Rover-One: Δίνοντας εγκέφαλο σε φορτηγό/αυτοκίνητο RC: 11 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το Instructable είναι σε ένα PCB που έχω σχεδιάσει και ονομάζεται Rover-One. Το Rover-One είναι μια λύση που δημιούργησα για να πάρω ένα αυτοκίνητο RC αυτοκινήτου/φορτηγού και να του δώσω έναν εγκέφαλο που περιλαμβάνει εξαρτήματα για να αισθανθεί το περιβάλλον του. Το Rover-One είναι ένα PCB 100mm x 100mm σχεδιασμένο σε EasyEDA και στάλθηκε για επαγγελματική εκτύπωση PCB στο JLCPCB.

Rover-One:

Αυτός ο οδηγός θα απεικονίσει τα επιλεγμένα μέρη και αρχεία προέλευσης για να δημιουργήσετε τα δικά σας.

Προέλευση:

Πάντα με γοήτευε η NASA και οι αναρριχητές του Άρη. Ως παιδί, ονειρευόμουν να φτιάξω το δικό μου rover, αλλά οι ικανότητές μου περιορίζονταν στο να βγάζω κινητήρες από σπασμένα αυτοκίνητα RC. Τώρα, ως ενήλικας με δικά μου παιδιά, μου αρέσει να δουλεύω μαζί τους για να τους διδάξω προγραμματισμό και ηλεκτρονικά. Έχω φτιάξει μερικές μάχες μάχης με τα παιδιά μου που αφορούσαν την αντικατάσταση του αμαξώματος του αυτοκινήτου RC με ένα που φτιάξαμε από αφρώδες στρώμα DollarTree και ακονισμένα μπαστούνια ως όπλα. Για να το πάμε στο επόμενο επίπεδο για προγραμματισμό, ο στόχος ήταν να πάρουμε ένα αυτοκίνητο RC και, με ελάχιστες τροποποιήσεις, να του δώσουμε έναν εγκέφαλο. Μετά από πολλές ώρες μαστορέματος σε σανίδες ψωμιού και λακκούβες συγκόλλησης στο πρωτο-σανίδι, γεννήθηκε ο πίνακας Rover-One. Η ανάμειξη του αφρού DollarTree και των ηλεκτρονικών έγινε η μέθοδος μου για κάθε είδους δημιουργίες, οπότε έπλασα το όνομα FoamTronix.

Στόχος του πίνακα Rover-One:

Ο κύριος στόχος αυτού του πίνακα είναι να μάθει για την ανίχνευση εξαρτημάτων και τον προγραμματισμό που περιλαμβάνει την επικοινωνία μεταξύ των εξαρτημάτων και του Arduino nano για την οδήγηση του αυτοκινήτου RC. Αυτός ο πίνακας προέρχεται από διαδικασίες που έμαθα όλα αυτά τα χρόνια σε διαφορετικούς αισθητήρες, καταχωρητές βάρδιας και άλλα IC για την οδήγηση ενός κινητήρα.

Σχηματικός:

easyeda.com/weshays/rover-one

Προμήθειες

• 2x πυκνωτής 1uF
• Πυκνωτής 1x 470uF
• Αντίσταση 16x 220 Ohm
• 1x αντίσταση 100K Ohm
• 2x αντίσταση 4,7K Ohm
• 2x DS182B20 (αισθητήρας θερμοκρασίας)
• 1x LDR (εξαρτώμενη από το φως αντίσταση)
• 2x 74HC595 (IC Shift Register)
• 1x L9110H (IC οδηγού κινητήρα)
• 4x HC-SR04 (υπερηχητικός αισθητήρας απόστασης)
• 19x 2,54 2P βιδωτοί ακροδέκτες
• 4x 2.54 3P βιδωτοί ακροδέκτες
• 1x Arduino Nano
• Σερβο 1 x 9 γραμμαρίων (Χρησιμοποιείται για περιστροφή αυτοκινήτου/φορτηγού)
• 1x μοτέρ DC (στο αυτοκίνητο/φορτηγό RC)
• 1x πλακέτα Adafruit GPS Breakout V3

Προαιρετικά αναλώσιμα:

• Καρφίτσες για ανδρικές κεφαλίδες
• Καρφίτσες γυναικείων κεφαλίδων

Βήμα 1: Arduino Nano

Το Arduino Nano είναι ο εγκέφαλος του πίνακα. Θα χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση της εισόδου από τους διαφορετικούς αισθητήρες (Ping, Temperature, Light) και την έξοδο στον κινητήρα, σερβο, καταχωρητές βάρδιας και σειριακή επικοινωνία. Το Arduino θα τροφοδοτείται από την εξωτερική υποδοχή τροφοδοσίας 5v.

