Jūsu viedā automašīna un ārpus HyperDuino+R V3.5R ar Funduino/Arduino: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šī ir tieša kopija no šī instrukciju komplekta ŠEIT. Lai iegūtu vairāk informācijas, dodieties uz vietni HyperDuino.com.

Ar HyperDuino+R v4.0R jūs varat sākt izpētes ceļu dažādos virzienos, sākot no motoru vadības līdz elektronikas izpētei, no programmēšanas (kodēšanas) līdz izpratnei par fiziskās un digitālās pasaules mijiedarbību. Ar visu jauno, ko iemācāties, jūsu izgudrojumu, inovāciju un turpmāko atklājumu iespējas tiek paplašinātas desmitkārtīgi un vairāk.

Šī konkrētā apmācība iet pa kartona kastes, kā arī dažu riteņu un motoru pārvēršanu par “gudru automašīnu”. To bieži sauc par robotiku, taču tā ir cienīga apsvēruma tēma par to, kas atšķir automātu (automātus), viedās automašīnas un “robotu” (skat. Arī vārda “robots” izcelsmi). Piemēram, vai šis “virpuļojošais robots” patiešām ir “robots” vai vienkārši automāts?

Varētu šķist, ka vārdi nav svarīgi, tomēr mūsu vajadzībām mēs uzskatām, ka atšķirības ir tādas, ka automāts ir kaut kas tāds, kas nemaina savu uzvedību, pamatojoties uz ārēju ieguldījumu. Tā atkal un atkal atkārto to pašu ieprogrammēto darbību gaitu. Robots ir kaut kas tāds, kas veic dažādas darbības, reaģējot uz dažādiem ievadiem. Uzlabotā veidā vairāku ievades līmeņu rezultātā var rasties dažādas darbības. Tas ir, ne tikai viena izeja uz ievadi, bet dažādas darbības, kuru pamatā ir vairāku ieeju ieprogrammēta analīze.

“Gudrā automašīna” pēta šo klāstu. Vienkāršākajā veidā viedā automašīna ir iepriekš ieprogrammēta, lai pārvietotos pa iepriekš noteiktu ceļu. Šajā gadījumā izaicinājums varētu būt automašīnas pārvietošana pa iepriekš izveidotu “labirintu”. Tomēr tajā brīdī misijas panākumus pilnībā nosaka iepriekš ieprogrammētais darbību kopums, piemēram, uz priekšu 10, pa labi, uz priekšu 5, pa kreisi utt.

Nākamajā līmenī, piemēram, no diapazona sensora ievadītā informācija var pamudināt automašīnu apstāties, pirms tā saskaras ar šo šķērsli, un veikt pagriezienu, lai uzņemtu jaunu virzienu. Tas būtu vienas ievades, vienas darbības piemērs. Tas ir, vienas un tās pašas ievades (šķēršļa) rezultāts vienmēr ir vienāds (pagrieziens prom no šķēršļa).

Augstākā līmenī programma var uzraudzīt vairākus ievadus, piemēram, akumulatora uzlādes līmeni, sekošanu ceļiem un/vai šķēršļu novēršanu, un apvienot tos visus optimālā nākamajā darbībā.

Pirmajā gadījumā programma ir tikai kustību secība. Otrajā un trešajā piemērā programma ietver “ja-tad” struktūru, kas ļauj tai veikt dažādas programmas daļas, reaģējot uz sensoru ievadi.

1. solis: materiāli

HyperDuino kaste vai līdzīga

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Caurspīdīga līmplēve (OL175WJ) ar apdruku. (vai izmantojiet šo rokasgrāmatu tikai motoriem un ritentiņiem, kurus var izdrukāt uz papīra)

4 AA bateriju kaste plus 4 AA baterijas

2 reduktori ar reduktoru

2 riteņi

1 rullīšu lodīšu ritentiņš

4 #4 x 40 1 ½”mašīnas skrūves ar #4s paplāksni un uzgriezni

2 #4 x 40 ⅜”mašīnas skrūves ar #4s paplāksni un uzgriezni

1 philipps/plakans skrūvgriezis

1 HC SR-04 ultraskaņas diapazona sensors

1 9 g servo

1 4xAA bateriju kaste

4 AA baterijas

1 9V akumulators

1 IR tālvadības pults un IR uztvērējs

1 SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE uztvērēja modulis

1HC-SR04 ultraskaņas sensors

2 3 vadu savienojuma kabeļi.

