Автономна RC кола: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

С възхода на автономните автомобили със самостоятелно управление днес реших да се справя с предизвикателството да направя една от моите собствени. Този проект също ми послужи като основен проект в моите часове по инженерно проектиране и развитие и роботика и получи награда за най -добро автономно превозно средство на състезание STEM в гимназията.

Вместо да започна от нулата, реших да използвам RC автомобил, който вече имахме, и го сдвоих с RedBoard Arduino Uno платка. Избрах Arduino поради относителната му лекота на използване и програмиране.

За тези, които се чудят, тази кола има Redcat Racing 03061 устойчива на пръски ESC с четен мотор. ESC вече е програмиран с помощта на контролера, доставен с колата. Не съм тествал това с безчетков двигател, тъй като нямаме такъв под ръка, но всеки е добре дошъл да опита този проект с безчеткови двигател.

Накратко, тази кола събира данни от (5) HC-SR04 ултразвукови сензори. Тези данни се връщат в Arduino, където взема решения как да се движи. След това Arduino контролира съответно сервоуправлението и двигателя на кормилното управление. Програмата използва стандартната серво библиотека Arduino за това и не са необходими допълнителни библиотеки.

Автомобилът може да регулира скоростта чрез потенциометър и да се отдръпне от стената, когато удари такава. Освен това колата може да се поправи, ако се отнесе твърде близо до стена, като се отпусне.

Стъпка 1: Списък на частите

Отказ от отговорност: Не включвам частите, необходими за самата кола, само допълнителните части извън колата. За това ще са необходими ESC, двигател, шаси, батерия и т.н.

Ще имаш нужда:

(1) Arduino Uno - ударите ще работят добре

(1) Платка - за този проект взех +/- релсата от една макет и използвах друга, по -малка дъска. Всеки размер ще е подходящ.

(5) Ултразвукови сензори HC-SR04

(1) Потенциометър - използва се за контрол на скоростта на автомобила

(20) Женско -мъжки проводници Dupont - силно препоръчвам да се използват повече като удължители за други проводници, ако е необходимо

Поялник с спойка

Захранване Arduino - в този случай използвах (6) 1,2V AA батерии, свързани последователно. Външни банки за захранване на телефони и таблети като тази също ще работят добре, когато са включени в USB порта.

Лента, горещо лепило и/или други предмети, използвани за закрепване на елементи заедно

(1) Превключвател за превключване (по избор - използвам го за включване и изключване на Arduino)

Стъпка 2: Поставете сензорите

Първо, ще искате правилно да позиционирате и закрепите сензорите. Имам (1) сензор, обърнат напред, (2) сензори под ъгъл около 45 градуса и (2) сензори отстрани на колата. Отпечатах 3D монтажни скоби отстрани и отпред и използвах горещо лепило за закрепване на ъглови предни сензори, тъй като горещото лепило е непроводимо. Монтажните скоби отстрани и отпред могат да бъдат изтеглени и отпечатани 3D.

Стъпка 3: Добавете платката и потенциометъра

След това ще искате да добавите макет и потенциометър за контрол на скоростта, преди да започнете окабеляване. Тук използвах малка дъска и +/- от друга дъска поради място по тялото на колата, но стандартната дъска също ще се справи добре.

Стъпка 4: Свържете всичко

Това е може би най -голямата стъпка и един грешен проводник може да причини колата да не функционира правилно. Вижте диаграмата Fritzing по -горе за допълнителни указания.

Започнете, като свържете 5V щифта на вашия Arduino към положителната релса на макета и GND щифта на вашия Arduino към отрицателната шина на макета.

След това свържете проводниците на сонара. Сензорите HC-SR04 имат всеки от четирите си пина с етикет. Те са:

VCC - 5v мощност

Trig - тригер за изпращане на ултразвуков импулс

Ехо - приемащ щифт, който измерва продължителността на импулса

GND - заземяващ щифт

За това използвайте кабели Dupont от женски пол. Всеки от щифтовете на VCC трябва да бъде свързан към положителната магистрала, а всеки от щифтовете GND трябва да бъде свързан към отрицателната шина. Използвах допълнителни женски мъжки кабели Dupont като удължители за тази част, тъй като имах проблем някои от проводниците да не са достатъчно дълги.

