Robotu automašīna ar Bluetooth, kameru un MIT App Inventor2: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Vai jūs kādreiz esat vēlējies izveidot savu robotu automašīnu? Nu … šī ir tava iespēja !!

Šajā pamācībā es jums pastāstīšu, kā izveidot robotu automašīnu, kas tiek vadīta, izmantojot Bluetooth un MIT App Inventor2. Ņemiet vērā, ka esmu iesācējs un šī ir mana pirmā nepārprotamā, tāpēc, lūdzu, esiet maigi komentāros.

Tur ir daudz pamācību, taču šajā es esmu mēģinājis Android lietotnē apvienot daudzas funkcijas, piemēram: kameras straumēšanu, izvairīšanos no šķēršļiem, ultraskaņas diapazona sensoru, Larsona skeneri (ar charlieplexing) un akumulatora uzraudzību !!

Tāpēc sāksim darbu un iepazīsimies ar Frenkiju (tajā tiek izmantotas idejas no daudzām vietām…., Lūk, Robo Frankenšteins)

1. darbība. Daļas un programmatūra

Šeit, manā dzimtajā pilsētā, ir grūti iegūt visas detaļas, tāpēc lielāko daļu varēju iegūt no www.aliexpress.com

Es uzskatu, ka projektu var būvēt par USD 25 - 30, neņemot vērā veco mobilo tālruni.

• Automašīnas šasija: 3 riteņi, 2 motori 6V (USD 9)
• Arduino Nano (2 USD)
• Bluetooth HC-05 (USD 3–4)
• L293D motora vadītājs piedziņas riteņu motoriem (1,50 USD par 5 gabalu partiju)
• Vecs mobilais tālrunis ar kameru un Wi-Fi
• Ultraskaņas sensors HC-SR04 mērīšanai uz tuvumā esošu objektu (USD 1)
• 6 gaismas diodes Larsona skenerim
• ATtiny85 Larsona skenerim (1 USD)
• Maize (1 USD)
• Vadi
• 100K omu rezistors (4)
• 1K omu rezistors (2)
• 2K omu rezistors (1)
• 270 omu rezistors (3)
• Signāls

Programmatūra:

• Arduino IDE
• IP tīmekļa kamera (vecām mobilo ierīču Android ierīcēm)
• MIT App Inventor2: šī lietotne ir lieliska, bet darbojas tikai Android operētājsistēmai (nav iPhone … atvainojiet!)

2. solis: būvniecības process

Automašīnas šasiju ir ļoti viegli salikt; tai ir 2 6V motori, kas darbina aizmugurējos riteņus, un 4 akumulatori.

Robotu automašīna tiek vadīta, izmantojot Bluetooth un Wi-Fi. Bluetooth kontrolē sērijveida sakarus starp automašīnu un MIT App izgudrotāju2, un Wi-Fi tiek izmantots, lai sazinātos ar kameru (veco mobilo tālruni), kas uzstādīta automašīnas priekšā.

Šim projektam esmu izmantojis divus bateriju komplektus: arduino darbina 9 V akumulators un automašīnas motorus 6 V (četras 1,5 V AA baterijas).

Arduino Nano ir šī projekta smadzenes, kas kontrolē automašīnu, skaņas signālu, ultraskaņas diapazona sensoru HC-SR04, Bluetooth HC-05, Larsona skeneri (ATtiny85) un uzrauga baterijas. 9 V akumulators tiek piegādāts pie Vin (30. tapa), un Arduino tapa 27 nodrošina maizes dēļa 5 V regulētu jaudu. Nepieciešams sasaistīt visus pamatus no visiem IC un baterijām.

Pievienota shēmas shēma, kas izveidota programmā Excel (atvainojiet … nākamreiz, kad mēģināšu Fritzing). Esmu savienojis visu, izmantojot maizes dēli un tēviņu, ar vadu savienotājiem, mans izskatās kā žurku ligzda.

