Maverick - Двупосочна комуникационна кола с дистанционно управление: 17 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Здравейте всички, аз съм Разван и добре дошли в моя проект „Maverick“.

Винаги съм харесвал неща с дистанционно управление, но никога не съм имал RC кола. Затова реших да създам такъв, който може да направи малко повече от просто движение. За този проект ще използваме някои части, които са достъпни за всеки, който има електронен магазин наблизо или може да купува неща от интернет.

В момента съм на борда на кораб и нямам достъп до различни видове материали и инструменти, така че този проект няма да включва 3D принтер, CNC или каквито и да е фантастични устройства (дори мисля, че ще бъде много полезно, но не имат достъп до такова оборудване), това ще стане с много по -прости налични инструменти. Този проект е предназначен да бъде лесен и забавен.

Как работи?

Maverick е RC автомобил, който използва модула LRF24L01 за изпращане и получаване на данни от и към дистанционното управление.

Той може да измерва температурата и влажността от неговата област и да изпраща данните към дистанционното управление, за да бъдат показани на графика. Също така може да измерва разстоянието до околните обекти и препятствия, като изпраща информация за обхвата, която да се показва.

С натискане на бутон той може да бъде и автономен и в този режим ще избягва препятствията и ще реши, че трябва да върви според измерването, направено от ултразвуковия сензор.

Така че нека да строим.

Стъпка 1: Необходими части за дистанционното управление

- Микроконтролер Arduino (използвал съм Arduino Uno за моя контролер);

- радиоприемник NRF24L01 (ще се използва за двупосочна комуникация между автомобила и дистанционното управление)

- Tower Pro Micro Servo 9g SG90 (използва се за показване на данните от превозното средство, ще позволи на оператора да визуализира параметрите, измерени от сензорите на автомобила, на графика);

- джойстик (за управление на автомобила или за управление на сервото на автомобила);

- Два LED различни цвята (избрах червен и зелен за индикация на режимите на работа);

- 10microF кондензатори;

- 2 бутона (за избор на режимите на работа);

- Различни резистори;

- Платформа;

- Свързващи проводници;

- кламер (като игла на графиката);

- Картонена кутия за обувки (за рамката)

- Гумени ленти

Стъпка 2: Необходима част за Maverick

- Микроконтролер Arduino (използвал съм и Arduino Nano);

- радиоприемник NRF24L01 (ще се използва за двупосочна безжична комуникация между автомобила и дистанционното управление);

- L298 двигател (модулът действително ще задвижва електрическите двигатели на автомобила);

- датчик DHT11 (датчик за температура и влажност);

- 2 x Електродвигатели със зъбно колело и колела;

- Ултразвуков сензор HC-SR04 (сензор, който ще даде възможност за откриване на обекти наоколо и за избягване на препятствия);

- Tower Pro Micro Servo 9g SG90 (ще позволи ориентацията на ултразвуковия сензор, така че да може да измерва обхвата в различни посоки);

- Бял светодиод (за осветяване съм използвал стар цветен сензор, който е изгорял, но светодиодите все още работят);

- 10 microF кондензатора;

- Платформа;

- Свързващи проводници;

- А4 клип дъска като рамка на превозното средство;

- Някои колела от стар принтер;

- Някаква двойна странична лента;

- Закопчалки за папки за закрепване на двигателите към рамката;

- Гумени ленти

Използвани инструменти:

- клещи

- отвертка

- Двойна лента

- Гумени ленти

- Фреза

Стъпка 3: Малко подробности относно някои от материалите:

L298 модул:

Пиновете на Arduino не могат да бъдат свързани директно към електрическите двигатели, тъй като микроконтролерът не може да се справи с усилвателите, изисквани от двигателите. Така че трябва да свържем двигателите към драйвер на двигател, който ще се управлява от микроконтролера Arduino.

Ще трябва да можем да контролираме двата електродвигателя, които движат колата в двете посоки, така че колата да може да се движи напред и назад и да може да управлява.

За да направим всичко по-горе, ще се нуждаем от H-Bridge, който всъщност е масив от транзистори, който позволява да се контролира потока на тока към двигателите. Модулът L298 е точно това.

Този модул също така ни позволява да управляваме двигателите с различни скорости, използвайки щифтове ENA и ENB с два PWM щифта от Arduino, но за този проект, за да спестим два PWM щифта, няма да контролираме скоростта на двигателите, а само посоката така джъмперите за щифтовете ENA и ENB ще останат на мястото си.