2 Grove saderīgi 4 vadu savienojuma kabeļi.

1 Grove savienotājs ar kontaktligzdu kabeli

1 tukša balta etiķete

1 HyperDuino skrūvgriezis (vai līdzīgs)

2. solis: viedās automašīnas izveide

(Visi attēli ir sniegti iepriekš)

Sagatavojiet kastīti

Lai gan HyperDuino Robotics komplektā varēja būt iekļauta plastmasas pamatne, ko sauc par “šasiju” (izrunā “chass-ee”), mēs uzskatām, ka ir daudz patīkamāk atrasties pēc iespējas tuvāk viedās automašīnas konstrukcijai “no nulles”. Šī iemesla dēļ mēs sāksim, atkārtoti izmantojot paša HyperDuino Robotics komplekta kartona kastīti.

Kastītē HyperDuino+R jūs atradīsiet baltu papīra gabalu ar līmi un caurspīdīga materiāla gabalu ar līmi, ar kontūrām, kas parāda HyperDuino, akumulatora kārbas un motoru pozīcijas.

Ir arī apļi, kas norāda, kur novietot velcro apļus ar līmi.

1. Noņemiet baltā papīra etiķetes līmes pamatni un novietojiet to virs HyperDuino etiķetes kastes augšpusē. Piezīme. Šis līmes raksts ir paredzēts, lai sniegtu izkārtojumu konkrētai kastītei - MakerBit kartona kārbai. Kad esat izmantojis šo lodziņu vai ja vēlaties izmantot citu lodziņu, varat izmantot šo pdf raksta failu, kas paredzēts drukāšanai uz papīra, un pēc tam izgriezt motora vadotnes (augšējā un apakšējā = pa kreisi un pa labi) un vienu no ritentiņu vadotnēm. Jūs varat uzlīmēt papīru vietā, kamēr veicat caurumus, un pēc tam, kad tie ir izgatavoti, noņemiet papīra rakstu.

2. Izvelciet HyperDuino+R kārbu tā, lai tā varētu gulēt līdzena. Iespējams, šī ir visgrūtākā projekta daļa. Jums būs jāspiež un jāpaceļ cilnes katrā kastes pusē no spraugām kastes apakšā. Var gadīties, ka, izmantojot HyperDuino skrūvgriezi, lai no atloka iekšpuses izstumtu uz āru, tas palīdzēs atbrīvot atlokus.

3. Noņemiet pusi no līmes pamatnes uz caurspīdīgā materiāla kreisajā pusē (ja HyperDuino logotips ir “uz augšu”) un ievietojiet to HyperDuino kastes iekšpusē ar spraugu puslīnijām, kas atbilst izgriezumiem uz kaste. Dariet visu iespējamo, lai abas horizontālās līnijas sakārtotu ar HyperDuino+R lodziņa apakšējās daļas krokām.

4. Pēc caurspīdīgās plēves kreisās puses novietošanas noņemiet papīra pamatni no labās puses un pabeidziet raksta piestiprināšanu.

5. Izmantojiet komplektā iekļautā HyperDuino skrūvgrieža Phillips uzgali, lai izveidotu nelielus caurumus mašīnas skrūvēm, kas turēs motorus vietā. Katram motoram ir divi caurumi, kā arī caurums motora asij.

6. Turpiniet un izveidojiet vēl divus caurumus veltņu bumbiņai.

7. Motoru asīm izmantojiet HyperDuino komplekta zilo plastmasas caurumu veidošanas rīku, lai izveidotu pirmo mazo caurumu, kas sakrīt ar motoru asīm. Pēc tam izmantojiet plastmasas lodīšu pildspalvu vai līdzīgu, lai palielinātu caurumu līdz aptuveni ¼ collu diametram.

