Самостоятелно управлявано роботизирано превозно средство за начинаещи с избягване на сблъсък: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Здравейте! Добре дошли в моя лесен за начинаещи Instructable за това как да си направите собствено самоуправляващо се роботизирано превозно средство с избягване на сблъсъци и GPS навигация. По -горе е видео в YouTube, демонстриращо робота. Това е модел, който демонстрира как работи едно истинско автономно превозно средство. Моля, обърнете внимание, че роботът ми вероятно ще изглежда различно от крайния ви продукт.

За тази конструкция ще ви трябва:

- Роботизиран функционален комплект OSEPP (включва болтове, отвертки, кабели и т.н.) ($ 98,98)

- Arduino Mega 2560 Rev3 ($ 40,30)

- HMC5883L цифров компас ($ 6.99)

- HC-SR04 ултразвуков сензор ($ 3.95)

- GPS и антена NEO-6M ($ 12.99)

- HC-05 Bluetooth модул ($ 7.99)

- USB Mini B кабел (може да имате това да лежи наоколо) ($ 5.02)

- Смартфон с Android

- Шест батерии АА, по 1.5 волта всяка

-Всички подобни на пръчки немагнитни материали (като алуминий), които искате да рециклирате

- Двустранна касета

- Ръчна бормашина

Стъпка 1: Сглобяване на шасито и мобилността на робота

Обяснение: Това не е превозно средство, ако не помръдне! Най -основното роботизирано превозно средство изисква колела, двигатели и шаси (или "тялото" на робота). Вместо да купувам всяка от тези части поотделно, силно препоръчвам да закупите комплект за стартерно роботизирано превозно средство. За моя проект използвах роботизиран функционален комплект OSEPP, тъй като той идва с множество части и налични инструменти и чувствах, че конфигурацията на резервоара е най -добрата за стабилността на робота, както и за опростяване на нашето програмиране, като се изискват само два двигателя.

Процедура: Не би било полезно за вас, ако просто повторя ръководството за сглобяване, което можете да намерите тук (имате възможност и за конфигурация на триъгълен резервоар). Само бих посъветвал да държите всички кабели възможно най -близо до робота и далеч от земята или колелата, особено за кабелите от двигателите.

Ако искате бюджетен вариант за закупуване на скъп комплект, можете също да рециклирате стара, работеща RC кола и да използвате двигателите, колелата и шасито от това, но не съм сигурен доколко Arduino и неговият код са съвместими с тези конкретни части. По -добре е да изберете комплекта от OSEPP.

Стъпка 2: Включване на Arduino

Обяснение: Тъй като това е ръководство за начинаещи, бих искал бързо да обясня какво представлява Arduino за всички читатели, които може да не са запознати с използването му в електрониката. Arduino е вид микроконтролер, което означава, че прави точно това - контролира робота. Можете да напишете инструкции в код на вашия компютър, който ще бъде преведен на език, който Arduino може да разбира, след това можете да качите тези инструкции в Arduino и Arduino веднага ще започне да се опитва да изпълни тези инструкции, когато е включен. Най -често срещаният Arduino е Arduino Uno, който е включен в комплекта OSEPP, но за този проект ще ви трябва Arduino Mega, защото това е по -мащабен проект от това, на което Arduino Uno е способен. Можете да използвате Arduino Uno на комплекта за други забавни проекти.

Процедура: Arduino може да бъде прикрепен към робота чрез използване на ципове или завинтване на дистанционни елементи към основата на робота.

Бихме искали Arduino да управлява двигателите на нашия робот, но двигателите не могат да се свързват директно с Arduino. Следователно, трябва да прикрепим нашия моторен щит (който идва от нашия комплект) върху Arduino, за да можем да установим връзка с кабелите на двигателя и Arduino. Щифтовете, идващи от долната част на щита на двигателя, трябва да се поберат точно в „дупките“на Arduino Mega. Кабелите, които се простират от двигателите, се вписват в слотове на щита на двигателя, както е изобразено по -горе. Тези слотове се отварят и затварят чрез завъртане на отвертка в отстъп с форма на + в самия връх на слота.