Модул NRF24L01:

Това е често използван трансивър, който позволява безжична комуникация между автомобила и дистанционното управление. Той използва честота 2,4 GHz и може да работи със скорост на предаване от 250 kbps до 2 Mbps. Ако се използва в открито пространство и с по -ниска скорост на предаване, обхватът му може да достигне до 100 метра, което го прави идеален за този проект.

Модулът е съвместим с микроконтролера Arduino, но трябва да внимавате да го захранвате от 3.3V щифт, а не от 5V, в противен случай рискувате да повредите модула.

DHT 11 сензор:

Този модул е много евтин и лесен за използване сензор. Той осигурява цифрови показания за температура и влажност, но ще ви е необходима библиотека IDE на Arduino, за да го използвате. Той използва капацитивен сензор за влажност и термистор за измерване на околния въздух и изпраща цифров сигнал към извода за данни.

Стъпка 4: Настройване на връзките за Maverick

Връзки на Maverick:

Модул NRF24L01 (щифтове)

VCC - Arduino Nano 3V3

GND - Arduino Nano GND

CS - Arduino Nano D8

CE - Arduino Nano D7

MOSI - Arduino Nano D11

SCK- Arduino Nano D13

MISO - Arduino Nano D12

IRQ не се използва

L298N модул (щифтове)

IN1 - Arduino Nano D5

IN2 - Arduino Nano D4

IN3 - Arduino Nano D3

IN4 - Arduino Nano D2

ENA - има джъмпер на място -

ENB - има джъмпер на място -

DHT11

VCC 5V релса на платката

GND GND релса на макета

S D6

HC-SR04 ултразвуков сензор

VCC 5V релса на платката

GND GND релса на макета

Trig - Arduino Nano A1

Ехо - Arduino Nano A2

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

GND (кафяв цвят тел) GND релса на дъската

VCC (червен цветен проводник) 5V шина на платката

Сигнал (оранжев цветен проводник) - Arduino Nano D10

LED светлина - Arduino Nano A0

Платка

5V релса - Arduino Nano 5V

GND релса - Arduino Nano GND

Първоначално вмъкнах Arduino Nano в макета, с USB връзка отвън за по -лесен достъп по -късно.

- Arduino Nano 5V щифт към 5V шината на платката

-Arduino Nano GND щифт към GND шината на платката

Модул NRF24L01

- GND на модула отива към GND на релсата

- VCC отива към щифта Arduino Nano 3V3. Внимавайте да не свържете VCC към 5V на макетната платка, тъй като рискувате да разрушите модула NRF24L01

- CSN щифт отива към Arduino Nano D8;

- CE щифт отива към Arduino Nano D7;

- SCK щифт отива към Arduino Nano D13;

- ПИН за MOSI отива към Arduino Nano D11;

- ПИН за MISO отива към Arduino Nano D12;

- IRQ изводът няма да бъде свързан. Бъдете внимателни, ако използвате различна платка от Arduino Nano или Arduino Uno, щифтовете SCK, MOSI и MISO ще бъдат различни.

- Също така съм прикрепил 10µF кондензатор между VCC и GND на модула, за да няма проблеми с захранването на модула. Това не е задължително, ако използвате модула при минимална мощност, но както прочетох в интернет, много проекти имаха проблеми с това.

- Ще трябва също да изтеглите библиотеката RF24 за този модул. Можете да го намерите на следния сайт:

L298N модул

- За щифтовете ENA и ENB оставих джъмперите свързани, защото не е необходимо да контролирам скоростта на двигателите, за да спестя два PWM цифрови пина на Arduino Nano. Така че в този проект двигателите винаги ще работят с пълна скорост, но в крайна сметка колелата няма да се въртят толкова бързо поради предавката на двигателите.

- ПИН IN1 отива към Arduino Nano D5;

- ПИН IN2 отива към Arduino Nano D4;

- ПИН IN3 отива към Arduino Nano D3;

- ПИН IN4 отива към Arduino Nano D2;

- + на батерията ще отиде на 12V слота;

- - на батерията ще отиде в GND слота и към GND шината на макета;

- Ако използвате мощна батерия (максимум 12V), можете да захранвате Arduino Nano от 5V слота към щифта Vin, но имам само 9V батерии, така че използвах една само за двигателите и една за захранване на Arduino Nano и сензорите.

- И двата двигателя ще бъдат свързани към слотовете отдясно и отляво на модула. Първоначално няма значение как ще ги свържете, по -късно може да се регулира от кода на Arduino или само от превключване на проводниците помежду им, когато ще тестваме автомобила.