3. darbība: L293D motora draiveris

L293D ir četrkāršs augstas strāvas pus H vadītājs, kas paredzēts, lai nodrošinātu divvirzienu piedziņas strāvas līdz 600 mA pie sprieguma no 4,5 V līdz 36 V. To izmanto, lai vadītu automašīnas riteņus.

Tas tiek darbināts ar 6 V akumulatoru komplektu (četri 1,5 V AA) motoriem un izmanto 5 V loģikai, kas nāk no Arduino Nano regulētā 5 V (27. tapa). Savienojumi ir parādīti pievienotajā shēmā.

Nebija nepieciešams to uzstādīt siltuma izlietnē.

4. solis: HC-05 Bluetooth

HC-05 Bluetooth darbina 5 V (arduino pin 27), taču ir svarīgi saprast, ka loģikas līmenis ir 3,3 V, t.i., sakari (Tx un Rx) ar 3,3 V. Tāpēc Rx ir jākonfigurē ar maksimālo 3.3V, ko var sasniegt ar līmeņa pārslēdzēja pārveidotāju vai, kā šajā gadījumā, ar sprieguma dalītāju, izmantojot 1K un 2K rezistorus, kā redzams ķēdē.

5. solis: akumulatora monitors

Lai uzraudzītu akumulatora līmeni, esmu iestatījis sprieguma dalītājus, lai samazinātu sprieguma līmeni zem 5 V (Arduino maksimālais diapazons). Sprieguma dalītājs samazina mērāmo spriegumu līdz Arduino analogo ieeju diapazonam.

Tiek izmantotas analogās ieejas A4 un A6, un tiek izmantoti augsti rezistori (100K omi), lai mērīšanas procesā pārāk neiztukšotu baterijas. Mums ir jāpanāk kompromiss, ja rezistori ir pārāk zemi (10K omi), mazāks slodzes efekts, sprieguma nolasījums ir precīzāks, bet vairāk strāvas zīmējuma; ja tie ir pārāk augsti (1M omi), lielāks slodzes efekts, sprieguma nolasīšana ir mazāk precīza, bet mazāk strāvas zīmējuma.

Akumulatora uzraudzība tiek veikta ik pēc 10 sekundēm un tiek parādīta tieši jūsu kontroliera mobilajā tālrunī.

Esmu pārliecināts, ka šajā daļā ir daudz uzlabojumu, jo es lasu no divām analogām tapām un iekšējais MUX mainās starp tām. Es nenovērtēju vidēji vairākus mērījumus, un varbūt man tas būtu jādara.

Ļaujiet man izskaidrot šādu formulu:

// Nolasiet spriegumu no analogās tapas A4 un veiciet Arduino kalibrēšanu:

spriegums1 = (analogRead (A4)*5.0/1024,0)*2.0; //8.0V

Arduino nano plate satur 8 kanālu 10 bitu analogo ciparu pārveidotāju. Funkcija analogRead () atgriež skaitli no 0 līdz 1023, kas ir proporcionāls tapai pielietotajam spriegumam. Tas nodrošina izšķirtspēju starp rādījumiem: 5 volti / 1024 vienības vai 0,0049 volti (4,9 mV) uz vienību.

Sprieguma dalītājs uz pusi samazina spriegumu, un, lai iegūtu patiesu spriegumu, tas jāreizina ar 2!

SVARĪGI: Esmu pārliecināts, ka ir efektīvāks veids, kā barot arduino, nekā tas, kā es to daru !! Kā iesācējs esmu iemācījies smago ceļu. Arduino Vin tapā tiek izmantots lineārs sprieguma regulators, kas nozīmē, ka ar 9 V akumulatoru jūs sadedzināsiet lielu jaudu pašā lineārajā regulatorā! Nav labi. Es to darīju šādā veidā, jo tas bija ātrs un tikai tāpēc, ka nezināju labāk … bet pārliecinieties, ka Robo Frankie versijā 2.0 es noteikti darīšu citādi.