8. Uzlieciet paplāksni uz katras garās (1 ½”) mašīnas skrūves un no kastes ārpuses izbīdiet caurumiem motoriem. (Tas prasa mazliet stingru spiedienu, bet skrūvēm cieši jāpieguļ caurumiem.)

9. Uzstādiet motoru, kuram ir 2 mazi caurumi, kas atbilst mašīnas skrūvēm, uz skrūvēm un nostipriniet ar uzgriežņiem. Skrūvgriezis HyperDuino būs noderīgs skrūvju pievilkšanai, taču nepiesprādzējiet to tik stipri, ka kartons ir saspiests.

10. Atkārtojiet ar otru motoru.

11. Atrodiet velcro apļus. Savienojiet pārī āķa un cilpas (izplūdušos) apļus kopā ar joprojām piestiprināto pamatni. Pēc tam noņemiet pamatni no cilpas (izplūdušā) apļa un pievienojiet katru apli, kur redzat 3 kontūras HyperDuino plāksnei un akumulatora kārbai. Pēc ievietošanas noņemiet pamatni no āķa apļa.

12. Tagad uzmanīgi novietojiet HyperDuino ar putu pamatni un akumulatora kārbu (aizvērtu un ar slēdža pusi uz augšu) uz velcro apļiem. Nospiediet tos uz leju ar pietiekami lielu spēku, lai tie pielīp pie apļu līmplēves.

13. Tagad jūs varat pievienot akumulatora un motora vadus. Ja paskatās ļoti uzmanīgi, blakus katrai no 8 motora spailēm var redzēt etiķetes ar apzīmējumu A01, A02, B01 un B02. Pievienojiet augšējā motora melno vadu (“B”) pie B02 un sarkano vadu pie B01. Apakšējam motoram (“A”) piestipriniet apakšējā motora (“A”) sarkano vadu pie A02 un melno vadu pie A01. Lai izveidotu savienojumu, uzmanīgi ievietojiet vadu caurumā, līdz jūtat, ka tas apstājas, un pēc tam paceliet oranžo sviru un turiet to atvērtu, kamēr stumjat vadu vēl apmēram 2 mm tālāk caurumā. Pēc tam atlaidiet sviru. Ja vads ir pareizi nostiprināts, tas neiznāks, ja to viegli pavelksit.

14. Akumulatora vadiem pievienojiet sarkano vadu pie motora strāvas savienotāja Vm un melno vadu pie Gnd. Mazos motorus var darbināt no Arduino 9v akumulatora, bet papildu akumulatoru, piemēram, četrus AA bateriju komplektus, var izmantot, lai darbinātu motorus, un tas ir savienots, izmantojot 2 spailes HyperDuino+R plates augšējā kreisajā stūrī. Izvēle ir atkarīga no jūsu konkrētās lietojumprogrammas, un tā tiek konfigurēta, pārvietojot “džemperi” uz vienu vai otru pozīciju. Noklusējuma pozīcija ir labajā pusē, lai darbinātu motorus no 9 V akumulatora. Šīm darbībām, kur esat pievienojis četrus AA bateriju korpusus, jūs vēlaties pārvietot džemperi “kreisajā” pozīcijā.

15. Visbeidzot salieciet kastīti kopā, kā parādīts vienā no pēdējiem atlikušajiem attēliem.

16. Tagad ir īstais laiks ievietot divas ⅜”mašīnas skrūves ar paplāksnēm no kastes iekšpuses caur caurumiem un piestiprināt rullīšu lodīšu komplektu ar paplāksnēm.

17. Tagad piestipriniet riteņus, vienkārši piespiežot tos uz asīm. Pievērsiet uzmanību riteņiem uz motora asīm, lai riteņi būtu perpendikulāri asīm un netiktu novietoti leņķī, kā jūs varat izvairīties. Labi izlīdzināti riteņi dos automašīnai taisnāku sliežu ceļu, kad tā virzās uz priekšu.

