Iesācēju pašbraucošs robotizēts transportlīdzeklis ar izvairīšanos no sadursmēm: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Sveiki! Laipni lūdzam manā iesācējiem draudzīgajā pamācībā par to, kā izveidot savu pašbraucošu robotu, novēršot sadursmes un izmantojot GPS navigāciju. Augšpusē ir YouTube videoklips, kas demonstrē robotu. Tas ir modelis, lai parādītu, kā darbojas īsts autonoms transportlīdzeklis. Lūdzu, ņemiet vērā, ka mans robots, visticamāk, izskatīsies citādi nekā jūsu galaprodukts.

Šai konstrukcijai jums būs nepieciešams:

- OSEPP robotu funkcionālais komplekts (ietver skrūves, skrūvgriežus, kabeļus utt.) (98,98 ASV dolāri)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 ASV dolāri)

- HMC5883L digitālais kompass (6,99 ASV dolāri)

- ultraskaņas sensors HC-SR04 (3,95 ASV dolāri)

- NEO-6M GPS un antena (12,99 ASV dolāri)

- HC-05 Bluetooth modulis (7,99 ASV dolāri)

- USB Mini B kabelis (iespējams, ka tas atrodas) (5,02 ASV dolāri)

- Android viedtālrunis

- Sešas AA baterijas, katra 1,5 volti

-Jebkurš stieņiem līdzīgs nemagnētisks materiāls (piemēram, alumīnijs), kuru vēlaties pārstrādāt

- Divpusēja lente

- Rokas urbis

1. darbība: robota šasijas un mobilitātes salikšana

Paskaidrojums: tas nav transportlīdzeklis, ja tas neatkāpjas! Visvienkāršākajam robotizētajam transportlīdzeklim ir nepieciešami riteņi, motori un šasija (vai robota "korpuss"). Tā vietā, lai iegādātos katru no šīm detaļām atsevišķi, es ļoti iesaku iegādāties komplektu starta robotizētajam transportlīdzeklim. Savam projektam es izmantoju OSEPP robotu funkcionālo komplektu, jo tam bija daudz detaļu un pieejamo rīku, un es jutu, ka tvertnes konfigurācija ir vislabākā robota stabilitātei, kā arī vienkāršoja mūsu programmēšanu, pieprasot tikai divus motorus.

Procedūra: Jums nebūtu noderīgi, ja es vienkārši atkārtotu montāžas rokasgrāmatu, kuru varat atrast šeit (jums ir arī trīsstūrveida tvertnes konfigurācijas iespēja). Es tikai ieteiktu turēt visus kabeļus pēc iespējas tuvāk robotam un prom no zemes vai riteņiem, jo īpaši kabeļiem no motoriem.

Ja vēlaties budžeta iespēju, nevis pērciet dārgu komplektu, varat arī pārstrādāt vecu, strādājošu RC automašīnu un izmantot no tās motorus, riteņus un šasiju, taču es neesmu pārliecināts, cik saderīgs ir Arduino un tā kods konkrētas daļas. Labāk ir izvēlēties komplektu pēc OSEPP.

2. solis: Arduino iekļaušana

Paskaidrojums: Tā kā šī ir iesācēju rokasgrāmata, es gribētu ātri izskaidrot, kas ir Arduino visiem lasītājiem, kuriem, iespējams, nav pazīstama tā izmantošana elektronikā. Arduino ir mikrokontrollera veids, kas nozīmē, ka tas tieši to dara - kontrolē robotu. Jūs varat rakstīt instrukcijas savā datorā ar kodu, kas tiks tulkots Arduino saprotamā valodā, tad jūs varat augšupielādēt šīs instrukcijas Arduino, un Arduino nekavējoties sāks mēģināt izpildīt šīs instrukcijas, kad tas būs ieslēgts. Visizplatītākais Arduino ir Arduino Uno, kas ir iekļauts OSEPP komplektā, taču šim projektam jums būs nepieciešama Arduino Mega, jo šis ir lielāka mēroga projekts nekā tas, uz ko spēj Arduino Uno. Komplekta Arduino Uno varat izmantot citiem jautriem projektiem.

Procedūra: Arduino var piestiprināt pie robota, izmantojot rāvējslēdzējus vai ieskrūvējot starplikas uz robota pamatnes.

Mēs vēlētos, lai Arduino kontrolētu mūsu robota motorus, bet motori nevar tieši izveidot savienojumu ar Arduino. Tāpēc mums ir jāpiestiprina mūsu motora vairogs (kas nāca no mūsu komplekta) virs Arduino, lai varētu izveidot savienojumu ar motora kabeļiem un Arduino. Tapām, kas nāk no motora vairoga apakšas, vajadzētu ietilpt tieši Arduino Mega "caurumos". Kabeļi, kas stiepjas no motoriem, iederas spraugās uz motora vairoga, kā parādīts attēlā iepriekš. Šīs spraugas tiek atvērtas un aizvērtas, pagriežot skrūvgriezi + formas ievilkumā slota pašā augšpusē.