Модул DHT11

- Щифтовете на модула пасват перфектно на дъската. Така че - щифтът отива към релсата GND.

- Сигналният щифт отива към Arduino Nano D6;

- VCC щифтът преминава върху 5V шина.

HC-SR04 ултразвуков сензорен модул

- VCC щифтът отива към 5V шината на макета;

- щифтът GND към релсата GND на макета;

- Пин щифта към Arduino Nano A1;

- Echo щифта към Arduino Nano A2;

- Ултразвуковият модул ще бъде прикрепен към сервомотора с двойна лента или/и с някои гумени ленти, за да може да измерва разстояния под различни ъгли спрямо надлъжната посока на автомобила. Това ще бъде полезно, когато в автономен режим превозното средство ще измери разстоянието отдясно, отколкото отляво и той ще реши къде да завие. Също така ще можете да управлявате серво, за да откриете различните разстояния до различните посоки от превозното средство.

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

- Кафявият проводник към релсата GND на макета

- Червеният проводник към 5V шината на платката

- Оранжевият проводник към Arduino Nano D10;

LED

- Светодиодът ще се захранва от щифт А0. Използвал съм стар цветен сензор, който е изгорял, но светодиодите все още работят и 4 от тях на малката дъска са идеални за осветяване на пътя на автомобила. Ако използвате само един светодиод, трябва да използвате резистор от 330Ω, който е сериен със светодиода, за да не го изгорите.

Поздравления за свързването на автомобила.

Стъпка 5: Отдалечени връзки на Maverick:

Модул NRF24L01 (щифтове)

VCC - Arduino Uno щифт 3V3

GND - Arduino Uno щифт GND

CS - Arduino Uno щифт D8

CE - Arduino Uno щифт D7

MOSI - Arduino Uno щифт D11

SCK - Arduino Uno щифт D13

MISO - Arduino Uno щифт D12

IRQ не се използва

Джойстик

GND GND релса на макета

VCC 5V релса на платката

VRX - Arduino Uno щифт A3

VRY - Arduino Uno щифт A2

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

GND (кафяв цвят тел) GND релса на макета

VCC (червен цветен проводник) 5V шина на платката

Сигнал (оранжев цветен проводник) - Arduino Uno щифт D6

Червен светодиод - Arduino Uno щифт D4

Зелен светодиод - Arduino Uno щифт D5

Автономен бутон - Arduino Uno щифт D2

Бутон за обхват - Arduino Uno щифт D3

Платка

5V релса - Arduino Uno щифт 5V

GND Rail - Arduino Uno щифт GND

Тъй като използвам за контролера Arduino Uno, прикрепих Uno към макет с няколко гумени ленти, за да не се движи.

- Arduino Uno ще се захранва от 9V батерия през жака;

- Arduino Uno 5V щифт към 5V шината на платката;

-Arduino Uno GND щифт към GND шината на макета;

Модул NRF24L01

- GND на модула отива към GND на релсата

- VCC отива към щифта на Arduino Uno 3V3. Внимавайте да не свържете VCC към 5V на макетната платка, тъй като рискувате да разрушите модула NRF24L01

- CSN щифт отива към Arduino Uno D8;

- CE щифт отива към Arduino Uno D7;

- SCK щифт отива към Arduino Uno D13;

- ПИН за MOSI отива към Arduino Uno D11;

- ПИН за MISO отива към Arduino Uno D12;

- IRQ изводът няма да бъде свързан. Бъдете внимателни, ако използвате различна платка от Arduino Nano или Arduino Uno, щифтовете SCK, MOSI и MISO ще бъдат различни.

- Също така съм прикрепил 10µF кондензатор между VCC и GND на модула, за да няма проблеми с захранването на модула. Това не е задължително, ако използвате модула при минимална мощност, но както прочетох в интернет, много проекти имаха проблеми с това.

Модул с джойстик

- Модулът на джойстика се състои от 2 потенциометра, така че е много сходен с връзките;

- GND щифт към GND шината на макета;

- VCC щифт към 5V шината на платката;

- VRX щифт към щифта Arduino Uno A3;

- VRY щифт към щифта Arduino Uno A2;

Tower Pro Micro Servo 9g SG90

- Кафявият проводник към релсата GND на макета

- Червеният проводник към 5V шината на платката

- Оранжевият проводник към Arduino Uno D6;

LED

- Червеният светодиод ще бъде свързан последователно с резистор 330Ω към Arduino Uno извод D4;

- Зеленият светодиод ще бъде свързан последователно с резистор 330Ω към Arduino Uno извод D5;

Бутони за натискане

- Бутоните ще се използват за избор на режим, в който превозното средство ще работи;

- Автономният бутон ще бъде свързан към щифт D2 на Arduino Uno. Бутонът трябва да се дърпа надолу с 1k или 10k резистор стойността не е важна.

