Σύγκρουση Avoider Vehicle With Arduino Nano: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Ένα όχημα αποφυγής σύγκρουσης θα μπορούσε να είναι ένα πολύ απλό ρομπότ για να ξεκινήσει την κατάδυση στη μικροηλεκτρονική. Θα το χρησιμοποιήσουμε για να μάθουμε τα βασικά στοιχεία της μικροηλεκτρονικής και να το βελτιώσουμε για να προσθέσουμε πιο εξελιγμένους αισθητήρες και ενεργοποιητές.

Βασικά συστατικά

· 1 Mini USB Arduino Nano ή clon

· 1 πίνακας επέκτασης Arduino Nano Shield

· 1 υπερηχητικός αισθητήρας HC-SR04

· 2 Servos συνεχόμενη περιστροφή 360 μοιρών (FS90R ή παρόμοια)

· 1 θήκη μπαταρίας για 4xAA

· Καλώδια άλματος Breadboard (F-F, M-F, M-M)

· 2 τροχοί για servos

· 1 δομή για το όχημα (αυτοκίνητο παιχνιδιού, τούβλο γάλακτος, κόντρα πλακέ…)

Πρόσθετα συστατικά

Για φωτεινή ένδειξη:

· 1 LED RGB

· 1 μίνι σανίδα ψωμιού

· 3 αντιστάσεις 330W

Για τηλεχειρισμό:

· 1 αισθητήρας δέκτη IR (TSOP4838 ή παρόμοιο)

· 1 τηλεχειριστήριο IR

Για την ακόλουθη γραμμή/ανίχνευση άκρων:

· 2 TCRT5000 αισθητήρας γραμμής φραγμού IR ανακλαστικός

Εναλλακτικά στοιχεία

Μπορείτε να αντικαταστήσετε τα servos για:

· Κινητήρας 2 DC με γρανάζι και πλαστικό ελαστικό

· 1 μονάδα πλακέτας ελεγκτή οδηγού μοτέρ L298 Dual H Bridge

Βήμα 1: Εγκαταστήστε το Λογισμικό και τα προγράμματα οδήγησης

Θα συνεργαστούμε με μικροελεγκτές που βασίζονται σε Arduino, μπορείτε να επιλέξετε Arduino UNO ή οποιοδήποτε άλλο, αλλά λόγω των απαιτήσεων και του μεγέθους πήρα ένα Arduino Nano Clone (από την Κίνα), οπότε με όλες αυτές τις επιλογές πρέπει να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE για την κωδικοποίησή τους.

Μπορείτε να κατεβάσετε το λογισμικό από την επίσημη ιστοσελίδα του Arduino και να ακολουθήσετε τις οδηγίες για να το εγκαταστήσετε. Μόλις τελειώσετε, ανοίξτε το Arduino IDE και επιλέξτε τον πίνακα (στην περίπτωσή μου θα χρησιμοποιήσω την επιλογή "Arduino Nano").

Arduino Nano Clone: Μια φθηνή επιλογή για έναν πίνακα Arduino είναι η αγορά ενός πίνακα κλώνων από την Κίνα. Λειτουργούν με το τσιπ CH340 και θα απαιτήσει την εγκατάσταση ενός συγκεκριμένου προγράμματος οδήγησης. Υπάρχουν πολλές ιστοσελίδες για λήψη του προγράμματος οδήγησης για Windows, Mac ή Linux και επίσης με τις οδηγίες. Για Mac, μερικές φορές μπορεί να αντιμετωπίσετε ένα πρόβλημα αναγνώρισης της σειριακής θύρας, αν σας συμβεί, προσπαθήστε να ακολουθήσετε τις οδηγίες αυτού του συνδέσμου. Εάν μετά από αυτό εντοπίσετε τη σειριακή θύρα αλλά εξακολουθείτε να έχετε προβλήματα, δοκιμάστε να επιλέξετε το "ATMega 328P (Old Bootloader)" στο Arduino IDE/εργαλεία/επεξεργαστής.

Μεταβείτε στην ενότητα κωδικοποίησης για να δείτε τον κωδικό που χρησιμοποίησα για το όχημά μου. Μπορείτε να περιηγηθείτε στον ιστό για πολλές άλλες επιλογές ή κωδικοποίηση μόνοι σας, αν θέλετε.

Βήμα 2: Επιλέξτε μια ωραία δομή για το όχημά σας

Αυτή τη φορά χρησιμοποίησα ένα αυτοκίνητο παιχνιδιού αρκετά μεγάλο για να περιέχει τα ηλεκτρονικά μέσα του, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλα υλικά ως τούβλα ή κόντρα πλακέ για να σχεδιάσετε το δικό σας όχημα. Ρίξτε μια ματιά σε άλλη επιλογή ως τούβλο γάλακτος.

Είναι καλύτερα να αφιερώσετε μερικά λεπτά προγραμματίζοντας πού να τοποθετήσετε όλα τα στοιχεία πριν από την εκκίνηση και να επιβεβαιώσετε ότι όλα θα φιλοξενηθούν. Προετοιμάστε τη δομή.

Βήμα 3: Εγκαταστήστε το De Drive

Η κίνηση του οχήματος θα γίνεται μέσω ενός μόνο άξονα, στην περίπτωση αυτή του πίσω άξονα. Μπορείτε να κρατήσετε το μπροστινό μέρος μόνο για κύλιση ή, με βάση το σχέδιό σας, να χρησιμοποιήσετε έναν τρίτο τροχό ή ένα σημείο ολίσθησης μόνο για να ισορροπήσετε το αυτοκίνητό σας (ως τούβλο γάλακτος, χρησιμοποίησα τη βρύση ως "τρίτο τροχό"). Η στροφή του οχήματός σας θα γίνει αλλάζοντας την ταχύτητα και/ή την κατεύθυνση περιστροφής των servos.