Es domāju (skaļi), ka līdzstrāvas līdzstrāvas pastiprināšanas komutācijas barošanas avots un litija jonu uzlādējams akumulators varētu būt labāks veids. Jūsu laipnais ieteikums būs vairāk nekā apsveicams…

6. darbība: ultraskaņas diapazona sensors HC-SR04

HC-SR04 ir ultraskaņas diapazona sensors. Šis sensors nodrošina mērījumus no 2 cm līdz 400 cm ar diapazona precizitāti līdz 3 mm. Šajā projektā to izmanto, lai izvairītos no šķēršļiem, kad tas sasniedz 20 cm vai mazāk, kā arī lai izmērītu attālumu līdz jebkuram objektam, kas tiek nosūtīts atpakaļ uz jūsu mobilo tālruni.

Mobilā tālruņa ekrānā ir poga, uz kuras jānoklikšķina, lai pieprasītu attālumu līdz tuvumā esošam objektam.

7. solis: Larsona skeneris

Es gribēju iekļaut kaut ko jautru, tāpēc es iekļāvu Larsona skeneri, kas līdzinās K. I. T. T. no Knight Rider.

Larsona skenerim esmu izmantojis ATtiny85 ar charlieplexing. Charlieplexing ir metode multipleksēta displeja vadīšanai, kurā salīdzinoši maz mikrokontrollera I/O tapas tiek izmantotas, lai vadītu gaismas diodes. Metode izmanto mikrokontrolleru trīs stāvokļu loģiskās iespējas, lai panāktu efektivitāti salīdzinājumā ar tradicionālo multipleksēšanu.

Šajā gadījumā es izmantoju 3 tapas no ATtiny85, lai iedegtu 6 gaismas diodes !!

Jūs varētu iedegt "X" gaismas diodes ar N tapām. Izmantojiet šo formulu, lai noteiktu, cik gaismas diodes jūs varat vadīt:

X = N (N-1) gaismas diodes ar N tapām:

3 tapas: 6 gaismas diodes;

4 tapas: 12 gaismas diodes;

5 tapas: 20 gaismas diodes … jūs saprotat ideju;-)

Pašreizējā plūsma no pozitīvā (anoda) uz negatīvo (katodu). Bultas gals ir katods.

Ir svarīgi atzīmēt, ka 1. tapa (Arduino IDE kodā) attiecas uz ATtiny85 6. fizisko tapu (lūdzu, skatiet pievienoto pinout).

Pievienots, lūdzu, atrodiet kodu, kas jāaugšupielādē ATtiny85, kas kontrolē Larsona skeneri. Es neaprakstu, kā augšupielādēt kodu ATtiny85, jo ir daudz pamācību, kas to dara tāpat kā šis.

8. darbība: kods

Es pievienoju kodu, kas jāaugšupielādē ATtiny85, kas kontrolē Larsona skeneri, un kodu Arduino nano's.

Kas attiecas uz Arduino nano, es esmu izmantojis daļu kodu no citiem norādījumiem (šeit) un veicis izmaiņas, lai tās atbilstu manām vajadzībām. Esmu iekļāvis koda blokshēmu (arī vārdos, lai iegūtu skaidrāku attēlu), lai labāk izprastu, kā darbojas slēdzis - korpuss.

Svarīgi: Lai augšupielādētu CarBluetooth kodu Arduino nano, jums ir jāatvieno Rx un Tx no HC-05 Bluetooth moduļa!

9. solis: kamera

IP tīmekļa kameras lietotne ir jālejupielādē no spēļu veikala un jāinstalē vecajā mobilajā tālrunī. Lai sāktu pārraidi, pārbaudiet video preferences, attiecīgi pielāgojiet izšķirtspēju un beidzot dodieties uz pēdējo komandu “Sākt serveri”. Neaizmirstiet ieslēgt Wi-Fi mobilajā telefonā !!

10. darbība: MIT App Inventor2

MIT App inventor2 ir uz mākoņiem balstīts rīks, kas palīdz veidot lietotnes jūsu tīmekļa pārlūkprogrammā. Šo lietotni (tikai mobilajām ierīcēm, kuru pamatā ir Android) pēc tam var augšupielādēt savā mobilajā šūnā un vadīt savu robotu automašīnu.