- Бутонът за обхват ще бъде свързан към щифт D3 на Arduino Uno. Същият бутон трябва да бъде изтеглен с 1k или 10k резистор.

Това е, сега сме свързали всички електрически части.

Стъпка 6: Изграждане на рамката на дистанционното управление

Рамката на дистанционното управление всъщност е направена от картонена кутия за обувки. Разбира се, другите материали ще се справят по -добре, но в моя случай материалите, които мога да използвам, са ограничени. Затова използвах картонена кутия.

Първо изрязах външните страни на корицата и получих три части като на снимката.

След това взех двете по -малки парчета и ги залепих с двойна лента.

Третата по -дълга част ще бъде перпендикулярна на тях, образувайки рамка с форма на "Т".

Горната (хоризонтална) част ще се използва за графиката, а долната (вертикална) част ще се използва за електрическите компоненти, така че всичко да се слепи. Когато правим графиката, ще отрежем горната част, за да пасне на хартията.

Стъпка 7: Създаване на графиката за дистанционното управление

Разбира се, в тази стъпка ще бъде хубаво, ако имате LCD (16, 2), така че данните, предоставени от превозното средство, ще бъдат показани. Но в моя случай нямам такъв, затова трябваше да намеря друг начин за показване на данните.

Реших да направя малка графика с игла от серво мотор, кламер (използван като игла), който ще покаже стойностите, измерени от сензорите на превозното средство и радарния графичен лист, или можете да използвате полярна графична хартия (Графични документи може да се изтегли от интернет).

Параметрите, измерени от сензорите, ще бъдат преобразувани в градуси за серво мотора. Тъй като сервомоторът не е с най -добро качество, ограничих неговото движение от 20 ° до 160 ° (20 ° означава 0 измерена стойност на параметъра и 160 ° означава максималната стойност на параметъра, която може да се покаже например 140 см).

Всичко това може да се коригира от кода на Arduino.

За графиката използвах лист за радарно начертаване, който разрязах наполовина, след като го промених малко с помощта на основен инструмент за боядисване и изрязване на Windows.

След като промених листа за нанасяне на радар, за да пасне на дистанционното управление, нарисувах линиите, свързващи центъра на графичния лист с външния кръг, за да улесня отчитането.

Валът за завъртане на серво мотора трябва да бъде подравнен с центъра на чертежа.

Разтегнах и модифицирах кламер, за да пасна на рамото на серво мотора.

Тогава най -важното е да „калибрирате“графиката. Така че за различни стойности на измерените параметри иглата на графиката трябва да показва правилната стойност на ъгъла. Направих това превключване на дистанционното управление и включване на Maverick и измерване на различни разстояния с ултразвуковия сензор, докато вземах стойностите от серийния монитор, за да се уверя, че графиката сочи правилно. След няколко повторни позиции на серво и малко огъване на иглата графиката показва правилните измерени стойности на параметрите.

След като всичко е прикрепено към рамката с форма „Т“, отпечатах и залепих с двойна лента блок -схемата за избор на режим, за да не се обърка с кой параметър се показва графиката.

Накрая дистанционното управление е готово.

Стъпка 8: Изграждане на шасито Maverick

Преди всичко трябва да благодаря на моя добър приятел Владо Йованович за отделянето на време и усилия за изграждането на шасито, каросерията и целия дизайн на рамката на Maverick.

Шасито е направено от картонен клипборд, който е изрязан в осмоъгълна форма с много усилия с помощта на фреза, единственото налично нещо наоколо. Осмоъгълната форма ще побере електронните части. Поставката на клипборда е използвана като опора за задните колела.

След като дъската беше отрязана, тя беше покрита със сребърна лента (лента против пръски), за да придаде по -хубав вид.

Двата двигателя бяха прикрепени както на снимките с помощта на двойна лента и модифицирани закопчалки за папки. Две дупки са пробити от всяка страна на шасито, за да позволят на кабелите на двигателя да преминат, за да достигнат до модула L298N.

Стъпка 9: Изграждане на странични панели на рамката

Както бе споменато по -рано, цялата външна обвивка на Maverick е направена от картонена кутия. Страничните панели бяха изрязани с фреза, измерени и изработени, за да пасват на шасито.