18. Pēdējais, kas jādara, ir izveidot caurumu USB kabelim. Tas nav tik vienkārši izdarāms skaistā veidā, taču ar nelielu apņēmību jūs varēsit paveikt darbu. Apskatiet USB savienotāju HyperDuino panelī un ieskicēto lodziņu ar uzrakstu “USB kabelis”. Sekojiet tam vizuāli uz kastes sāniem un izmantojiet HyperDuino skrūvgrieža uzgaļa galu, lai izveidotu caurumu, kas atrodas aptuveni 1”virs kastes apakšas un pēc iespējas labāk izlīdzināts ar USB kabeļa ceļa centru. Ja tas atrodas ārpus centra, vēlāk būs nedaudz grūtāk savienot USB kabeli caur caurumu. Pēc atveres palaišanas ar skrūvgriezi palieliniet to tālāk, izmantojot zilo caurumu veidošanas rīku, pēc tam plastmasas pildspalvas stobru, un visbeidzot pārejiet uz Sharpie vai kādu citu lielāko diametra instrumentu, ko varat atrast. Ja jums ir Xacto nazis, tas būs vislabākais, taču tie var nebūt pieejami klases iestatījumos.

19. Pārbaudiet cauruma izmēru ar HyperDuino USB kabeļa kvadrātveida savienotāja galu. Caurums nebūs ļoti skaists, bet jums tas būs jāpadara pietiekami liels, lai kvadrātveida savienotājs varētu iziet cauri. Piezīme: Pēc cauruma izveidošanas korekcijas šķidrums (“balts”) ir viens no veidiem, kā krāsot tumšāku kartonu, kas pakļauts caurumu veidošanai.

20. Lai kārbas vāks aizvērtos, jums jāveic 2 griezumi ar šķērēm, kur atloks citādi ieskrien motorā, un vai nu nedaudz atlokiet atloku, vai arī nogrieziet to pilnībā.

3. darbība: vienkāršas labirints skriešanas programmas kodēšana

Pirmais programmēšanas uzdevums būs izveidot programmu, kas var “vadīt” automašīnu pēc parauga.

Lai to izdarītu, jums būs jāiemācās izmantot iForge bloka programmēšanas valodu, lai izveidotu funkcijas, kas vienlaicīgi vadīs motorus, lai virzītos uz priekšu un atpakaļ, kā arī veic pagriezienus pa kreisi un pa labi. Automašīnas nobraukto attālumu katrā brauciena posmā nosaka dzinēju darbības ilgums un ātrums, tāpēc jūs uzzināsit, kā tos arī kontrolēt.

Šīs apmācības efektivitātes labad mēs jūs novirzīsim uz dokumentu “Kodēšana ar HyperDuino & iForge”.

Tas parādīs, kā instalēt iForge paplašinājumu pārlūkam Chrome, izveidot kontu un izveidot bloķēšanas programmas, kas kontrolē tapas HyperDuino.

Kad esat to pabeidzis, atgriezieties šeit un turpiniet ar šo pamācību un iemācieties vadīt motorus, izmantojot HyperDuino.

4. solis: motora pamatkontrole

HyperDuino “R” plates augšpusē ir viegli savienojami termināļi, kas ļauj ievietot tukšu vadu no motora vai akumulatora. Tas ir tāpēc, ka nav nepieciešami īpaši savienotāji, un jūs, visticamāk, varēsit savienot akumulatorus un motorus “no kastes”.

Svarīga piezīme: Motora savienotāju nosaukumi “A01” un “A02” NENOZĪMĒ, ka analogās tapas A01 un A02 tos kontrolē. “A” un “B” tiek izmantoti tikai, lai apzīmētu motorus “A” un “B”. Digitālās I/O tapas no 3 līdz 9 tiek izmantotas, lai kontrolētu visus motorus, kas pievienoti HyperDuino+R plates spailēm.