Tālāk Arduino ir nepieciešams spriegums, lai tas darbotos. OSEPP robotu funkcionālajam komplektam bija jābūt komplektā ar akumulatora turētāju, kas piemērots sešām baterijām. Pēc sešu bateriju ievietošanas turētājā ievietojiet vadus, kas stiepjas no akumulatora turētāja, spriegumam paredzētajās motora vairoga spraugās.

3. darbība: pievienojiet Bluetooth vadību

Procedūra: Pēc Arduino izdomāšanas Bluetooth moduļa pievienošana ir tikpat vienkārša, kā ievietot četrus Bluetooth moduļa zarus četru caurumu slotā uz motora vairoga, kā parādīts iepriekš.

Neticami vienkārši! Bet mēs neesam pabeiguši. Bluetooth modulis ir tikai puse no faktiskās Bluetooth vadības. Otra puse izveido attālo lietotni mūsu Android ierīcē. Mēs izmantosim OSEPP izstrādāto lietotni, kas paredzēta robotam, kas samontēts no Robotisko funkciju komplekta. Jūs savā ierīcē varētu izmantot citu attālo lietotni vai pat izveidot savu, taču mūsu nolūkos mēs nevēlamies izgudrot riteni no jauna. OSEPP ir arī instrukcijas, kā instalēt savu lietotni, kuru nevar instalēt no Google Play veikala. Šos norādījumus varat atrast šeit. Instalētās tālvadības pults izkārtojums var atšķirties no apmācības, un tas ir labi.

4. solis: sadursmju novēršanas pievienošana

Paskaidrojums: Tagad, kad robots ir mobils, tas tagad var uzskriet sienās un lielos objektos, kas var potenciāli sabojāt mūsu aparatūru. Tāpēc mēs ievietojam savu ultraskaņas sensoru pašā robota priekšpusē, tāpat kā redzat attēlā iepriekš.

Procedūra: OSEPP robotu funkcionālais komplekts ietver visas tur redzamās daļas, izņemot ultraskaņas sensoru. Kad jūs samontējāt šasiju, ievērojot manis saistīto lietošanas pamācību, jums jau vajadzēja izveidot šo turētāju ultraskaņas sensoram. Sensoru var vienkārši iebāzt turētāja divos caurumos, bet jums vajadzētu turēt sensoru vietā ar gumiju, lai tas nenokristu no turētāja. Ievietojiet kabeli, kas atbilst visiem četriem sensora zariem, un pievienojiet kabeļa otru galu motora vairoga 2. tapu kolonnai.

Jūs varat iekļaut vairākus ultraskaņas sensorus, ja jums ir aparatūra, lai tos noturētu.

5. darbība: GPS un kompasa pievienošana

Paskaidrojums: Mēs esam gandrīz pabeiguši savu robotu! Šī ir vissarežģītākā mūsu robota salikšanas daļa. Vispirms es gribētu izskaidrot GPS un digitālo kompasu. Arduino atsaucas uz GPS, lai savāktu satelīta datus par robota pašreizējo atrašanās vietu platuma un garuma izteiksmē. Šis platums un garums tiek izmantoti, ja tie ir savienoti pārī ar digitālā kompasa rādījumiem, un šie skaitļi tiek ievietoti matemātisko formulu sērijā Arduino, lai aprēķinātu, kādas kustības robotam būtu jāveic tālāk, lai sasniegtu galamērķi. Tomēr kompass tiek izmests melno materiālu vai dzelzi saturošu materiālu klātbūtnē, tāpēc tie ir magnētiski.

Procedūra: Lai mazinātu iespējamos traucējumus, ko rada mūsu robota melnie komponenti, mēs ņemsim stienim līdzīgu alumīniju un saliekam to garā V formā, kā parādīts attēlā iepriekš. Tas ir paredzēts, lai robotā izveidotu zināmu attālumu no melnajiem materiāliem.

Alumīniju var saliekt ar rokām vai izmantojot pamata rokas instrumentu. Jūsu alumīnija garumam nav nozīmes, taču pārliecinieties, ka iegūtais V formas alumīnijs nav pārāk smags.

Izmantojiet abpusējo lenti, lai uzlīmētu GPS moduli, GPS antenu un digitālo kompasu alumīnija stiprinājumā. ĻOTI SVARĪGI: digitālais kompass un GPS antena jānovieto alumīnija stiprinājuma pašā virsotnē, kā parādīts attēlā iepriekš. Turklāt digitālajam kompasam jābūt divām L formas bultiņām. Pārliecinieties, vai x bultiņa norāda uz robota priekšpusi.

Izurbiet caurumus abos alumīnija galos, lai caur alumīniju varētu uzskrūvēt uzgriezni un caurumu uz robota šasijas.

