Autonomā RC automašīna: 7 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Pieaugot pašbraucošo, autonomo automašīnu popularitātei, es nolēmu uzņemties izaicinājumu izveidot vienu no savām. Šis projekts kalpoja arī kā mans stūrakmens manā inženiertehniskā dizaina un attīstības un robotikas nodarbībās un saņēma balvu par labāko autonomo transportlīdzekli vidusskolas STEM konkursā.

Tā vietā, lai sāktu no nulles, es izvēlējos izmantot RC automašīnu, kas mums jau bija, un savienoju to pārī ar RedBoard Arduino Uno dēli. Es izvēlējos Arduino tā relatīvās lietošanas un programmēšanas viegluma dēļ.

Tiem, kas domā, šai automašīnai ir Redcat Racing 03061 pret šļakatām izturīga ESC ar matētu motoru. ESC jau bija ieprogrammēts, izmantojot automašīnas komplektācijā iekļauto kontrolieri. Es to neesmu pārbaudījis ar suku nesaturošu motoru, jo mums tāda nav pa rokai, taču ikviens ir laipni aicināts izmēģināt šo projektu ar motoru bez birstēm.

Īsumā šis auto apkopo datus no (5) ultraskaņas sensoriem HC-SR04. Šie dati atgriežas Arduino, kur tā pieņem lēmumus par pārvietošanos. Pēc tam Arduino attiecīgi kontrolē stūres servo un motoru. Lai to izdarītu, programma izmanto standarta Arduino servo bibliotēku, un nav nepieciešamas papildu bibliotēkas.

Automašīna var regulēt ātruma kontroli, izmantojot potenciometru, un atkāpties no sienas, kad tā sasniedz vienu. Turklāt automašīna var sevi labot, ja tā, pārāk atslābinoties, novirzās pārāk tuvu sienai.

1. darbība: detaļu saraksts

Atruna: es neiekļauju detaļas, kas nepieciešamas pašai automašīnai, bet tikai papildu detaļas, kas atrodas ārpus automašīnas. Tam būs nepieciešams ESC, motors, šasija, akumulators utt.

Jums būs nepieciešams:

(1) Arduino Uno - knockoffs darbosies lieliski

(1) Maizes dēlis - šim projektam es paņēmu +/- sliedi no viena maizes dēļa un izmantoju citu, mazāku rīvdēli. Derēs jebkurš izmērs.

(5) HC-SR04 ultraskaņas sensori

(1) Potenciometrs - izmanto, lai kontrolētu automašīnas ātrumu

(20) Dupont vadi no sievietes un vīrieša - es ļoti iesaku, ja nepieciešams, izmantot vairāk kā citu vadu pagarinātājus

Lodāmurs ar lodmetālu

Arduino barošanas avots - šajā gadījumā es izmantoju (6) sērijveidā pieslēgtas 1,2 V AA baterijas. Arī ārējās tālruņu un planšetdatoru barošanas bankas, piemēram, šī, labi darbosies, ja tās būs pievienotas USB portam.

Līmlente, karstā līme un/vai citi priekšmeti, ko izmanto priekšmetu savienošanai

(1) Pārslēgšanas slēdzis (pēc izvēles - es to izmantoju, lai ieslēgtu un izslēgtu Arduino)

2. solis: novietojiet sensorus

Pirmkārt, jūs vēlaties pareizi novietot un piestiprināt sensorus. Man ir (1) sensors, kas vērsts uz priekšu, (2) sensori, kas ir pagriezti aptuveni 45 grādu leņķī, un (2) sensori automašīnas sānos. Es sānos un priekšpusē 3D drukāju montāžas kronšteinus un izmantoju karstu līmi, lai piestiprinātu leņķiskos priekšējos sensorus, jo karstā līme nav vadoša. Sānu un priekšpuses stiprinājuma kronšteinus var lejupielādēt un izdrukāt 3D formātā.

3. darbība: pievienojiet maizes dēli un potenciometru

Pēc tam pirms vadu pievienošanas vēlaties pievienot maizes dēli un ātruma regulēšanas potenciometru. Šeit es izmantoju nelielu maizes dēli un +/- no cita maizes dēļa vietas dēļ uz automašīnas virsbūves, taču arī standarta maizes dēlis derēs lieliski.

4. solis: visu vadu

Tas, iespējams, ir lielākais solis, un viens nepareizs vads var izraisīt automašīnas nepareizu darbību. Papildu norādījumus skatiet iepriekšējā Fritzing diagrammā.

Sāciet, savienojot sava Arduino 5V tapu ar maizes dēļa pozitīvo sliedi un Arduino GND tapu ar maizes dēļa negatīvo sliedi.

Pēc tam pievienojiet hidrolokatoru sensorus. HC-SR04 sensori ir marķēti ar visām četrām tapām. Viņi ir:

VCC - 5V jauda

Trig - trigeris, lai izsūtītu ultraskaņas impulsu

Echo - uztveršanas tapa, kas mēra impulsa ilgumu

GND - zemējuma tapa

Šim nolūkam izmantojiet Dupont vadus-sievietes. Katrai VCC tapai jābūt savienotai ar pozitīvo rīvdēļa sliedi, un katrai no GND tapām jābūt savienotai ar negatīvo rīvdēļa sliedi. Šai daļai kā pagarinātājus es izmantoju papildu sieviešu-vīriešu Dupont vadus, jo man bija problēma, ka daži vadi nebija pietiekami ilgi.

