TfCD - Selvkjørende brødbrett: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I denne instruksen vil vi demonstrere en av teknologiene som ofte brukes i autonome kjøretøyer: ultralyd hindring.

Innen selvkjørende biler brukes denne teknologien til å gjenkjenne hindringer over en kort avstand (<4m), for eksempel under parkering og kjørefeltbytte.

For denne undersøkelsen tar vi sikte på å bygge et brødbrett som (1) kjører, (2) gjenkjenner hindringer og (3) tar beslutninger for ruten deretter.

Spesielt vil vi bygge et tohjuls brødbrett, med en ultralydsensor foran, som kjører fremover når det ikke oppdages noen hindring, snur når det nesten treffer et objekt, og reverserer når en kollisjon virker uunngåelig

Trinn 1: Hente komponentene

Følgende komponenter ble brukt til denne instruksjonen:

• (A) 830 pinners brødbrett (1 stk) Et mindre kan være tilstrekkelig, men sørg for å få en god kvalitet fordi pinnene på ultralydsensoren er litt skjøre.
• (B) Arduino UNO (1stk) Fungerer bra med motorskjermen, trenger ikke være en originalversjon.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1stk)

Motorskjermen forenkler prosessen med å koble motorer til en Arduino. Sammenlignet med å tukle med motstander og transistorer, er det mye tryggere for Arduino -brettet, spesielt hvis du er nybegynner. Adafruit Motor Shield kommer med separate pinner, som må loddes på brikken.

(D) HC-SR04 ultralydsensor (1stk.)

Dette er en firepinners sensor. Det fungerer ved å sende ut en kort ultralydspuls gjennom den venstre "høyttaler" -enheten og lytte (mens du måler tiden) når den kommer tilbake gjennom den høyre "mottaker" -enheten.

• (E) DAGU DG01D Mini DC -motor med 48: 1 girkasse (2 stk) Når du bruker et motorskjerm, vil en hvilken som helst 5V DC -motor fungere, men girkassen i denne versjonen er fordelaktig, ettersom det får hjulene til å gå fint og sakte.
• (F) Plasthjul (2 stk) Ideelt sett bør du prøve å kjøpe hjul som er direkte kompatible med motoren du ønsker.

Også nødvendig: en datamaskin med den nyeste Arduino -programvaren, et loddejern, loddetinn, en liten kraftbank, noen ledninger.

Trinn 2: Sette opp kretsen

Koble til ultralydsensoren

Ultralydssensoren består av fire pinner, kalt: Vcc, Trig, Echo og Gnd (Ground).

Trig og Echo er koblet til Motor Shield i henholdsvis Digital Pin nummer 10 og 9. (Andre digitale pins er også egnet, så lenge riktig koding er brukt.)

Vcc og Gnd er koblet til 5V og Gnd på skjoldet.

Koble til likestrømsmotorene

DC -motorene har hver en svart og en rød ledning. Disse ledningene bør kobles til motorportene, i dette eksemplet M1 og M2.

Trinn 3: Skrive koden

Laster inn biblioteket

Først er det nødvendig å laste ned det riktige biblioteket for å bruke Adafruit Motor Shield v2.3.

I denne ZIP-filen er det en mappe som kan plasseres i Arduino installasjonsmappe, i vårt tilfelle:

C: / Programfiler (x86) Arduino / Libraries

Sørg for å kalle det Adafruit_MotorShield (start Arduino -programvaren på nytt etterpå).

Last ned kodeeksempel

Kodeksemplet vårt 'Selfdriving_Breadboard.ino' er tilgjengelig for nedlasting.

Det er flere variabler å justere, viktigst av alt er det avstandene (i centimeter) når noe skjer. I den nåværende koden ble brødbrettet programmert til å reversere når et objekt er nærmere enn 10 centimeter, for å rotere når avstanden er mellom 10 og 20 centimeter, og for å kjøre rett når det ikke oppdages noe objekt i 20 centimeter.

Trinn 4: Lodding av pinnene

Loddeprosessen består av fire trinn.

• (A) Justering av pinnene Sørg for å sette alle pinnene som følger med motorskjermen på plass. Dette kan enkelt gjøres ved å plassere skjoldet på toppen av Arduino -brettet.
• (B) Lodding av pinnene Ikke hastverk med dette trinnet, det er veldig viktig at pinnene ikke kobles til hverandre etter lodding. Lodd de ytre pinnene først, for å sikre at pinnene ikke er skjev.
• (C) Plassering av ledningene Når du bruker motorskjermen, må ledningene også loddes til de riktige pinnene. Det fungerer best å stikke ledningene i motorskjermen fra toppen, og lodde dem nederst på motorskjermen. Som en oppsummering: for denne opplæringen lodder vi ledninger til digitale pinner 9 og 10, og til 5V og Gnd -pinner.
• (D) Lodding av ledningene Nå er det på tide å lodde ledningene, en etter en. Sørg for at de er godt plassert, be en venn om å holde dem mens du lodder det.

Trinn 5: Montering av det selvkjørende brødbrettet

Etter lodding av komponentene og testing av kretsen, er det på tide for sluttmontering.

I denne opplæringen brukes brødbrettet ikke bare for hovedfunksjonaliteten, men også som ryggraden i hele enheten. Den endelige monteringsinstruksjonen består av fire trinn.

• (A) Koble til ledningene Sørg for at kablene er på riktig sted (sjekk trinn 3 for riktig måte å koble til alt), ikke glem de to likestrømsmotorene. Husk hvor du vil feste komponentene.
• (B) Koble til sensoren Koble sensoren til brødbrettet og kontroller at den er riktig tilkoblet.
• (C) Plassering av skjoldet Plasser motorskjermen på Arduino UNO -kortet. Det ville være et flott tidspunkt å teste systemet før sluttmontering.
• (D) Festing av komponentene I dette trinnet tar du litt dobbeltsidig tape og fikser likestrømsmotorene, Arduino og en powerbank på plass. I dette tilfellet er Arduino plassert opp ned under brødbrettet.

Trinn 6: Du gjorde det

Nå vil du sannsynligvis være like begeistret som vi skulle ta skapelsen din for en prøvekjøring.

Ha det gøy, prøv å justere noen parametere slik at det fungerer best for deg.

Takk for at du fulgte instruksjonene våre, og gi oss beskjed ved spørsmål

-

Validering av teknologien

Ultralydsensoren som brukes i dette tilfellet, skulle ha en rekkevidde på 4 meter. Sensoren mister imidlertid nøyaktighet med en større avstand enn 1,5 meter.

Sensoren ser også ut til å oppleve noe støy. Ved å bruke den serielle monitoren for å validere avstandsnøyaktigheten var topper på rundt 3000 (mm) synlige mens objektet foran bare var centimeter unna. Dette skyldes sannsynligvis det faktum at inngangen til sensoren har en forsinkelse i informasjonen, så utgangen blir forvrengt en gang i blant.