Rover-One: Gi en RC-lastebil/bil en hjerne: 11 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Denne instruksjonsboken er på et kretskort jeg har designet kalt Rover-One. Rover-One er en løsning jeg konstruerte for å ta en leketøy RC-bil/lastebil, og gi den en hjerne som inneholder komponenter for å kjenne miljøet. Rover-One er en 100 mm x 100 mm PCB designet i EasyEDA, og ble sendt ut for profesjonell PCB-utskrift på JLCPCB.

Rover-One:

Denne guiden vil illustrere delene som er valgt, og kildefiler for deg å lage dine egne.

Opprinnelse:

Jeg har alltid vært fascinert av NASA og Mars -roverne. Som barn drømte jeg om å bygge min egen rover, men mine ferdigheter var begrenset til å bare ta motorer ut av ødelagte RC -biler. Som voksen med egne barn liker jeg å jobbe med dem for å lære dem om programmering og elektronikk. Jeg har bygget noen få kampboter med barna mine som innebar å bytte ut RC -karosseriet med en vi bygde ut av DollarTree -skumbrett og skjerpet popsicle -pinner som våpen. For å ta det til neste nivå for programmering, var målet å ta en RC -bil, og, med minimale modifikasjoner, gi den en hjerne. Etter mange timers tinker på brødbrett og loddepytter på prototavle, ble Rover-One-brettet født. Blandingen av DollarTree -skumplater og elektronikk ble min metode for alle slags kreasjoner, så jeg fant ut navnet FoamTronix.

Målet med Rover-One-brettet:

Hovedmålet med dette brettet er å lære om sensingkomponenter og programmeringen som er involvert for å kommunisere mellom komponentene og Arduino nano for å kjøre RC -bilen. Dette brettet tar fra prosesser jeg lærte gjennom årene på forskjellige sensorer, skiftregistre og andre IC -er for å drive en motor.

Skjematisk:

easyeda.com/weshays/rover-one

Rekvisita

• 2x 1uF kondensator
• 1x 470uF kondensator
• 16x 220 Ohm motstand
• 1x 100K Ohm motstand
• 2x 4,7K Ohm motstand
• 2x DS182B20 (temperatursensor)
• 1x LDR (lysavhengig motstand)
• 2x 74HC595 (skiftregister IC)
• 1x L9110H (Motordriver IC)
• 4x HC-SR04 (ultralydavstandssensor)
• 19x 2,54 2P skrueterminaler
• 4x 2,54 3P skrueterminaler
• 1x Arduino Nano
• 1x 9 gram servo (brukes til å snu bilen/lastebilen)
• 1x likestrømsmotor (på RC -bilen/lastebilen)
• 1x Adafruit GPS Breakout V3 -kort

Valgfrie rekvisita:

• Mannlige toppnål
• Kvinne header pins

Trinn 1: Arduino Nano

Arduino Nano er hjernen til brettet. Den vil bli brukt til å administrere inngangen fra de forskjellige sensorene (Ping, temperatur, lys) og utgang til motor, servo, skiftregistre og seriell kommunikasjon. Arduino vil bli drevet fra en 5v ekstern forsyningskontakt.

Seksjon Deler:

1x Arduino Nano

Trinn 2: Skift registre

Skiftregistrene brukes til å gi flere utdata. Det er to Serial-In Parallel-Out skiftregistre som er daisy-lenket sammen. Bare 3 pinner fra Arduino Nano brukes til å kontrollere alle 16 utganger.

Kondensatorene brukes til eventuelle kraftpinner som brikkene kan trenge.

Skrueterminalene brukes for å gjøre det enkelt å koble til forskjellige typer ledninger.

Et eksempel på lysdiodene vil være:

• 2 hvite lysdioder (for frontlys)
• 2 røde lysdioder (for pauselys)
• 4 gule lysdioder (for blinklys - to foran og to bak)
• 8 utledede lysdioder, eller 4 røde og 4 blå lysdioder for politilys.

Seksjon Deler:

• 2x 1uF kondensator
• 16x 220 Ohm motstand
• 2x 74HC595 (skiftregister IC)
• 16x 2,54 2P skrueterminaler

Trinn 3: LDR (lysdetekterende motstand)

LDR, Light Detecting Resistor, brukes sammen med en motstand som spenningsdeler for å måle lyset.