Τμήματα τμήματος:

1x Arduino Nano

Βήμα 2: Shift Registers

Οι καταχωρητές βάρδιας χρησιμοποιούνται για να δώσουν περισσότερες εξόδους. Υπάρχουν δύο καταχωρητές βάρδιας Serial-In Parallel-Out που είναι αλυσοδεμένοι μαζί. Μόνο 3 ακίδες από το Arduino Nano χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο και των 16 εξόδων.

Οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται για τυχόν αιχμές ισχύος που μπορεί να χρειαστούν τα τσιπ.

Οι βιδωτοί ακροδέκτες χρησιμοποιούνται για να διευκολύνουν τη σύνδεση διαφόρων ειδών καλωδίων.

Ένα παράδειγμα των LED θα είναι:

• 2 λευκές λυχνίες LED (για φώτα κεφαλής)
• 2 κόκκινα LED (για φώτα διακοπής)
• 4 κίτρινες λυχνίες LED (για τα φλας - δύο στο μπροστινό μέρος και δύο στο πίσω μέρος)
• 8 LED που συνάγονται, ή 4 κόκκινα και 4 μπλε LED για φώτα αστυνομίας.

Τμήματα τμήματος:

• 2x πυκνωτής 1uF
• Αντίσταση 16x 220 Ohm
• 2x 74HC595 (IC Shift Register)
• 16x 2,54 βιδωτοί ακροδέκτες 2P

Βήμα 3: LDR (Αντίσταση ανίχνευσης φωτός)

Το LDR, Light Detecting Resistor, χρησιμοποιείται μαζί με μια αντίσταση ως διαχωριστής τάσης για τη μέτρηση του φωτός.

Ανάλογα με τον τρόπο χρήσης της πλακέτας, το LDR μπορεί να συνδεθεί απευθείας στον πίνακα ή να τοποθετηθούν άλλες ακίδες κεφαλίδας.

Τμήματα τμήματος:

• 1x LDR (εξαρτώμενη από το φως αντίσταση)
• 1x αντίσταση 100K Ohm

Βήμα 4: Αισθητήρες θερμοκρασίας

Υπάρχουν δύο αισθητήρες θερμοκρασίας. Το ένα έχει σχεδιαστεί για να τοποθετείται απευθείας στην πλακέτα και το άλλο προορίζεται να συνδεθεί μέσω βιδωτών ακροδεκτών για τη μέτρηση της θερμοκρασίας σε άλλη θέση.

Άλλες περιοχές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας θα είναι:

• Στο μοτέρ
• Στη Μπαταρία
• Στο σώμα του RC
• Έξω από το σώμα του RC

Τμήματα τμήματος:

• 2x DS182B20 (αισθητήρας θερμοκρασίας)
• 2x αντιστάσεις 4,7K Ohm
• 1x ακροδέκτες βίδας 2,54 3P

Βήμα 5: Αισθητήρες πινγκ

Υπάρχουν 4 αισθητήρες ping HC-SR04. Ο πίνακας έχει ρυθμιστεί ώστε οι ακίδες ηχώ και σκανδάλης να συνδεθούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη NewPing. Οι ακίδες μπορούν να συγκολληθούν ή να συνδεθούν μεταξύ τους στο HC-SR04, ή καλώδια από τους πείρους ηχώ και σκανδάλης που πηγαίνουν στους ίδιους ακροδέκτες.