След това Arduino се нуждае от напрежение, за да работи. Роботизираният функционален комплект OSEPP трябва да е снабден с държач за батерии, подходящ за шест батерии. След като поставите шест батерии в държача, поставете проводниците, простиращи се от държача на батерията, в слотовете на щита на двигателя, предназначени за напрежение.

Стъпка 3: Добавяне на Bluetooth контрол

Процедура: След като Arduino бъде разбран, добавянето на Bluetooth модула е също толкова лесно да поставите четирите зъба на Bluetooth модула в слота с четири отвора на щита на двигателя, както е показано по-горе.

Невероятно просто! Но не сме приключили. Bluetooth модулът е само половината от действителния Bluetooth контрол. Другата половина настройва отдалеченото приложение на нашето устройство с Android. Ще използваме приложението, разработено от OSEPP, предназначено за робота, сглобен от Robotic Functional Kit. Можете да използвате различно отдалечено приложение на вашето устройство или дори да направите свое собствено, но за нашите цели не искаме да преоткриваме колелото. OSEPP също има инструкции как да инсталирате приложението си, което не може да бъде инсталирано от магазина на Google Play. Можете да намерите тези инструкции тук. Оформлението на дистанционното, което инсталирате, може да изглежда различно от урока и това е добре.

Стъпка 4: Добавяне на избягване на сблъсък

Обяснение: Сега, когато роботът е мобилен, той вече е способен да се сблъсква със стени и големи предмети, което потенциално може да повреди нашия хардуер. Следователно, ние включваме нашия ултразвуков сензор в самата предна част на робота, точно както виждате на изображението по -горе.

Процедура: Роботизираният функционален комплект OSEPP включва всички части, които виждате там, с изключение на ултразвуковия сензор. Когато сглобихте шасито, като следвате инструкциите за употреба, които бях свързал, трябваше вече да сте изградили този държач за ултразвуковия сензор. Сензорът може просто да се вмъкне в двата отвора на държача, но трябва да задържите сензора на място с гумена лента, за да предотвратите падането му от държача. Поставете кабел, който пасва на четирите зъба на сензора, и свържете другия край на кабела към колоната 2 на щифтовете на щита на двигателя.

Можете да включите множество ултразвукови сензори, при условие че имате хардуер, който да ги държи на място.

Стъпка 5: Добавяне на GPS и компас

Обяснение: Почти завършихме нашия робот! Това е най -трудната част от сглобяването на нашия робот. Бих искал първо да обясня GPS и цифровия компас. Arduino се отнася до GPS за събиране на сателитни данни за текущото местоположение на робота по отношение на географска ширина и дължина. Тази географска ширина и дължина се използват, когато се сдвояват с показанията от цифровия компас и тези числа се поставят в поредица от математически формули в Arduino, за да се изчисли какво движение трябва да направи роботът, за да достигне целта си. Компасът обаче се изхвърля в присъствието на железни материали или материали, съдържащи желязо и следователно са магнитни.

Процедура: За да смекчим всякакви потенциални смущения от железни компоненти на нашия робот, ще вземем нашия алуминий, подобен на пръчка, и ще го огънем в дълга V-образна форма, както е на изображението по-горе. Това е за да се създаде известно разстояние от черните материали на робота.

Алуминият може да се огъва ръчно или с помощта на основен ръчен инструмент. Дължината на вашия алуминий няма значение, но се уверете, че полученият V-образен алуминий не е прекалено тежък.

Използвайте двустранната лента, за да залепите GPS модула, GPS антената и цифровия компас върху алуминиевото тяло. МНОГО ВАЖНО: Цифровият компас и GPS антената трябва да бъдат поставени на самия връх на алуминиевото тяло, както е показано на изображението по -горе. Също така цифровият компас трябва да има две стрелки в L-образна форма. Уверете се, че стрелката x сочи към предната част на робота.

Пробийте дупки в двата края на алуминия, така че да може да се завинтва гайка през алуминия и отвор на шасито на робота.

