Kollisjon av kjøretøy med Arduino Nano: 6 trinn

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

Et kjøretøy som kan unngå kollisjoner kan være en veldig enkel robot for å begynne å dykke ned i mikroelektronikken. Vi vil bruke den til å lære de grunnleggende elementene i mikroelektronikk og forbedre den for å legge til mer sofistikerte sensorer og aktuatorer.

Grunnleggende komponenter

· 1 Mini USB Arduino Nano eller klon

· 1 Arduino Nano Shield Extension Board

· 1 ultralydsensor HC-SR04

· 2 servoer 360 grader kontinuerlig rotasjon (FS90R eller lignende)

· 1 batteriveske for 4xAA

· Breadboard hoppetråder (F-F, M-F, M-M)

· 2 hjul for servoer

· 1 struktur for kjøretøyet (lekebil, melstein, kryssfiner …)

Ekstra komponenter

For lysindikasjon:

· 1 RGB LED

· 1 mini brødbrett

· 3 motstander 330W

For fjernkontroll:

· 1 IR -mottaker sensor (TSOP4838 eller lignende)

· 1 IR fjernkontroll

For linjefølge/kantdeteksjon:

· 2 TCRT5000 sperresensor IR -reflekterende

Alternative elementer

Du kan erstatte servoene med:

· 2 likestrømsmotor med gir og plastdekk

· 1 L298 Dual H Bridge motor driver controller board modul

Trinn 1: Installer programvaren og driverne

Vi vil jobbe med Arduino -baserte mikrokontroller, du kan velge Arduino UNO eller andre, men på grunn av kravene og størrelsen tok jeg en Arduino Nano Clone (fra Kina), så med alle disse alternativene må du bruke Arduino IDE for å kode dem.

Du kan laste ned programvaren fra den offisielle websiden til Arduino, og følg instruksjonene for å installere den. Når du er ferdig, åpner du Arduino IDE og velger brettet (i mitt tilfelle vil jeg bruke alternativet "Arduino Nano").

Arduino Nano Clone: Et billig alternativ for et Arduino -bord er å kjøpe et klonebrett fra Kina. De jobber med CH340 -brikken, og det krever installasjon av en bestemt driver. Det er mange nettsteder for å laste ned driveren for Windows, Mac eller Linux, og også med instruksjonene. For Mac kan du noen ganger få problemer med å gjenkjenne den serielle porten. Hvis det skjer med deg, kan du prøve å følge instruksjonene i denne lenken. Hvis du etter det oppdager serieporten, men fortsatt har problemer, kan du prøve å velge “ATMega 328P (Old Bootloader)” på Arduino IDE/tools/processor.

Gå til kodingsdelen for å se på koden jeg brukte for bilen min. Du kan surfe på nettet for mange andre alternativer eller kode selv hvis du vil.

Trinn 2: Velg en fin struktur for bilen din

Denne gangen brukte jeg en lekebil som var stor nok til å inneholde elektronikken inni den, men du kan bruke andre materialer som murstein eller kryssfiner for å designe ditt eget kjøretøy. Se på et annet alternativ som melkestein.

Er bedre å bruke noen minutter på å planlegge hvor du skal plassere alle elementene før start og bekrefte at alt vil bli innkvartert. Forbered strukturen.

Trinn 3: Installer De Drive

Kjøretøyets bevegelse vil foregå gjennom en enkelt aksel, i dette tilfellet bakakselen. Du kan beholde fronten bare for rulling eller, basert på designet, bruke et tredje hjul eller glidepunkt bare for å balansere bilen din (som melkestein brukte jeg kranen som "tredje hjul"). Bilen din svinger ved å endre hastigheten og/eller rotasjonsretningen til servoene.

TIPS: Før du tilpasser strukturen, planlegg den endelige posisjonen til hjulene og kontroller at de ikke treffer noe. I dette eksemplet vil midten av servoakslen være litt lavere enn den originale leketøybilakselen fordi servohjulet er litt større og kan treffe gjørmevernene)

Trinn 4: Installer De Ultrasonic Sensor

Ultralydsensoren skanner bilens front for å identifisere eventuelle hindringer og tillate kodereaksjon. Du må plassere den foran uten at noen del av kjøretøyet avbryter signalene.

Trinn 5: Plasser mikrokontrolleren og batterikassen

Du kan nå plassere de resterende elementene i strukturen, fikse dem hvis det er mulig eller i det minste være sikker på at de ikke skader forbindelsene.

Er veldig nyttig å installere en bryter på/av for batteriet hvis det ikke har noen som standard. Du kan også legge til en IR -sensor for å starte/stoppe bilen.

Hvis du skal legge til en ekstra komponent, er nå øyeblikket.

TIPS: For å øke grepet på kjøretøyet, plasser batterihuset eller de tyngre komponentene over drivakselen eller nær den.

Trinn 6: Kodeseksjon

For dette programmet må du også installere noen biblioteker som "Servo.h" (for servokontroll), "NewPing.h" (for bedre ytelse for ultralydssensoren) eller "IRremote.h" hvis du skal bruke en IR -sensor. Du kan følge installasjonsinstruksjonene i denne lenken.

Som et alternativ kan du erstatte servoene for likestrømsmotorer, og du trenger en dobbel H -brodriver for å kontrollere dem. Sannsynligvis vil jeg legge ut om det i fremtidige oppdateringer, men nå fungerer koden bare med servoer.

Kontinuerlige rotasjonsservoer er litt annerledes enn de vanlige servoene; noen ganger kan du endre de vanlige for å få dem til å rotere kontinuerlig, men for dette prosjektet vil vi bruke FS90R, som er bygget for våre krav. For å betjene de vanlige servoene må du gi graden du vil plassere den, men for kontinuerlige rotasjonsservoer må du vurdere at:

· 90 vil være stopp for servoen

· Mindre enn 90 (til 0) vil rotere i en retning der 89 er den laveste hastigheten og 0 den raskeste.

· Mer enn 90 (til 180) vil være rotasjon i motsatt retning, hvor 91 er den tregeste og 180 den raskeste.

For å kalibrere servoene dine, må du sette dem til 90 og justere den lille skruen motsatt hjulet for å stoppe rotasjonen hvis den beveger seg (vær så snill, gjør dette før du monterer dem på strukturen)

Du kan bruke ultralydsensoren med mange andre biblioteker, men vær forsiktig når du koder den fordi et problem du kan møte med disse sensorene er ledig tid du må vente fra utsendelsen av ultralydssignalet til mottaket. Noen eksempler du kan finne på internett, er koding ved hjelp av "forsinkelse", men det vil påvirke roboten din fordi den vil stoppe "forsinke" enhver annen handling for tiden du angav. Du kan vite hvordan ultralydsensorene fungerer på denne lenken.

Samme som likestrømsmotorene, jeg kommer ikke til å bruke IR -sensoren i dette eksemplet, det vil bli beskrevet i fremtidige innlegg.