Avhengig av hvordan brettet brukes, kan LDR festes direkte til brettet, eller andre toppstifter kan monteres.

Seksjon Deler:

• 1x LDR (lysavhengig motstand)
• 1x 100K Ohm motstand

Trinn 4: Temperatursensorer

Det er to temperatursensorer. Den ene er designet for å montere direkte på brettet, og den andre er ment å være tilkoblet via skrueterminaler for måling av temperaturen på et annet sted.

Andre områder for å måle temperaturen vil være:

• På motoren
• Ved batteriet
• På RC -kroppen
• Utenfor RC -kroppen

Seksjon Deler:

• 2x DS182B20 (temperatursensor)
• 2x 4,7K Ohm motstander
• 1x 2,54 3P skrueterminaler

Trinn 5: Ping -sensorer

Det er 4 HC-SR04 pingsensorer. Brettet er konfigurert for at ekko- og triggerpinnene skal kobles sammen ved hjelp av NewPing -biblioteket. Pinnene kan loddes eller kobles sammen på HC-SR04, eller ledninger fra ekkoet og utløserpinnene går til de samme terminalpinnene.

Ideer for å måle avstanden ville være å plassere 3 av ping -sensorene foran RC -bilen i forskjellige vinkler, og en bak for sikkerhetskopiering. NewPing -bibliotek:

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Seksjon Deler:

• 4x HC-SR04 (ultralydavstandssensor)
• 4x 2,54 3P skrueterminaler

Trinn 6: Motortilkobling

DC -motorføreren L911H IC -brikke brukes til å kontrollere RC -bilen som går fremover og bakover. Denne brikken bytter i utgangspunktet pluss/minus ledninger på likestrømsmotoren for deg. Denne brikken har bred forsyningsspenning fra 2,5v til 12v hvis den brukes i temperaturer fra 0 ° C til 80 ° C - derfor er temperatursensoren rett ved siden av (temperatursensoren måler -55 ° C til 125 ° C). Brikken har også en innebygd klemmediode, så en er ikke nødvendig ved tilkobling av en likestrømsmotor.

Den ene tilkoblingen er for motoren, og den andre er for en ekstern strømkilde for batteriet. Motor og strømtrekk ville være for mye på Arduino, så en annen strømkilde er behov.

Seksjon Deler:

• 1x L9110H (Motordriver IC)
• 2x 2,54 2P skrueterminaler

Trinn 7: Servotilkobling

Servoen brukes til å styre svingingen av RC -bilen. De fleste leketøy -RC -biler kommer med en annen motor som brukes for sving. Å bytte svingmotor for en servo er den eneste modifikasjonen jeg ender opp med å gjøre på rammen til RC -bilen.

Kondensatoren brukes til eventuelle kraftpinner som servoen kan trenge.

Seksjon Deler:

• 1x 9 gram servo (Brukes til å snu bilen/lastebilen)
• 1x 470uF kondensator
• Mannlige toppnål for tilkobling av servoen

Trinn 8: GPS -modul

Adafruit GPS -modul er flott for å se posisjonen og spore hvor bilen går. Denne modulen gir deg ikke bare GPS -posisjonen, men du får også:

• Posisjon Nøyaktighet innen 3m
• Hastighet Nøyaktighet innen 0,1 m/s (maksimal hastighet: 515m/s)
• "Aktiver" -nål for å slå den på/av
• Flash for å lagre data 16 timer med data
• RTC (sanntidsklokke) for å få tid

Adafruit GPS -bibliotek:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Seksjon Deler:

1x Adafruit GPS Breakout V3 -kort

Trinn 9: Seriell kommunikasjon

Den serielle tilkoblingen er for Arduino å kommunisere med andre eksterne kilder.

Seksjon Deler:

1x 2,54 2P skrueterminaler

Trinn 10: Eksempel på bordoppsett

Jeg bestilte mange tavler, og et av dem konfigurerte jeg bare for å teste.

Trinn 11: Eksempel

Legger ved bilder fra oppsettet mitt. Jeg tok en helt ny RC -bil, renset den, laget en karosseri av DollarTree -skumplater og ga den en hjerne.