Включете кабела за цифров компас в Arduino Mega, в малкия "изход" точно под слота за напрежение на щита на двигателя. Свържете кабела от точката на GPS с етикет „RX“към щифт TX314 на Arduino Mega (не на щита на двигателя), друг кабел от мястото с надпис „TX“към щифт RX315, друг кабел от „VIN“на GPS към щифта 3V3 на щита на двигателя и последен кабел от "GND" на GPS към щифта GND на щита на двигателя.

Стъпка 6: Обединете всичко с код

Процедура: Време е да предоставим на Arduino Mega кода, който вече съм подготвил за вас. Можете да изтеглите безплатно приложението Arduino тук. След това изтеглете всеки от файловете, които имам по -долу (знам, че изглежда много, но повечето от тях са много малки файлове). Сега отворете MyCode.ino, приложението Arduino трябва да се отвори, след това в горната част щракнете върху Инструменти, след това върху Board и накрая Arduino Mega или Mega 2560. След това в горната част щракнете върху Sketch, след това Show Sketch Folder. Това ще отвори местоположението на файла на MyCode.ino на вашия компютър. Щракнете и плъзнете всички други файлове, които сте изтеглили от тази инструкция във файла MyCode.ino. Върнете се в приложението Arduino и кликнете върху отметката в горния десен ъгъл, за да може програмата да преведе кода на машинен език, който Arduino може да разбере.

Сега, когато сте подготвили целия код, свържете компютъра си с Arduino Mega, като използвате USB Mini B кабела. Върнете се към приложението Arduino с отворен MyCode.ino и щракнете върху бутона със стрелка надясно в горния десен ъгъл на екрана, за да качите кода в Arduino. Изчакайте, докато приложението ви каже, че качването е завършено. В този момент вашият робот е готов! Сега трябва да го тестваме.

Включете Arduino с помощта на превключвателя на щита на двигателя и отворете отдалеченото приложение OSEPP на устройството си с Android. Уверете се, че Bluetooth модулът на робота мига със синя светлина и изберете Bluetooth връзката при отваряне на приложението. Изчакайте приложението да каже, че е свързано с вашия робот. На дистанционното трябва да имате стандартните контроли отляво-надясно-нагоре-надолу отляво и бутони A-B-X-Y отдясно. С моя код бутоните X и Y не правят нищо, но бутонът A е за запазване на текущата географска ширина и дължина на робота, а бутонът B е роботът да започне да се придвижва до това запазено място. Уверете се, че GPS е мигаща червена светлина, когато използвате бутоните A и B. Това означава, че GPS е свързан със спътници и събира данни, но ако светлината не мига, просто изведете робота навън с директен изглед към небето и изчакайте търпеливо. Кръговете в долната част са предназначени да бъдат джойстици, но не се използват в този проект. В средата на екрана ще се записва информация за движенията на робота, което беше полезно по време на моето тестване.

Благодаря много на OSEPP, както и на lombarobot id и EZTech в YouTube, че ми предоставиха основите за писане на код за този проект. Моля, подкрепете тези партии:

OSEPP

EZTech канал

lombarobot id канал

Стъпка 7: Разширение по избор: Откриване на обект

В началото на тази инструкция споменах, че изображението на моето роботизирано превозно средство, което видяхте в самото начало, ще изглежда различно от готовия ви продукт. По -специално, имам предвид Raspberry Pi и камерата, които виждате по -горе.

Тези два компонента работят заедно за откриване на знаци за спиране или червени стоп светлини по пътя на робота и временно спиране, което прави робота по -близък модел до истинско автономно превозно средство. Има няколко различни приложения на Raspberry Pi, които могат да се прилагат за вашия автомобил. Ако искате да работите допълнително върху вашия роботизиран автомобил, като включите Raspberry Pi, горещо препоръчвам да закупите курса на Rajandeep Singh за изграждане на самоуправляващо се превозно средство за откриване на обекти. Можете да намерите пълния му курс по Udemy тук. Раджандип не ме помоли да извикам неговия курс; Просто чувствам, че той е прекрасен инструктор, който ще ви ангажира с автономни превозни средства.