Ελέγξτε ένα όχημα με το χέρι σας: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το έργο ήταν για την «Creative Electronics», μια ενότητα 4ης χρονιάς BEng Electronics Engineering στο Πανεπιστήμιο της Μάλαγα, Σχολή Τηλεπικοινωνιών (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

Σε αυτό το διδακτικό θα δούμε πώς να δημιουργήσουμε ένα βραχιόλι για να οδηγούμε ένα αυτοκίνητο τηλεχειριστηρίου με το χέρι μας χρησιμοποιώντας το Arduino. Έχουμε φτιάξει το απαραίτητο λογισμικό και την τρισδιάστατη σχεδίαση του βραχιολιού. Όλα αυτά μπορούν να βρεθούν στο αποθετήριο GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Αυτός ο έλεγχος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε αυτοκίνητο ελέγχεται από κινητήρες Arduino και DC. Για να το δοκιμάσουμε, χρησιμοποιήσαμε ένα σχέδιο δεξαμενής από τον Tim Clark:

thingiverse.com/thing:652851

Αυτό που χρειαζόμαστε?

- 1 γενικό Arduino (χρησιμοποιήσαμε πίνακα Arduino UNO)

- 1 σανίδα Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Συσκευές Bluetooth HC05 (Master) και HC06 (Slave)

- H-Bridge L298N

- Μπαταρία 9V

- Μπαταρία 12V

- x2 κινητήρες DC για Arduino

- Σύρματα

- 3D-Printer (χρησιμοποιήσαμε Anet A8 με υλικολογισμικό Marlin)

- Συγκολλητικό σίδερο

Λογισμικό:

- Κωδικός BT_Transmitter.ino (Master)

- Κωδικός BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (έκδοση 1.8.8)

- Slic3r για γεννήτρια G-Code

Βήμα 1: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να εκτυπώσουμε όλα τα κομμάτια. Τα κομμάτια του βραχιολιού (συνολικά τέσσερα) μπορείτε να τα βρείτε στον κατάλογο 3Dmodels του αποθετηρίου μας. Τα κομμάτια της δεξαμενής μπορείτε να τα βρείτε εδώ. Είναι σημαντικό να παρατηρήσουμε ότι μπορεί να χρειαστεί να τρίψουμε μερικά μέρη, ειδικά τα κομμάτια βραχιόλι για το βήμα συναρμολόγησης.

Για την εκτύπωση των κομματιών χρησιμοποιήσαμε ένα Anet A8 με υλικολογισμικό Marlin. Θα μπορούσαμε φυσικά να χρησιμοποιήσουμε κάποιο άλλο.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση δεξαμενών

Μόλις τυπωθούν όλα τα κομμάτια, πρόκειται να τα ενώσουμε. Στην περίπτωσή μας χρησιμοποιούμε θερμή σιλικόνη, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα παράγωγα.

Πριν ξεκινήσετε την τελική συναρμολόγηση, συνιστάται να κάνετε μια προηγούμενη συναρμολόγηση χωρίς σιλικόνη για να ελέγξετε τη σωστή σύνδεση, την τριβή και την προσαρμογή των διαφόρων τμημάτων. Εάν οποιοδήποτε μέρος δεν ταιριάζει όπως πρέπει ή δεν γλιστράει, είναι απαραίτητο να το τρίψετε έτσι ώστε να προσαρμόζεται τέλεια. Με όλα τα κομμάτια προετοιμασμένα, τα κομμάτια συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας σιλικόνη στα μέρη που τα ενώνουν. Για να ενώσουμε τα κομμάτια της κάμπιας, έχουμε χρησιμοποιήσει νήματα χαλκού μεταξύ καθενός από αυτά, όλα είναι σταθερά εκτός από ένα που χρησιμεύει για τη συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγηση της κάμπιας της δεξαμενής. Αποφασίσαμε να βάψουμε τα κομμάτια για να δώσουμε ρεαλισμό στη δεξαμενή. Για να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε βαφή με σπρέι.

Πήραμε όλες τις πληροφορίες από τον παρακάτω σύνδεσμο.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση βραχιόλι

Το πλήρες βραχιόλι έχει τέσσερα μοντέλα 3D.

• MPU_holder: Αυτό είναι το μέρος όπου είναι ενσωματωμένος ο αισθητήρας επιταχυνσιόμετρου, πρέπει να τοποθετηθεί στο χέρι, με κάποιους δεσμούς.
• nano_holder: Αυτό είναι το κύριο μέρος της θήκης nano, σε αυτό το μέρος θα οριστεί η μπαταρία 9V, η μονάδα bluetooth και το arduino nano.
• nano_holder_button: Αυτό είναι ένα κουμπί για να κρατήσετε την μπαταρία 9V συνδεδεμένη με δύο βάσεις για να τροφοδοτήσετε το arduino.
• nano_holder_cover: Αυτό είναι το εξώφυλλο του τμήματος του nano holder.

Και οι δύο θήκες (mpu και nano) μπορούν να συνδεθούν στο βραχίονα με κάποιους δεσμούς.

Το μόνο που πρέπει να κάνετε εδώ είναι να βάλετε το κουμπί στη θέση του στη βάση nano. Πριν από αυτό, πρέπει να κολλήσουμε μια μικρή συμβολοσειρά (μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη συμβολοσειρά μιας παλιάς πένας, για παράδειγμα) στο κουμπί όπως φαίνεται στην εικόνα. Μόλις βεβαιωθούμε ότι το κουμπί βρίσκεται στη σωστή θέση, πρέπει να βάλουμε κάποιο κομμάτι πίσω του για να αποτρέψουμε τη μετακίνησή του έξω από την τοποθεσία του. Χρησιμοποιούμε ένα πλαστικό κομμάτι και το κολλήσαμε με σιλικόνη. Το τελικό αποτέλεσμα πρέπει να είναι παρόμοιο με την τελική εικόνα.