ΣΥΜΒΟΥΛΗ: πριν προσαρμόσετε τη δομή σας, προγραμματίστε την τελική θέση των τροχών και ελέγξτε ότι δεν χτυπάνε τίποτα. Σε αυτό το παράδειγμα, το κέντρο του σερβο άξονα θα βρίσκεται λίγο χαμηλότερα από τον αρχικό άξονα του παιχνιδιού, επειδή ο σερβο τροχός είναι ελαφρώς μεγαλύτερος και μπορεί να χτυπήσει τα προστατευτικά λάσπης)

Βήμα 4: Εγκαταστήστε το De Ultrasonic Sensor

Ο αισθητήρας υπερήχων θα σαρώσει το μπροστινό μέρος του οχήματος για να εντοπίσει οποιοδήποτε εμπόδιο και να επιτρέψει την αντίδραση του κώδικα. Πρέπει να το τοποθετήσετε μπροστά χωρίς κανένα μέρος του οχήματος να διακόπτει τα σήματα.

Βήμα 5: Τοποθετήστε τον μικροελεγκτή και τη θήκη μπαταρίας

Μπορείτε τώρα αριστερά να τοποθετήσετε τα υπόλοιπα στοιχεία στη δομή, να τα διορθώσετε εάν είναι δυνατόν ή τουλάχιστον να είστε σίγουροι ότι δεν θα καταστρέψουν τις συνδέσεις.

Είναι πολύ χρήσιμο να εγκαταστήσετε έναν διακόπτη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης για την μπαταρία εάν δεν έχει κανέναν από προεπιλογή. Μπορείτε επίσης να προσθέσετε έναν αισθητήρα IR για την εκκίνηση/διακοπή του οχήματος.

Εάν πρόκειται να προσθέσετε οποιοδήποτε πρόσθετο στοιχείο, τώρα είναι η στιγμή.

ΣΥΜΒΟΥΛΗ: για να αυξήσετε το κράτημα του οχήματος, τοποθετήστε τη θήκη της μπαταρίας ή τα βαρύτερα εξαρτήματα πάνω από τον κινητήριο άξονα ή κοντά σε αυτό.

Βήμα 6: Ενότητα κωδικοποίησης

Για αυτό το πρόγραμμα, θα χρειαστεί επίσης να εγκαταστήσετε μερικές βιβλιοθήκες ως "Servo.h" (για έλεγχο σερβο), "NewPing.h" (για καλύτερη απόδοση για τον αισθητήρα υπερήχων) ή "IRremote.h" εάν πρόκειται να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα IR. Μπορείτε να ακολουθήσετε τις οδηγίες εγκατάστασης σε αυτόν τον σύνδεσμο.

Προαιρετικά, μπορείτε να αντικαταστήσετε τα σερβο για κινητήρες DC και θα χρειαστείτε έναν οδηγό μοτέρ διπλής γέφυρας H για να τους ελέγξετε. Πιθανώς θα το δημοσιεύσω σε μελλοντικές ενημερώσεις, αλλά τώρα ο κώδικας λειτουργεί μόνο με servos.

Τα servos συνεχούς περιστροφής διαφέρουν ελαφρώς από τα κανονικά servos. μερικές φορές μπορείτε να τροποποιήσετε τα κανονικά για να τα κάνετε να περιστρέφονται συνεχώς, αλλά για αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσουμε το FS90R, που είναι κατασκευασμένο για τις απαιτήσεις μας. Για να λειτουργήσετε τα κανονικά servos πρέπει να δώσετε το πτυχίο που θέλετε να το τοποθετήσετε, αλλά για servos συνεχούς περιστροφής πρέπει να λάβετε υπόψη σας ότι:

· 90 θα είναι στάση για το σερβο

· Λιγότερο από 90 (έως 0) θα περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση όπου 89 είναι η πιο αργή ταχύτητα και 0 η ταχύτερη.

· Περισσότερα από 90 (έως 180) θα περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση, όπου 91 είναι η πιο αργή και 180 η ταχύτερη.

Για να βαθμονομήσετε τα servos σας, πρέπει να τα ρυθμίσετε στο 90 και να ρυθμίσετε τη μικρή βίδα απέναντι από τον τροχό για να σταματήσει η περιστροφή εάν κινείται (παρακαλώ, κάντε το πριν τα τοποθετήσετε στη δομή)

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον υπερηχητικό αισθητήρα με πολλές άλλες βιβλιοθήκες, αλλά να είστε προσεκτικοί κατά την κωδικοποίησή του, επειδή ένα πρόβλημα που μπορείτε να αντιμετωπίσετε με αυτούς τους αισθητήρες είναι ο χρόνος αδράνειας που πρέπει να περιμένετε από την εκπομπή του σήματος υπερήχων μέχρι τη λήψη. Ορισμένα παραδείγματα που μπορείτε να βρείτε στο διαδίκτυο κωδικοποιούν τη χρήση "καθυστέρησης", αλλά θα επηρεάσουν το ρομπότ σας επειδή θα σταματήσει να "καθυστερεί" οποιαδήποτε άλλη ενέργεια για το χρόνο που καθορίσατε. Μπορείτε να μάθετε πώς λειτουργούν οι αισθητήρες υπερήχων σε αυτόν τον σύνδεσμο.

Όπως και στους κινητήρες DC, δεν πρόκειται να χρησιμοποιήσω τον αισθητήρα IR σε αυτό το παράδειγμα, θα περιγραφεί σε μελλοντικές αναρτήσεις.