След това свържете щифтовете Trig и Echo към Arduino. Те ще бъдат свързани с цифровите щифтове на Arduino като такива:

Преден централен сензор:

Триг - щифт 6

Ехо - щифт 7

Сензор отляво:

Триг - 4

Ехо - 5

Сензор от дясната страна:

Триг - 2

Ехо - 3

Преден ляв сензор:

Триг - 10

Ехо - 11

Преден десен сензор:

Триг - 9

Ехо - 8

След това свържете сервоуправлението на кормилното управление, ESC на двигателя и потенциометъра за контрол на скоростта.

Първо, започнете със сервоуправлението на кормилното управление. Сервото на колата ми имаше червени, оранжеви и кафяви проводници. Цветовете могат да варират малко, но всички те ще бъдат свързани по подобен начин:

Кафяв проводник (заземен) - свържете се с отрицателна шина

Червен проводник (захранване 5v) - свържете се с 5v шина за макет

Оранжев проводник (сигнал) - свържете се към щифт 13 на вашия Arduino

ESC - или електронният контролер на скоростта - който управлява двигателя е свързан много подобно. В този случай проводниците са бели, червени и черни.

Бяло (сигнал) - Свържете се към щифт 12 на вашия Arduino

Червен (5v) - НЕ се свързвайте с нищо. Поради прилив на електричество, който тече назад, когато двигателят спре, 5v не трябва да се свързва. Можете да изпържите USB порт или евентуално вашия Arduino.

Черен (заземен) - свързване към отрицателна шина

И накрая, свържете потенциометъра, който сте поставили на дъската си по -рано. Вероятно някъде върху него са отпечатани малки числа. Той трябва да бъде свързан като:

1 (ляв щифт) - свързване към отрицателна шина

2 (среден щифт) - свържете се към щифт A0 на вашия Arduino

3 (десен щифт) - свържете се към положителна релса

Окабеляването ще изглежда много объркано, така че ако искате да направите някакво управление на проводници, сега е моментът да го направите.

Стъпка 5: Захранване на Arduino

След това ще искате да настроите захранващо решение за Arduino. В този проект се използват два отделни източника на захранване: батерията за автомобила и батерията за Arduino. В този случай използвах (6) 1,2V акумулаторни батерии AA, свързани последователно. Преносимите банки за захранване на мобилни телефони също ще работят, просто се уверете, че имате кабел, който се включва в USB порта на вашия Arduino (като мини-USB).

Моля, обърнете внимание, че 9v батерии НЯМА да работят с този проект. Поради начина, по който са проектирани 9v батерии, напрежението е достатъчно, за да работи Arduino, но токът, излизащ от батерията, ще го накара да умре за нула време. Имах и проблеми със случайни рестартирания на 9v батерията.

Ако решите да използвате решението, което използвах, ще ви трябва:

(6) АА батерии (алкалните батерии също работят добре)

АА държачи за батерии за всички (6) батерии. Този би работил чудесно и дори не изисква да използвате поялник. За захранването, което направих, свързах (3) държачи с две батерии заедно, както е на снимката, запоявах положителните/отрицателните проводници заедно, взех щепсела за постоянен ток от адаптер за 9v батерия и го запоявах до края положителен и отрицателен проводници. След това запоявах последователно превключвател на захранването с захранването за по -лесно включване и изключване на Arduino. Това е напълно незадължително.

Стъпка 6: Качете програмата Arduino

След това ще трябва да качите програмата в Arduino. Изтеглете програмата тук и я качете на вашия Arduino чрез Arduino IDE.

За тези от вас, които биха могли да се замислят за промяна на кода, включих псевдокод, обясняващ какво прави всяка част.

EDIT 9/25/18 - Добавих втора програма, за да я накарам да се движи в средата на две стени. Не съм имал възможност да изпробвам кода поради липса на достъп до колата, но не се колебайте да експериментирате с него.

Стъпка 7: Включете всичко и го включете

И накрая, ще трябва да включите всичко. Първо, свържете акумулатора на колата към колата и включете вашия ESC. ESC трябва да издаде звуков сигнал, показващ, че е готов да бъде „въоръжен“от Arduino. След това включете Arduino. ESC трябва да издаде три звукови сигнала и колелата да започнат да се въртят. Ако ESC издава звуков сигнал, но колелата не започват да се въртят, завъртете потенциометъра надясно, за да увеличите скоростта. Ако колата се движи твърде бързо, завъртете потенциометъра наляво.

Ако потенциометърът работи обратното на начина, по който трябва, можете да обърнете положителните и отрицателните проводници, за да разрешите това.

Видеото показва как колата работи, как да промените скоростта и как да я включите.