Βήμα 4: Tank Electronics

Σε αυτό το βήμα συνδέουμε το Arduino Uno στη γέφυρα H για να ελέγξουμε τους κινητήρες και την τροφοδοσία 12V. Η γέφυρα H έχει έξοδο 5V που χρησιμοποιούμε για την τροφοδοσία της πλακέτας Arduino Uno. Πρωτα απο ολα:

Συνδέστε τον πείρο 5 του Arduino στον πείρο IN1 της γέφυρας H. Συνδέστε τον πείρο 6 του Arduino με τον πείρο IN2 της γέφυρας H. Συνδέστε τον πείρο 9 του Arduino στον πείρο IN3 του H Bridge. Συνδέστε τον πείρο 10 του Arduino στον πείρο IN4 του H Bridge. Συνδέστε τις αριστερές εξόδους της γέφυρας H με τον αριστερό κινητήρα και τις σωστές με το δεξί μοτέρ. Συνδέστε τον πείρο 2 του Arduino στον πείρο TX του HC-06. Συνδέστε τον πείρο 3 του Arduino στον πείρο TX του HC-06.

Σημειώστε ότι όλοι οι ακροδέκτες Arduino που είναι συνδεδεμένοι στη γέφυρα H είναι σε θέση PWM.

Τέλος, συνδέστε την παροχή ρεύματος στις εισόδους 12V και GND της γέφυρας Η.

Βήμα 5: Ηλεκτρονικά βραχιόλι

Αρχικά πρέπει να συναρμολογήσουμε το τμήμα MPU. Το MPU πρέπει να είναι σε θέση να τοποθετηθεί στο στήριγμα. Για να επιτευχθεί αυτό, οι θηλυκές καρφίτσες τοποθετούνται στις οπές όπως φαίνεται στις εικόνες. Πρώτα απ 'όλα πρέπει να περάσουμε τα καλώδια μέσα από την τρύπα και να τα κολλήσουμε στην ταινία πείρου. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης στις αρθρώσεις. Στη συνέχεια, μπορούμε να εισαγάγουμε τις λωρίδες στις οπές τους έτσι ώστε να είναι σταθερές. Τώρα μπορούμε να εισάγουμε και να βγάλουμε το MPU από τη θέση του. Σε αυτό το πρώτο μέρος είναι βολικό να χρησιμοποιείτε εύκαμπτα σύρματα για να διευκολύνετε την κίνηση του χεριού.

Ο σχεδιασμός βραχιόλι επιτρέπει επίσης την εισαγωγή όλων των εξαρτημάτων (Arduino Nano, μπαταρία HC-06 και 9v). Η διαδικασία είναι παρόμοια με αυτή που περιγράφεται παραπάνω. Πρέπει επίσης να περάσουμε τα καλώδια MPU στην αντίστοιχη οπή του. Στο τέλος, το ηλεκτρικό σχήμα πρέπει να είναι αυτό που φαίνεται στην πρώτη εικόνα.

Στη δεύτερη θέση πρέπει να βάλουμε δύο χορδές στην τρύπα της μπαταρίας, ώστε να μπορεί να συνδεθεί με τα άλλα μέρη. Μπορούμε να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιώντας σιλικόνη, αλλά, πριν από αυτό, πρέπει να κολλήσουμε τα αντίστοιχα καλώδια σε κάθε χορδή, έτσι ώστε η μπαταρία να είναι συνδεδεμένη στο Vin και GND.

Βήμα 6: Σύζευξη Bluetooth

Μόλις συνδεθούν σωστά οι συσκευές bluetooth, θα δημιουργήσουμε σύνδεση μεταξύ τους (σύζευξη). Πρέπει να αντιστοιχίσουμε τις μονάδες HC-05 και HC-06. Για να το πετύχουμε, χρησιμοποιήσαμε τον επόμενο σύνδεσμο:

Εκπαιδευτικό σεμινάριο BT

Βήμα 7: Επιταχυνσιόμετρο

Το επιταχυνσιόμετρο που χρησιμοποιούμε έχει πληθώρα παραδειγμάτων και βιβλιοθηκών για χρήση του διαθέσιμες στο διαδίκτυο. Επιλέξαμε μερικές βιβλιοθήκες (διαθέσιμες στο αποθετήριο μας) που βελτιώνουν το πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C που χρησιμοποιεί το επιταχυνσιόμετρο, εκτός από την απλοποίηση της διαδικασίας δεδομένων συλλογή σε μερικές λειτουργίες.

Πήραμε όλες τις πληροφορίες από τον παρακάτω σύνδεσμο:

I2C: εδώ.

Επιταχυνσιόμετρο: εδώ.

Βήμα 8: Λογισμικό

Τέλος, πρόκειται να ενσωματώσουμε το λογισμικό στον πομπό και τον δέκτη. Φορτώστε το BT_Transmitter.ino και το BT_Receiver.ino στον πομπό και τον δέκτη αντίστοιχα. Για να γίνει αυτό πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το Arduino IDE.

Η λειτουργία αυτού του λογισμικού είναι απλή: ο πομπός λαμβάνει τα δεδομένα από το επιταχυνσιόμετρο και τα στέλνει στον δέκτη, ο οποίος λαμβάνει τα δεδομένα και μετακινεί τη δεξαμενή. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από το επιταχυνσιόμετρο είναι πάντα κάτω από 100, αφού χρησιμοποιούμε την τιμή 125 για να ξεκινήσουμε μια μετάδοση. Μετά την αποστολή 125, οι πομποί στέλνουν τις τιμές x και y (σε μοίρες).