TfCD - Αυτοκίνητο Breadboard: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Σε αυτό το Instructable, θα επιδείξουμε μία από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται συχνά σε αυτόνομα οχήματα: ανίχνευση εμποδίων με υπερήχους.

Στα αυτοκινούμενα αυτοκίνητα, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται για την αναγνώριση εμποδίων σε μικρές αποστάσεις (<4μ), για παράδειγμα κατά τη στάθμευση και την αλλαγή λωρίδας.

Για αυτήν την εξερεύνηση, στοχεύουμε να δημιουργήσουμε μια σανίδα που (1) οδηγεί, (2) αναγνωρίζει εμπόδια και (3) λαμβάνει αποφάσεις για τη διαδρομή της ανάλογα.

Συγκεκριμένα, θα φτιάξουμε ένα δίτροχο ψωμί, με έναν υπερηχητικό αισθητήρα μπροστά, που οδηγεί μπροστά όταν δεν εντοπίζεται κανένα εμπόδιο, γυρίζει όταν χτυπά σχεδόν ένα αντικείμενο και αντιστρέφεται όταν μια σύγκρουση φαίνεται αναπόφευκτη

Βήμα 1: Λήψη των εξαρτημάτων

Τα ακόλουθα στοιχεία χρησιμοποιήθηκαν για αυτήν την οδηγία:

• (A) 830 καρφίτσες breadboard (1pc) Ένα μικρότερο μπορεί να είναι αρκετό, αλλά φροντίστε να πάρετε ένα καλής ποιότητας επειδή οι ακίδες στον αισθητήρα υπερήχων είναι λίγο εύθραυστες.
• (B) Arduino UNO (1pc) Λειτουργεί τέλεια με το Motor Shield, δεν χρειάζεται να είναι μια πρωτότυπη έκδοση.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1τεμ)

Η ασπίδα κινητήρα απλοποιεί τη διαδικασία σύνδεσης κινητήρων σε ένα Arduino. Σε σύγκριση με το μπέρδεμα με αντιστάσεις και τρανζίστορ, είναι πολύ πιο ασφαλές για τον πίνακα Arduino, ειδικά αν είστε αρχάριος. Το Adafruit Motor Shield έρχεται με ξεχωριστές ακίδες, που πρέπει να κολληθούν στο τσιπ.

(Δ) Υπερηχητικός αισθητήρας HC-SR04 (1τεμ)

Πρόκειται για έναν αισθητήρα τεσσάρων ακίδων. Λειτουργεί στέλνοντας έναν σύντομο παλμό υπερήχων μέσω της αριστερής μονάδας «ηχείων» και ακούγοντας (μετρώντας το χρόνο) όταν επιστρέφει μέσω της δεξιάς μονάδας «δέκτη».

• (Ε) DAGU DG01D Mini DC μοτέρ με κιβώτιο 48: 1 (2pc) Όταν χρησιμοποιείτε Motor Shield, οποιοσδήποτε κινητήρας DC 5V θα λειτουργήσει, ωστόσο, το κιβώτιο ταχυτήτων σε αυτήν την έκδοση είναι επωφελές, καθώς κάνει τους τροχούς να γυρίζουν όμορφα και αργά.
• (ΣΤ) Πλαστικοί τροχοί (2τεμ) Ιδανικά, προσπαθήστε να αγοράσετε τροχούς που είναι άμεσα συμβατοί με τον κινητήρα της επιλογής σας.

Απαιτούνται επίσης: υπολογιστής με το πιο πρόσφατο λογισμικό Arduino, συγκολλητικό σίδερο, κασσίτερος συγκόλλησης, μια μικρή τράπεζα ισχύος, μερικά καλώδια.

Βήμα 2: Ρύθμιση του κυκλώματος

Σύνδεση του αισθητήρα υπερήχων

Ο αισθητήρας υπερήχων αποτελείται από τέσσερις ακίδες, που ονομάζονται: Vcc, Trig, Echo και Gnd (Ground).

Οι Trig και Echo συνδέονται με το Motor Shield αντίστοιχα με τον Digitalηφιακό αριθμό Pin 10 και 9. (Άλλες ψηφιακές ακίδες είναι επίσης κατάλληλες, εφόσον εφαρμόζεται η κατάλληλη κωδικοποίηση.)

Vcc και Gnd συνδέονται με 5V και Gnd στην ασπίδα.

Σύνδεση κινητήρων DC

Τα μοτέρ DC έχουν ένα μαύρο και ένα κόκκινο σύρμα το καθένα. Αυτά τα καλώδια πρέπει να συνδέονται με τις θύρες του κινητήρα, σε αυτό το παράδειγμα Μ1 και Μ2.

Βήμα 3: Γράφοντας τον Κώδικα

Φόρτωση της βιβλιοθήκης

Πρώτον, είναι απαραίτητο να κατεβάσετε τη σωστή βιβλιοθήκη για να χρησιμοποιήσετε το Adafruit Motor Shield v2.3.

Σε αυτό το αρχείο ZIP, υπάρχει ένας φάκελος, ο οποίος μπορεί να τοποθετηθεί στο φάκελο εγκατάστασης Arduino, στην περίπτωσή μας:

C: / Αρχεία προγράμματος (x86) Arduino / Βιβλιοθήκες

Και φροντίστε να το ονομάσετε Adafruit_MotorShield (κάντε επανεκκίνηση του λογισμικού Arduino στη συνέχεια).

Λήψη του παραδείγματος κώδικα

Το παράδειγμα κώδικα "Selfdriving_Breadboard.ino" είναι διαθέσιμο για λήψη.