Es pievienoju.apk un.aia kodu, lai jūs varētu redzēt, ko esmu paveicis, un mainīt to, kā vēlaties. Esmu izmantojis kodu no interneta (MIT lietotne) un veicis savas izmaiņas. Šis kods kontrolē robota automašīnas kustību, saņem signālu no ultraskaņas sensora, ieslēdz gaismas un atskan skaņas signāls. Tas arī saņem signālu no baterijām, ļaujot mums uzzināt sprieguma līmeni.

Ar šo kodu mēs varēsim saņemt divus dažādus signālus no automašīnas: 1) attālumu līdz tuvumā esošam objektam un 2) spriegumu no motora un arduino baterijām.

Lai identificētu saņemto sērijas virkni, Arduino kodā esmu iekļāvis karodziņu, kas norāda nosūtītās virknes veidu. Ja Arduino nosūta attālumu, kas izmērīts no ultraskaņas sensora, tad tas virknes priekšā nosūta “A” zīmi. Ikreiz, kad Arduino sūta akumulatora uzlādes līmeni, tas nosūta karodziņu ar “B” simbolu. MIT App izgudrotāju2 kodā esmu parsējis sērijas virkni, kas nāk no Arduino, un pārbaudīju, vai nav šo karodziņu. Kā jau teicu, esmu iesācējs un esmu pārliecināts, ka ir efektīvāki veidi, kā to izdarīt, un es ceru, ka kāds var mani labāk apgaismot.

Nosūtiet Arduino_Bluetooth_Car.apk uz savu mobilo tālruni (pa e -pastu vai Google disku) un instalējiet to.

11. darbība. Savienojiet savu mobilo tālruni ar savu RC automašīnu

Vispirms ieslēdziet Wi-Fi vecajā mobilajā tālrunī (tas, kas atrodas RC robotā).

Kontroliera mobilajā tālrunī ieslēdziet Wi-Fi, Bluetooth un atveriet tikko instalēto Arduino_Bluetooth_Car.apk. Ekrāna beigās (ritiniet uz leju, ja to neredzat) redzēsit divas pogas: Ierīces un SAVIENOT. Noklikšķiniet uz Ierīces un savā RC automašīnā atlasiet Bluetooth (tam vajadzētu būt kaut kam HC 05), pēc tam noklikšķiniet uz SAVIENOT, un ekrāna kreisajā apakšējā stūrī vajadzētu redzēt ziņojumu SAVIENOTS. Pirmo reizi jums tiks prasīts ievadīt paroli (ievadiet 0000 vai 1234).

Ir lodziņš, kurā jāievada vecās šūnas (mobilā tālruņa, kas atrodas jūsu RC automašīnā) IP adrese, manā gadījumā tas ir

Šo IP numuru var noteikt jūsu Wi-Fi maršrutētājā. Jums jāiekļūst maršrutētāja konfigurācijā, jāizvēlas ierīču saraksts (vai kaut kas līdzīgs, atkarībā no maršrutētāja zīmola), un jums vajadzētu redzēt savu veco mobilo ierīci, noklikšķiniet uz tās un ievadiet šo IP numuru šajā lodziņā.

Pēc tam izvēlieties CAMERA, un jums jāsāk skatīties kameras straumēšanu no sava RC Car.

12. solis: esat pabeidzis

Tu esi pabeidzis! Sāc ar to spēlēties

Turpmākās izmaiņas: es nomainīšu 9 V akumulatoru ar litija jonu akumulatoriem, lai tos uzlādētu, un izmantošu līdzstrāvas līdzstrāvas sprieguma regulatoru, kā arī vēlos uzlabot akumulatora monitoru, iekļaujot analogo rādījumu izlīdzināšanu (vidējo). Neplāno iekļaut A. I. vēl …;-)

Esmu piedalījies savā pirmajā pamācošajā konkursā … tāpēc, lūdzu, balsojiet;-)