Ιδέες για τη μέτρηση της απόστασης θα ήταν να τοποθετήσετε 3 από τους αισθητήρες ping μπροστά από το αυτοκίνητο RC σε διαφορετικές γωνίες και έναν πίσω για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας. NewPing Library:

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Τμήματα τμήματος:

• 4x HC-SR04 (Αισθητήρας υπερήχων απόστασης)
• 4x 2.54 3P βιδωτοί ακροδέκτες

Βήμα 6: Σύνδεση κινητήρα

Το τσιπ IC του οδηγού κινητήρα DC L911H χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του αυτοκινήτου RC που πηγαίνει εμπρός και πίσω. Αυτό το τσιπ αλλάζει βασικά τα καλώδια συν/πλην στον κινητήρα DC για εσάς. Αυτό το τσιπ έχει μεγάλη τάση τροφοδοσίας από 2,5v έως 12v εάν λειτουργεί σε θερμοκρασίες από 0 ° C έως 80 ° C - αυτός είναι ο λόγος που ο αισθητήρας θερμοκρασίας βρίσκεται ακριβώς δίπλα του (ο αισθητήρας θερμοκρασίας μετρά -55 ° C έως 125 ° C). Το τσιπ διαθέτει επίσης ενσωματωμένη δίοδο σφιγκτήρα, επομένως δεν απαιτείται όταν συνδέετε έναν κινητήρα DC.

Η μία τερματική σύνδεση είναι για τον κινητήρα και η άλλη είναι για εξωτερική πηγή ενέργειας για την μπαταρία. Ο κινητήρας και η τρέχουσα έλξη θα ήταν πάρα πολύ στο Arduino, οπότε χρειάζεται άλλη πηγή ενέργειας.

Τμήματα τμήματος:

• 1x L9110H (IC οδηγού κινητήρα)
• 2x 2,54 2P βιδωτοί ακροδέκτες

Βήμα 7: Σέρβο σύνδεση

Το σερβο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της στροφής του αυτοκινήτου RC. Τα περισσότερα παιχνίδια RC αυτοκίνητα θα συνοδεύονται από έναν άλλο κινητήρα που χρησιμοποιείται για στροφή. Η αλλαγή του κινητήρα περιστροφής για ένα σερβο είναι η μόνη τροποποίηση που καταλήγω να κάνω στο πλαίσιο του αυτοκινήτου RC.

Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται για τυχόν αιχμές ισχύος που μπορεί να χρειαστεί το σερβο.

Τμήματα τμήματος:

• Servo 1x 9 γραμμαρίων (Χρησιμοποιείται για περιστροφή αυτοκινήτου/φορτηγού)
• Πυκνωτής 1x 470uF
• Αρσενικές ακίδες κεφαλίδας για σύνδεση του σερβο

Βήμα 8: Ενότητα GPS

Η μονάδα GPS Adafruit είναι ιδανική για να δείτε τη θέση και να παρακολουθείτε πού πηγαίνει το αυτοκίνητο. Αυτή η ενότητα δεν σας δίνει μόνο τη θέση GPS, αλλά λαμβάνετε επίσης:

• Ακρίβεια θέσης εντός 3μ
• Ακρίβεια ταχύτητας εντός 0,1 m/s (Μέγιστη ταχύτητα: 515 m/s)
• Καρφίτσα "Ενεργοποίηση" για ενεργοποίηση/απενεργοποίηση
• Flash για αποθήκευση δεδομένων 16 ωρών δεδομένων
• RTC (Ρολόι πραγματικού χρόνου) για να πάρετε το χρόνο

Βιβλιοθήκη GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Τμήματα τμήματος:

1x πλακέτα Adafruit GPS Breakout V3

Βήμα 9: Σειριακή επικοινωνία

Η σειριακή σύνδεση είναι για να επικοινωνεί το Arduino με άλλες εξωτερικές πηγές.

Τμήματα τμήματος:

1x 2.54 2P βιδωτοί ακροδέκτες

Βήμα 10: Παράδειγμα ρύθμισης πίνακα

Παρήγγειλα πολλούς πίνακες, και έναν από αυτούς έστησα να είναι μόνο για δοκιμή.

Βήμα 11: Παράδειγμα

Επισυνάπτονται εικόνες από τη ρύθμιση μου. Πήρα ένα ολοκαίνουργιο αυτοκίνητο RC, το έσπρωξα, δημιούργησα ένα σώμα από αφρώδες υλικό DollarTree και του έδωσα μυαλό.