Autonom RC -bil: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Med fremveksten av selvkjørende, autonome biler i dag, bestemte jeg meg for å ta utfordringen med å lage en av mine egne. Dette prosjektet fungerte også som mitt steinprosjekt i mine Engineering Design and Development og Robotics -klasser og mottok en pris for beste autonome kjøretøy på en STEM -konkurranse på videregående skole.

I stedet for å begynne fra bunnen av valgte jeg å bruke en RC -bil som vi allerede hadde, og paret den med et RedBoard Arduino Uno -kort. Jeg valgte Arduino på grunn av den relative brukervennligheten og programmeringen.

For de som lurer på, har denne bilen en Redcat Racing 03061 sprutsikker ESC med børstet motor. ESC var allerede programmert ved hjelp av kontrolleren som fulgte med bilen. Jeg har ikke testet dette med en børsteløs motor siden vi ikke har en for hånden, men alle er velkomne til å prøve dette prosjektet med en børsteløs motor.

Kort oppsummert, denne bilen samler inn data fra (5) HC-SR04 ultralydsensorer. Disse dataene går tilbake til Arduino, hvor de tar beslutninger om hvordan de skal bevege seg. Arduino styrer deretter styreservoen og motoren deretter. Programmet bruker standard Arduino servobibliotek for å gjøre det, og det er ikke nødvendig med flere biblioteker.

Bilen er i stand til å kontrollere variabel hastighet via et potensiometer og sikkerhetskopiere fra en vegg når den treffer en. I tillegg kan bilen korrigere seg selv hvis den driver for nær veggen ved å lette seg unna.

Trinn 1: Deleliste

Ansvarsfraskrivelse: Jeg inkluderer ikke delene som trengs til selve bilen, bare tilleggsdelene utover bilen. En ESC, motor, chassis, batteri, etc. vil alle være nødvendige for dette.

Du vil trenge:

(1) Arduino Uno - knockoff vil fungere helt fint

(1) Brødbrett - for dette prosjektet tok jeg +/- skinnen fra et brødbrett og brukte et annet, mindre brødbrett. Enhver størrelse vil gjøre.

(5) HC-SR04 ultralydsensorer

(1) Potensiometer - brukes til å kontrollere bilens hastighet

(20) Kvinne -mannlige Dupont -ledninger - Jeg anbefaler på det sterkeste å ha mer å bruke som forlenger for andre ledninger om nødvendig

Loddejern med loddetinn

Arduino strømforsyning - i dette tilfellet brukte jeg (6) 1,2v AA -batterier i serie. Eksterne telefon- og nettbrettkraftbanker som denne vil også fungere godt når de kobles til USB -porten.

Tape, varmt lim og/eller andre gjenstander som brukes til å feste ting sammen

(1) Vippebryter (valgfritt - jeg bruker den til å slå Arduino på og av)

Trinn 2: Plasser sensorene

Først vil du plassere og feste sensorene riktig. Jeg har (1) sensor vendt fremover, (2) sensorer vinklet ca 45 grader, og (2) sensorer på bilens sider. Jeg 3D-trykte monteringsbraketter for sidene og fronten, og brukte varmt lim for å feste de vinklede frontsensorene siden varmt lim ikke er ledende. Monteringsbrakettene for sidene og fronten kan lastes ned og 3D -utskrift.

Trinn 3: Legg til brødbrettet og potensiometeret

Deretter vil du legge til brødbrettet og det hastighetsstyrende potensiometeret før du begynner å koble til. Det er her jeg brukte et lite brødbrett og +/- fra et annet brødbrett på grunn av plass på karosseriet, men et standard brødbrett vil også gjøre det helt fint.

Trinn 4: Koble til alt

Dette er trolig det største trinnet, og en feil ledning kan føre til at bilen ikke fungerer som den skal. Se Fritzing -diagrammet ovenfor for ekstra veiledning.

Start med å koble 5v -pinnen på din Arduino til den positive skinnen på brødbrettet og GND -pinnen til din Arduino til den negative skinnen på brødbrettet.

Deretter kobler du opp ekkoloddet. HC-SR04-sensorene har hver av de fire pinnene merket. De er:

VCC - 5v strøm

Trig - utløser for å sende en ultralydspuls ut

Ekko - mottakspinne som måler varigheten av pulsen

GND - malt pinne

Bruk kvinnelige-mannlige Dupont-ledninger til dette. Hver av VCC -pinnene skal kobles til den positive brødbrettskinnen, og hver av GND -pinnene skal kobles til den negative brødbrettskinnen. Jeg brukte ekstra kvinnelige-mannlige Dupont-ledninger som forlenger for denne delen siden jeg hadde et problem med at noen av ledningene ikke var lange nok.