Някои дизайнерски характеристики са приложени, за да изглеждат по -добре, а върху вътрешната част на панелите е занитана телена мрежа, за да приличат на резервоар.

Стъпка 10: Изграждане на предни и задни опори за рамката

Предната и задната опора имат за цел да закрепят страничните панели отпред и отзад на автомобила. Предната опора също има за цел да побере светлината (в моя случай сензорът за счупен цвят).

Размерите на предната и задната опора можете да ги намерите в приложените снимки, заедно с шаблоните за това как да отрежете опората и къде и от кои страни да се огънете и по -късно да залепите.

Стъпка 11: Изграждане на горния капак на рамката

Горният капак трябва да затваря всичко вътре и за по -добър дизайн направих няколко линии откъм кърмата, за да може да се види електрониката в колата. Също така горният капак е направен така, че да може да се сваля, за да се сменят батериите.

Всички части са свързани един с друг с болтове и гайки, както е на снимката.

Стъпка 12: Сглобяване на рамката на тялото

Стъпка 13: Монтиране на двигателите на шасито

Двата двигателя бяха прикрепени както на снимките с помощта на двойна лента и модифицирани закопчалки за папки. Две дупки са пробити от всяка страна на шасито, за да позволят на кабелите на двигателя да преминат, за да достигнат до модула L298N.

Стъпка 14: Монтиране на електрониката на шасито

Като захранване използвах две 9V батерии като най -подходящите, след като са налични. Но за да ги монтирам на шасито, трябваше да направя държач за батерии, който да държи батериите на място, докато колата се движи, и също така ще бъде лесен за отстраняване в случай, че е необходимо да се смени батериите. Така че отново направих държач за батерия от кашон и го прикрепих към шасито с модифицирана закопчалка за папки.

Модулът L298N е инсталиран с помощта на 4 дистанционни елемента.

Дъската за хляб беше прикрепена към шасито с помощта на двойна лента.

Ултразвуковият сензор е прикрепен към серводвигателите с помощта на двойна лента и някои гумени ленти.

Е, сега всички електронни компоненти са на мястото си.

Стъпка 15: Монтиране на рамката на тялото на шасито

Стъпка 16: Как да работите с Maverick

Maverick може да се управлява в 4 режима и това ще бъде обозначено с двата светодиода на дистанционното управление (червен и зелен).

1. Ръчно управление (влажност). Първоначално, когато автомобилът е включен, той ще бъде на ръчно управление. Това означава, че Maverick ще се управлява ръчно от дистанционното управление с помощта на джойстика. И двата светодиода ще бъдат изключени на дистанционното управление, което показва, че сме в ръчен режим. Стойността, показана на графиката на дистанционното управление, ще бъде ВЛАЖНОСТТА на въздуха около Maverick.

2. Ръчно управление (температура). Когато и Зеленият и Червеният светодиод са ВКЛЮЧЕНИ. Това означава, че Maverick ще се управлява ръчно от дистанционното управление с помощта на джойстика. В този режим светлината също ще се включи. Стойността, показана на графиката на дистанционното управление, ще бъде ТЕМПЕРАТУРА на въздуха около Maverick в градуси C.

3. Автономен режим. При натискане на бутона за автоматично натискане червеният светодиод се включва, което показва автономния режим. В този режим Maverick започва да се движи сам, като избягва препятствията и решава къде да се обърне според информацията, получена от ултразвуковия сензор. В този режим стойността, показана на графиката на дистанционното управление, ще бъде измереното разстояние при движение.

4. Режим на измерване на обхват. Когато бутонът Range е натиснат, зеленият светодиод се включва, което показва, че Maverick е в режим на обхват. Сега Maverick няма да се движи. Джойстикът вече ще управлява серво мотора, прикрепен към ултразвуковия сензор. За да измерите обхвата от превозното средство до различни обекти около него, просто преместете джойстика и насочете ултразвуковия сензор към обекта. Стойността на разстоянието до обекта ще бъде показана на графиката на дистанционното управление в cm.

За включване и изключване на LED светлината на Maverick трябва да имате и двата светодиода на дистанционното управление включени (за включена светлина) или изключена (за изключена светлина).

Стъпка 17: Arduino код

Можете да намерите кодовете за дистанционното управление и за Maverick прикачени.

Това е всичко за моя проект Maverick. Надявам се да ви хареса и благодаря за гледането и гласуване за него, ако ви харесва.