllesi aiemmin. Pieniä numeroita on todennäköisesti painettu siihen jossain. Se on kytkettävä seuraavasti:

1 (vasen tappi) - liitä negatiiviseen leipälevyn kiskoon

2 (keskimmäinen nasta) - liitä Arduinon nastaan A0

3 (oikea tappi) - liitä positiiviseen leipälevyn kiskoon

Johdotus näyttää erittäin sotkuiselta, joten jos haluat tehdä johtojen hallintaa, nyt olisi aika tehdä se.

Vaihe 5: Käynnistä Arduino

Seuraavaksi haluat määrittää virtaratkaisun Arduinolle. Tässä projektissa käytetään kahta erillistä virtalähdettä: auton akku ja Arduinon akku. Tässä tapauksessa käytin (6) 1,2 V: n ladattavaa AA -paristoa, jotka on kytketty sarjaan. Kannettavat matkapuhelinten virtapankit toimivat myös, varmista, että sinulla on kaapeli, joka kytketään Arduinon USB-porttiin (kuten mini-USB).

Huomaa, että 9 voltin paristot EI toimi tämän projektin kanssa. Koska 9v -paristot on suunniteltu, jännite riittää Arduinon käyttämiseen, mutta akusta tuleva virta saa sen kuolemaan hetkessä. Minulla oli myös ongelmia satunnaisten uudelleenkäynnistysten kanssa 9v -akulla.

Jos päätät käyttää käyttämääni ratkaisua, tarvitset:

(6) AA -paristot (myös alkaliparistot toimivat hyvin)

AA -paristopidikkeet kaikille (6) paristoille. Tämä toimisi loistavasti eikä vaadi edes juotosraudan käyttöä. Valmistamani virran vuoksi ketjutin (3) kahden akun pidikettä yhteen kuvan mukaisesti, juotin positiiviset/negatiiviset johdot yhteen, otin tasavirtapistokkeen 9 voltin akkusovittimesta ja juotin sen loppuun positiivinen ja negatiivinen johdot. Juotin sitten virtakytkimen sarjaan virtalähteellä Arduinon kytkemiseksi päälle ja pois. Tämä on täysin valinnaista.

Vaihe 6: Lataa Arduino -ohjelma

Seuraavaksi sinun on ladattava ohjelma Arduinolle. Lataa ohjelma täältä ja lataa se Arduinoosi Arduino IDE: n kautta.

Niille teistä, jotka saattavat harkita koodin muuttamista, olen lisännyt pseudokoodin, joka selittää, mitä kukin osa tekee.

EDIT 25.9.18 - Lisäsin toisen ohjelman, jotta se ajaisi kahden seinän keskellä. Minulla ei ole ollut mahdollisuutta kokeilla koodia, koska minulla ei ole pääsyä autoon, mutta voit kokeilla sitä.

Vaihe 7: Liitä kaikki ja kytke se päälle

Lopuksi sinun on kytkettävä kaikki pistorasiaan. Kytke ensin auton akku autoon ja kytke ESC päälle. ESC: n pitäisi antaa äänimerkki, joka osoittaa, että Arduino on valmis "aseistamaan". Käynnistä seuraavaksi Arduino. ESC: n pitäisi piipata kolme kertaa ja pyörien pitäisi alkaa pyöriä. Jos ESC piippaa, mutta pyörät eivät ala pyöriä, lisää potentiaalimittaria kääntämällä oikealle. Jos auto liikkuu liian nopeasti, käännä potentiometriä vasemmalle.

Jos potentiometri toimii päinvastoin kuin pitäisi, voit kääntää positiiviset ja negatiiviset johdot ratkaistaksesi tämän.

Video näyttää auton toimivan, nopeuden muuttamisen ja käynnistämisjärjestyksen.