Υπάρχουν αρκετές μεταβλητές για τροποποίηση, το πιο σημαντικό είναι οι αποστάσεις (σε εκατοστά) όταν συμβαίνει κάτι. Στον τρέχοντα κώδικα, ο πίνακας ψωμιού ήταν προγραμματισμένος να αντιστρέφει όταν ένα αντικείμενο είναι πιο κοντά από 10 εκατοστά, να περιστρέφεται όταν η απόσταση είναι μεταξύ 10 και 20 εκατοστών και να οδηγεί ευθεία όταν κανένα αντικείμενο δεν ανιχνεύεται σε 20 εκατοστά.

Βήμα 4: Συγκόλληση των καρφιτσών

Η διαδικασία συγκόλλησης αποτελείται από τέσσερα βήματα.

• (Α) Ευθυγράμμιση των ακίδων Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει όλους τους πείρους που παρέχονται με το Motor Shield στη θέση τους. Αυτό μπορεί να γίνει εύκολα τοποθετώντας την ασπίδα στην κορυφή του πίνακα Arduino.
• (Β) Συγκόλληση των ακίδων Μην βιάζεστε σε αυτό το βήμα, είναι πολύ σημαντικό οι ακίδες να μην συνδέονται μεταξύ τους μετά τη συγκόλληση. Συγκολλήστε πρώτα τις εξωτερικές ακίδες, για να βεβαιωθείτε ότι οι καρφίτσες δεν είναι στραβές.
• (Γ) Τοποθέτηση των καλωδίων Όταν χρησιμοποιείτε το Motor Shield, τα καλώδια πρέπει να κολληθούν και στις κατάλληλες ακίδες τους. Λειτουργεί καλύτερα να κολλήσετε τα καλώδια στο Motor Shield από την κορυφή και να τα κολλήσετε στο κάτω μέρος του Motor Shield. Ως επανάληψη: για αυτό το σεμινάριο συγκολλούμε καλώδια σε ψηφιακές ακίδες 9 και 10 και σε ακίδες 5V και Gnd.
• (Δ) Συγκόλληση των καλωδίων Τώρα είναι ώρα να κολλήσετε τα καλώδια, ένα προς ένα. Βεβαιωθείτε ότι είναι καλά τοποθετημένα, ίσως ζητήσετε από έναν φίλο να τα κρατήσει ενώ τα κολλάτε.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση του αυτοκινούμενου Breadboard

Μετά τη συγκόλληση των εξαρτημάτων και τον έλεγχο του κυκλώματος, ήρθε η ώρα για την τελική συναρμολόγηση.

Σε αυτό το σεμινάριο, το breadboard δεν χρησιμοποιείται μόνο για την κύρια λειτουργικότητά του, αλλά και ως τη ραχοκοκαλιά ολόκληρης της συσκευής. Οι τελικές οδηγίες συναρμολόγησης αποτελούνται από τέσσερα βήματα.

• (Α) Σύνδεση των καλωδίων Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια βρίσκονται στη σωστή θέση (ελέγξτε το Βήμα 3 για τον σωστό τρόπο σύνδεσης όλων), μην ξεχνάτε τους δύο κινητήρες DC. Λάβετε υπόψη πού θέλετε να επισυνάψετε τα εξαρτήματα.
• (Β) Σύνδεση του αισθητήρα Συνδέστε τον αισθητήρα στη σανίδα και βεβαιωθείτε ότι είναι σωστά συνδεδεμένος.
• (Γ) Τοποθέτηση της ασπίδας Τοποθετήστε το Motor Shield στην πλακέτα Arduino UNO. Τώρα θα ήταν μια καλή στιγμή για να δοκιμάσετε το σύστημα πριν από την τελική συναρμολόγηση.
• (Δ) Διορθώστε τα εξαρτήματα Σε αυτό το βήμα, πάρτε λίγη ταινία διπλής όψης και στερεώστε τους κινητήρες DC, το Arduino και μια τράπεζα ισχύος στη θέση τους. Σε αυτή την περίπτωση, το Arduino τοποθετείται ανάποδα κάτω από το ψωμί.

Βήμα 6: Το έκανες

Μέχρι τώρα πιθανότατα θα είστε τόσο ενθουσιασμένοι όσο θα πήραμε τη δημιουργία σας για δοκιμαστική εκτέλεση.

Διασκεδάστε, προσπαθήστε να τροποποιήσετε ορισμένες παραμέτρους έτσι ώστε να λειτουργεί καλύτερα για εσάς.

Σας ευχαριστούμε που ακολουθήσατε τις οδηγίες μας και ενημερώστε μας σε περίπτωση οποιασδήποτε απορίας

-

Επικύρωση της τεχνολογίας

Ο αισθητήρας υπερήχων που χρησιμοποιείται σε αυτή την περίπτωση, έπρεπε να έχει εμβέλεια 4 μέτρων. Ωστόσο, ο αισθητήρας χάνει την ακρίβεια με μεγαλύτερη απόσταση από 1,5 μέτρα.

Επίσης, ο αισθητήρας φαίνεται να παρουσιάζει θόρυβο. Χρησιμοποιώντας τη σειριακή οθόνη για να επικυρώσετε την ακρίβεια της απόστασης, κορυφές περίπου 3000 (mm) ήταν ορατές, ενώ το αντικείμενο μπροστά ήταν μόλις εκατοστά μακριά. Αυτό πιθανότατα οφείλεται στο γεγονός ότι η είσοδος του αισθητήρα έχει καθυστέρηση στην πληροφόρησή του, επομένως η έξοδος παραμορφώνεται κάθε τόσο.