Deretter koble Trig- og Echo -pinnene inn i Arduino. Disse vil være koblet til de digitale pinnene på Arduino som sådan:

Front senter sensor:

Trigg - pin 6

Ekko - pinne 7

Sensor på venstre side:

Trig - 4

Ekko - 5

Sensor på høyre side:

Trig - 2

Ekko - 3

Sensor foran venstre:

Trig - 10

Ekko - 11

Sensor foran høyre:

Trig - 9

Ekko - 8

Deretter kobles styreservoen, motorens ESC og hastighetskontrollpotensiometeret.

Start først med styreservoen. Servoen på bilen min hadde røde, oransje og brune ledninger. Fargene kan variere litt, men de vil alle være koblet på samme måte:

Brun ledning (jordet) - koble til negativ brødbrettskinne

Rød ledning (5v strøm) - koble til 5v brødbrettskinne

Oransje ledning (signal) - koble til pin 13 på Arduino

ESC - eller elektronisk hastighetsregulator - som styrer motoren er kablet veldig likt. I dette tilfellet er ledningene hvite, røde og svarte.

Hvit (signal) - Koble til pin 12 på Arduino

Rød (5v) - IKKE koble til noe. På grunn av en bølge av elektrisitet som strømmer bakover når motoren stopper, bør ikke 5v kobles til. Du kan steke en USB -port eller muligens din Arduino.

Svart (bakken) - koble til negativ brødbrett

Til slutt, koble potensiometeret som du satte på brødbrettet tidligere. Små tall er sannsynligvis trykt på den et sted. Det bør være kablet som:

1 (venstre pinne) - koble til negativ brødbrettskinne

2 (midtre pin) - koble til pin A0 på Arduino

3 (høyre pinne) - koble til positiv brødbrettskinne

Kablingene vil se veldig rotete ut, så hvis du vil gjøre litt ledning, ville det være på tide å gjøre det nå.

Trinn 5: Slå på Arduino

Deretter vil du sette opp en strømløsning for Arduino. To separate strømkilder brukes i dette prosjektet: batteriet til bilen og batteriet til Arduino. I dette tilfellet brukte jeg (6) 1,2v oppladbare AA -batterier i serie. Bærbare mobiltelefonbanker vil også fungere. Bare sørg for å ha en kabel som kobles til Arduinos USB-port (for eksempel mini-USB).

Vær oppmerksom på at 9v batterier IKKE vil fungere med dette prosjektet. På grunn av måten 9v batterier er designet på, er spenningen tilstrekkelig til å kjøre Arduino, men strømmen som kommer ut av batteriet vil få den til å dø på kort tid. Jeg hadde også problemer med tilfeldige omstarter på 9v -batteriet.

Hvis du velger å bruke løsningen jeg brukte, trenger du:

(6) AA -batterier (alkaliske batterier fungerer også bra)

AA batteriholdere for alle (6) batterier. Denne ville fungere bra og krever ikke engang at du bruker et loddejern. For forsyningen jeg gjorde, koblet jeg sammen (3) to-batteri holdere sammen som på bildet, loddet de positive/negative ledningene sammen, tok likestrømkontakten fra en 9v batteriadapter og loddet den til slutten positiv og negativ ledninger. Jeg loddet deretter en strømbryter i serie med strømforsyningen for å enkelt slå av og på Arduino. Dette er helt valgfritt.

Trinn 6: Last opp Arduino -programmet

Deretter må du laste opp programmet til Arduino. Last ned programmet her, og last det opp til din Arduino gjennom Arduino IDE.

For de av dere som kan tenke på å endre koden, har jeg tatt med noen pseudokode som forklarer hva hver del gjør.

EDIT 25/9/18 - Jeg la til et annet program for å få det til å kjøre i midten av to vegger. Jeg har ikke hatt sjansen til å prøve koden på grunn av at jeg ikke har tilgang til bilen, men eksperimenter gjerne med den.

Trinn 7: Koble til alt og slå det på

Til slutt må du koble alt til. Koble først bilbatteriet til bilen og slå på ESC. ESC bør pippe, noe som indikerer at den er klar til å bli "bevæpnet" av Arduino. Deretter slår du på Arduino. ESC skal pippe tre ganger, og hjulene skal begynne å snu. Hvis ESC piper, men hjulene ikke begynner å snu, vri potensiometeret til høyre for å øke hastigheten. Hvis bilen beveger seg for fort, vri potensiometeret til venstre.

Hvis potensiometeret fungerer motsatt av det det skal, kan du snu de positive og negative ledningene for å løse dette.

Videoen viser bilen som fungerer, hvordan du endrer hastigheten og rekkefølgen for å slå den på.