Akumulators jāizvēlas ar jaudas jaudu (miliampundas) un spriegumu, kas atbilst jūsu izmantotajiem motoriem. Tipiskas ir 4 vai 6 AA baterijas tādā kastē:

Piemērs no Amazon: 6 AA bateriju turētājs ar 2,1 mm x 5,5 mm savienotāju 9V izeja (2. attēls)

Ir svarīgi pareizi savienot polaritāti (pozitīva un negatīva) ar Vm (pozitīvu) un Gnd (“zeme” = negatīva). Ja strāvas avota pozitīvo vadu pievienojat ārējā strāvas savienojuma negatīvajai (Gnd) ieejai, ir aizsargdiode, kas bloķē īssavienojumu, un tajā pašā laikā motori neieslēdzas.

Motora kontrolieris var kontrolēt:

Četri vienvirziena līdzstrāvas motori, kas savienoti ar A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Piezīme: vienlaicīgi var ieslēgt tikai vienu “A” un vienu “B” motoru. Nav iespējams ieslēgt visus četrus vienvirziena motorus vienlaicīgi.

8. tapa: augsta, 9. tapa: zema = motors A01 “ieslēgts”

8. tapa: zems, 9. tapa: augsts = motors A02 “ieslēgts”

(8., 9. tapas: zems = abi B motori izslēgti)

12. tapa: zems, 13. tapa: augsts = motors B01 “ieslēgts”

12. tapa: augsta, 13. tapa: zema = motors B02 “ieslēgts”

(12., 13. tapas: zems = abi B motori izslēgti)

Divi divvirzienu līdzstrāvas motori, kas savienoti ar A01/A02 un B01/B02

Tapa 8 = augsta, 9 tapa = zema = motors A “uz priekšu*”

Tapa 8 = zema, 9 tapa = augsta = motors A “reverss*”

(8. tapa = zems, 9. tapa = zems = motors A “izslēgts”)

12. tapa = augsta, 13. tapa = zema = motors B “uz priekšu*”

Piespraude 12 = zema, tapa 13 = augsta = motors B “atpakaļgaita*”

(12. tapa = zems, 13. tapa = zems = motors B “izslēgts”)

(*ievērojot motora vadu polaritāti un motora, riteņa un robotu automašīnas orientāciju.)

Viens pakāpju motors savienots ar A01/A02/B01/B02 un Gnd

Sprieguma un strāvas ierobežojumi HyperDuino motora kontrolierim ir 15 V un 1,2 A (vidēji)/3,2 A (maksimums), pamatojoties uz Toshiba TB6612FNG motora kontrollera IC.

Motors “A”: izveidojiet savienojumu ar A01 un A02

(Demonstrēšanai apskatiet pēdējās divas bildes)

Motora ātrums

Motoru A un B apgriezienu skaitu kontrolē ar attiecīgi 10 un 11 tapām:

A motora ātrums: Pin 10 = PWM 0-255 (vai iestatītā tapa 10 = HIGH)

B motora apgriezienu skaits: Pin 11 = PWM 0-255 (vai iestatītā tapa 11 = HIGH)

Vienvirziena darbībā (četri motori) 10. tapas ātruma kontrole darbojas abiem “A” motoriem un 11. tapa abiem “B” motoriem. Nav iespējams patstāvīgi kontrolēt visu četru motoru ātrumu.

Mazjaudas motori (mazāk nekā 400mA)

Motora kontrolieris var izmantot ārēju akumulatora avotu līdz 15 V un 1,5 ampēriem (2,5 ampēri momentāni). Tomēr, ja izmantojat motoru, kas darbojas ar 5–9 V spriegumu un izmanto mazāk nekā 400 mA, varat izmantot melno džemperi blakus motora strāvas savienotājiem un pārvietot to pozīcijā “Vin”. Alternatīvā pozīcija “+VM” ir paredzēta ārējai barošanai.

Gudro automašīnu aktivitātes

Kad jūsu viedā automašīna ir samontēta, tagad varat doties uz viedo automašīnu aktivitāti, kur jūs uzzināsit, kā programmēt savu automašīnu.