TfCD - Самостоятелно управление: 6 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

В тази инструкция ще демонстрираме една от технологиите, които често се използват в автономни превозни средства: ултразвуково откриване на препятствия.

В самоуправляващите се автомобили тази технология се използва за разпознаване на препятствия на къси разстояния (<4 м), например по време на паркиране и превключване на лентата.

За това проучване се стремим да изградим макет, който (1) кара, (2) разпознава препятствията и (3) взема решения за маршрута си съответно.

По -конкретно, ние ще изградим двуколесна дъска с ултразвуков сензор отпред, който ще движи напред, когато не бъде открито препятствие, ще се обърне, когато почти удари обект, и ще се обърне, когато сблъсъкът изглежда неизбежен

Стъпка 1: Получаване на компонентите

За тази инструкция са използвани следните компоненти:

• (A) 830 пинов макет (1бр) Може да е достатъчно по -малък, но не забравяйте да получите такъв с добро качество, тъй като щифтовете на ултразвуковия сензор са малко крехки.
• (B) Arduino UNO (1бр.) Работи отлично с щита на двигателя, не е необходимо да е оригинална версия.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1бр)

Моторният щит опростява процеса на свързване на двигатели към Arduino. В сравнение с майсторството със съпротивления и транзистори, това е много по -безопасно за платката Arduino, особено ако сте начинаещ. Моторният щит Adafruit се предлага с отделни щифтове, които трябва да бъдат запоени върху чипа.

(D) HC-SR04 ултразвуков сензор (1бр)

Това е четирипинов сензор. Той работи, като изпраща кратък ултразвуков импулс през левия „високоговорител“и слуша (докато измерва времето), когато се връща през десния „приемник“.

• (E) DAGU DG01D Мини DC мотор с скоростна кутия 48: 1 (2бр.) Когато използвате щит за мотор, всеки 5V DC мотор ще работи, но скоростната кутия в тази версия е от полза, тъй като кара колелата да се въртят приятно и бавно.
• (F) Пластмасови джанти (2бр) В идеалния случай се опитайте да закупите колела, които са директно съвместими с избрания от вас двигател.

Също така са необходими: компютър с най -новия софтуер на Arduino, поялник, спояваща калай, малка банка за захранване, някои проводници.

Стъпка 2: Настройка на веригата

Свързване на ултразвуков сензор

Ултразвуковият сензор се състои от четири пина, наречени: Vcc, Trig, Echo и Gnd (Ground).

Trig и Echo са свързани към щита на двигателя съответно в цифров пин номер 10 и 9. (Подходящи са и други цифрови щифтове, стига да се приложи подходящото кодиране.)

Vcc и Gnd са свързани към 5V и Gnd на щита.

Свързване на DC двигатели

Двигателите с постоянен ток имат по един черен и червен проводник. Тези проводници трябва да бъдат свързани към портовете на двигателя, в този пример M1 и M2.

Стъпка 3: Написване на кода

Зареждането на библиотеката

Първо, необходимо е да изтеглите правилната библиотека, за да използвате Adafruit Motor Shield v2.3.

В този ZIP-файл има папка, която може да бъде поставена в инсталационната папка на Arduino, в нашия случай:

C: / Program files (x86) Arduino / Libraries

И не забравяйте да го кръстите Adafruit_MotorShield (рестартирайте софтуера си Arduino след това).

Изтегляне на примера за код

Нашият пример за код „Selfdriving_Breadboard.ino“е достъпен за изтегляне.

Има няколко променливи за промяна, най -важното са разстоянията (в сантиметри), когато нещо се случи. В настоящия код макетът е програмиран да обръща назад, когато обект е по -близо от 10 сантиметра, да се върти, когато разстоянието е между 10 и 20 сантиметра, и да шофира направо, когато в 20 сантиметра не е открит обект.

Стъпка 4: Запояване на щифтовете

Процесът на запояване се състои от четири стъпки.

• (A) Подравняване на щифтовете Уверете се, че сте поставили всички щифтове, които идват с щита на двигателя. Това може лесно да стане, като поставите щита върху дъската на Arduino.
• (B) Запояване на щифтовете Не бързайте с тази стъпка, много е важно щифтовете да не се свързват помежду си след запояване. Запоявайте първо външните щифтове, за да сте сигурни, че щифтовете не са изкривени.
• (C) Позициониране на проводниците Когато използвате щита на двигателя, проводниците също трябва да бъдат запоени към съответните им щифтове. Най -добре е да залепите проводниците в щита на двигателя отгоре и да ги запоите в долната част на щита на двигателя. Като обобщение: за този урок запояваме проводници към цифрови щифтове 9 и 10 и към 5V и Gnd щифтове.
• (Г) Запояване на проводниците Сега е време да запоите проводниците, един по един. Уверете се, че са добре позиционирани, може би помолете приятел да ги задържи, докато го запоявате.

Стъпка 5: Сглобяване на самостоятелно управляващата платка

След запояване на компонентите и тестване на веригата е време за окончателно сглобяване.

В този урок макетът не се използва само за основната си функционалност, но и като гръбнак на цялото устройство. Окончателните инструкции за сглобяване се състоят от четири стъпки.

• (A) Свързване на проводниците Уверете се, че кабелите са на правилното място (проверете Стъпка 3 за правилния начин за свързване на всичко), не забравяйте двата DC двигателя. Имайте предвид къде искате да прикрепите компонентите.
• (B) Свързване на сензора Включете сензора в макета и се уверете, че е свързан правилно.
• (C) Поставяне на щита Поставете щита на двигателя върху дъската Arduino UNO. Сега би било чудесно време да тествате системата преди окончателното сглобяване.
• (D) Закрепване на компонентите В тази стъпка вземете двустранна лента и фиксирайте DC двигателите, Arduino и powerbank на място. В този случай Arduino е поставен с главата надолу под макета.

Стъпка 6: Успяхте

Досега вероятно ще бъдете толкова развълнувани, колкото и ние, за да вземем вашето творение за пробен тест.

Забавлявайте се, опитайте се да промените някои параметри, така че да работи най -добре за вас.

Благодарим ви, че следвате инструкциите ни и ни уведомете в случай на възникнал въпрос

-

Валидиране на технологията

Ултразвуковият сензор, който се използва в този случай, трябваше да има обхват от 4 метра. Сензорът обаче губи точност с по -голямо разстояние от 1,5 метра.

Също така изглежда, че сензорът изпитва известен шум. Използвайки серийния монитор, за да потвърди точността на разстоянието, бяха видими върхове от около 3000 (mm), докато обектът отпред беше само на сантиметри. Това вероятно се дължи на факта, че входът на сензора има забавяне в информацията, така че изходът се изкривява от време на време.