Pievienojiet digitālā kompasa kabeli Arduino Mega mazajā "kontaktligzdā" tieši zem sprieguma spraugas uz motora vairoga. Pievienojiet kabeli no GPS vietas ar apzīmējumu "RX" ar TX314 tapu Arduino Mega (nevis uz motora vairoga), citu kabeli no vietas ar apzīmējumu "TX" - uz RX315 tapu, citu kabeli no "VIN" uz GPS uz 3V3 kontakta uz motora vairoga un gala kabeli no "GND" uz GPS līdz GND tapai uz motora vairoga.

6. darbība: apvienojiet to kopā ar kodu

Procedūra: Ir pienācis laiks dot mūsu Arduino Mega kodu, kuru es jums jau esmu sagatavojis. Šeit varat bez maksas lejupielādēt lietojumprogrammu Arduino. Pēc tam lejupielādējiet katru no zemāk esošajiem failiem (es zinu, ka tas izskatās daudz, bet lielākā daļa no tiem ir ļoti mazi faili). Tagad atveriet MyCode.ino, jāatver lietojumprogramma Arduino, pēc tam augšpusē noklikšķiniet uz Rīki, pēc tam uz Board un visbeidzot uz Arduino Mega vai Mega 2560. Pēc tam augšpusē noklikšķiniet uz Sketch, pēc tam uz Show Sketch Folder. Tādējādi jūsu datorā tiks atvērta MyCode.ino faila atrašanās vieta. Noklikšķiniet un velciet visus pārējos failus, kurus esat lejupielādējis no šīs instrukcijas, failā MyCode.ino. Atgriezieties lietojumprogrammā Arduino un augšējā labajā stūrī noklikšķiniet uz atzīmes, lai programma varētu tulkot kodu mašīnvalodā, ko Arduino var saprast.

Tagad, kad viss kods ir gatavs, savienojiet datoru ar Arduino Mega, izmantojot USB Mini B kabeli. Atgriezieties lietojumprogrammā Arduino ar atvērtu MyCode.ino un noklikšķiniet uz labās bultiņas pogas ekrāna augšējā labajā stūrī, lai augšupielādētu kodu Arduino. Pagaidiet, līdz lietojumprogramma paziņo, ka augšupielāde ir pabeigta. Šajā brīdī jūsu robots ir pabeigts! Tagad mums tas ir jāpārbauda.

Ieslēdziet Arduino, izmantojot motora vairoga slēdzi, un savā Android ierīcē atveriet OSEPP attālo lietotni. Pārliecinieties, vai robota Bluetooth modulis mirgo zilā krāsā, un, atverot lietotni, izvēlieties Bluetooth savienojumu. Pagaidiet, līdz lietotne paziņo, ka tā ir izveidojusi savienojumu ar jūsu robotu. Tālvadības pultī kreisajā pusē jābūt standarta vadībai uz augšu un uz leju, bet labajā pusē-pogas A-B-X-Y. Izmantojot manu kodu, pogas X un Y neko nedara, bet poga A saglabā robota pašreizējo platumu un garumu, un poga B ir paredzēta, lai robots sāktu pārvietoties uz šo saglabāto vietu. Pārliecinieties, vai GPS ir mirgojoša sarkana gaisma, lietojot A un B pogas. Tas nozīmē, ka GPS ir izveidojis savienojumu ar satelītiem un vāc datus, bet, ja gaisma nemirgo, vienkārši izvediet robotu ārā ar tiešu skatu uz debesīm un pacietīgi gaidiet. Apļi apakšā ir domāti kā kursorsviras, taču šajā projektā tie netiek izmantoti. Ekrāna vidū tiks reģistrēta informācija par robota kustībām, kas bija noderīga manas pārbaudes laikā.

Liels paldies OSEPP, kā arī lombarobot id un EZTech pakalpojumā YouTube, kas man sniedza pamatu šī projekta koda rakstīšanai. Lūdzu, atbalstiet šīs partijas:

OSEPP

EZTech kanāls

lombarobot id kanāls

7. darbība. Izvēles paplašināšana: objektu noteikšana

Šīs pamācības sākumā es minēju, ka mana robotizētā transportlīdzekļa attēls, ko redzējāt pašā sākumā, izskatīsies savādāk nekā jūsu gatavais produkts. Jo īpaši es runāju par Raspberry Pi un kameru, ko redzat iepriekš.

Šīs divas sastāvdaļas darbojas kopā, lai noteiktu apstāšanās zīmes vai sarkanās apstāšanās gaismas robota ceļā un īslaicīgi apstātos, kas padara robotu par tuvāku modeli reālam autonomajam transportlīdzeklim. Raspberry Pi ir vairākas atšķirīgas lietojumprogrammas, kuras var piemērot jūsu transportlīdzeklim. Ja vēlaties turpināt strādāt ar savu robotu, iekļaujot Raspberry Pi, es ļoti iesaku iegādāties Rajandeep Singh kursu par pašbraucoša, objektu noteikšanas transportlīdzekļa izveidi. Jūs varat atrast viņa pilnu Udemy kursu šeit. Rajandeep nelūdza mani izsaukt savu gaitu; Es vienkārši jūtu, ka viņš ir brīnišķīgs instruktors, kurš jūs iesaistīs autonomos transportlīdzekļos.