Pēc tam pievienojiet Trig un Echo tapas Arduino. Tie tiks savienoti ar Arduino digitālajām tapām:

Priekšējais centra sensors:

Trig - tapa 6

Atbalss - 7. tapa

Kreisās puses sensors:

Trig - 4

Atbalss - 5

Labās puses sensors:

Trig - 2

Atbalss - 3

Priekšējais kreisais sensors:

Trig - 10

Atbalss - 11

Priekšējais labais sensors:

Trigs - 9

Atbalss - 8

Pēc tam pievienojiet vadu stūres servo, ESC motoru un ātruma kontroles potenciometru.

Vispirms sāciet ar stūres pastiprinātāju. Manas automašīnas servo bija sarkani, oranži un brūni vadi. Krāsas var nedaudz atšķirties, taču tās visas ir savienotas līdzīgi:

Brūns vads (zemējums) - pievienojiet negatīvai maizes dēļa sliedei

Sarkanais vads (5 V jauda) - pievienojiet 5 V maizes dēļa sliedei

Oranžais vads (signāls) - izveidojiet savienojumu ar Arduino 13. tapu

ESC - vai elektroniskais ātruma regulators -, kas kontrolē motoru, ir pieslēgts ļoti līdzīgi. Šajā gadījumā vadi ir balti, sarkani un melni.

Balts (signāls) - izveidojiet savienojumu ar Arduino 12. tapu

Sarkans (5v) - NAV savienojams ar neko. Sakarā ar elektrības pieplūdumu, kas plūst atpakaļ, kad motors apstājas, 5v nevajadzētu pievienot. Jūs varētu apcept USB portu vai, iespējams, savu Arduino.

Melns (zemēts) - pievienojiet negatīvai maizes dēļa sliedei

Visbeidzot, pievienojiet potenciometru, ko iepriekš ievietojāt uz maizes dēļa. Iespējams, kaut kur uz tā ir iespiesti mazi skaitļi. Tam jābūt savienotam ar vadu:

1 (kreisā tapa) - savienojiet ar negatīvo rīvdēļa sliedi

2 (vidējā tapa) - izveidojiet savienojumu ar Arduino tapu A0

3 (labā tapa) - pievienojiet pozitīvai maizes dēļa sliedei

Elektroinstalācija izskatīsies ļoti netīra, tādēļ, ja vēlaties veikt vadu pārvaldību, tagad būtu īstais laiks to darīt.

5. solis: Arduino barošana

Tālāk jūs vēlaties iestatīt Arduino enerģijas risinājumu. Šajā projektā tiek izmantoti divi atsevišķi enerģijas avoti: automašīnas akumulators un Arduino akumulators. Šajā gadījumā es izmantoju (6) 1,2 V uzlādējamas AA baterijas, kas savienotas virknē. Darbosies arī pārnēsājamo mobilo tālruņu strāvas bankas, vienkārši pārliecinieties, vai ir kabelis, kas tiek pievienots jūsu Arduino USB portam (piemēram, mini-USB).

Lūdzu, ņemiet vērā, ka 9 V baterijas NEDRĪKST strādāt ar šo projektu. Sakarā ar to, ka ir izstrādātas 9 voltu baterijas, spriegums ir pietiekams, lai darbinātu Arduino, bet no akumulatora izplūstošā strāva izraisīs tā nāvi. Man bija arī problēmas ar nejaušu 9v akumulatora atsāknēšanu.

Ja izvēlaties izmantot manu izmantoto risinājumu, jums būs nepieciešams:

(6) AA baterijas (arī sārma baterijas darbojas labi)

AA bateriju turētāji visām (6) baterijām. Šis darbosies lieliski un pat neprasa izmantot lodāmuru. Sagatavotajam krājumam es sasaistīju (3) divu akumulatoru turētājus kopā, kā parādīts attēlā, lodēju kopā pozitīvos/negatīvos vadus, paņēmu līdzstrāvas kontaktdakšu no 9 voltu akumulatora adaptera un pielodēju līdz galam pozitīvu un negatīvu vadi. Pēc tam es sērijveidā lodēju barošanas slēdzi ar barošanas avotu, lai atvieglotu Arduino ieslēgšanu un izslēgšanu. Tas ir pilnīgi neobligāti.

6. darbība: augšupielādējiet Arduino programmu

Tālāk jums būs jāaugšupielādē programma Arduino. Lejupielādējiet programmu šeit un augšupielādējiet to savā Arduino, izmantojot Arduino IDE.

Tiem no jums, kuri varētu apsvērt koda pārveidošanu, esmu iekļāvis dažus pseidokodus, kas izskaidro katras daļas darbību.

EDIT 25.09.18. - Es pievienoju otru programmu, lai tā brauktu divu sienu vidū. Man nav bijusi iespēja izmēģināt kodu, jo man nebija piekļuves automašīnai, taču jūtieties brīvi eksperimentēt ar to.

7. solis: pievienojiet visu kontaktligzdai un ieslēdziet to

Visbeidzot, jums viss būs jāpievieno. Vispirms pievienojiet automašīnas akumulatoru automašīnai un ieslēdziet ESC. ESC vajadzētu pīkstēt, norādot, ka Arduino ir gatavs "apbruņot". Pēc tam ieslēdziet Arduino. ESC vajadzētu pīkstēt trīs reizes, un riteņiem jāsāk griezties. Ja ESC pīkst, bet riteņi nesāk griezties, pagrieziet potenciometru pa labi, lai palielinātu ātrumu. Ja automašīna pārvietojas pārāk ātri, pagrieziet potenciometru pa kreisi.

Ja potenciometrs darbojas pretēji tam, kā vajadzētu, varat atrisināt pozitīvos un negatīvos vadus.

Video parāda, kā automašīna darbojas, kā mainīt ātrumu un secību, kā to ieslēgt.