Rover-One: Dává RC kamionu/automobilu mozek: 11 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Tento Instructable je na desce plošných spojů, kterou jsem navrhl s názvem Rover-One. Rover-One je řešení, které jsem zkonstruoval tak, že vezmu hračkové RC auto/kamion a dodám mu mozek, který obsahuje komponenty pro snímání prostředí. Rover-One je 100 mm x 100 mm PCB navržený v EasyEDA a byl odeslán pro profesionální tisk PCB na JLCPCB.

Rover-One:

Tato příručka bude ilustrovat vybrané části a zdrojové soubory, které si můžete vytvořit.

Původ:

Vždy jsem byl fascinován NASA a rovery na Marsu. Jako dítě jsem snil o stavbě vlastního roveru, ale moje schopnosti se omezovaly pouze na vytahování motorů z rozbitých RC aut. Nyní, jako dospělý s vlastními dětmi, rád pracuji s nimi a učím je o programování a elektronice. Postavil jsem se svými dětmi několik bojových robotů, které zahrnovaly výměnu karoserie RC auta za takovou, kterou jsme postavili z pěnového prkna DollarTree, a jako zbraně nabroušené nanuky. Abychom to dostali na další úroveň programování, cílem bylo vzít RC auto a s minimálními úpravami mu dát mozek. Po mnoha hodinách šťourání na prkénkách a kaluží pájky na proto-desce se zrodila deska Rover-One. Míchání pěnové desky DollarTree a elektroniky se stalo mojí metodou pro všechny druhy výtvorů, a tak jsem vymyslel název FoamTronix.

Cíl desky Rover-One:

Hlavním cílem této desky je seznámit se se snímáním součástek a programováním, které je zapotřebí pro komunikaci mezi součástmi a Arduino nano pro řízení RC auta. Tato deska vychází z procesů, které jsem se za ta léta naučil na různých čidlech, posuvných registrech a dalších integrovaných obvodech pro pohon motoru.

Schéma:

easyeda.com/weshays/rover-one

Zásoby

• 2x 1uF kondenzátor
• 1x 470uF kondenzátor
• Rezistor 16x 220 ohmů
• 1x odpor 100K Ohm
• 2x odpor 4,7K Ohm
• 2x DS182B20 (teplotní čidlo)
• 1x LDR (odpor závislý na světle)
• 2x 74HC595 (IC Shift Register)
• 1x L9110H (IC ovladače motoru)
• 4x HC-SR04 (ultrazvukový snímač vzdálenosti)
• 19x 2,54 2P šroubové svorky
• 4x 2,54 3P šroubové svorky
• 1x Arduino Nano
• 1x 9 gramové servo (slouží k otáčení auta/nákladního vozu)
• 1x DC motor (na RC autě/kamionu)
• 1x deska Adafruit GPS Breakout V3

Volitelné příslušenství:

• Samčí kolíkové hlavičky
• Samičí záhlaví kolíků

Krok 1: Arduino Nano

Arduino Nano je mozkem desky. Bude použit ke správě vstupu z různých senzorů (Ping, Teplota, Světlo) a výstupu do motoru, serva, posuvných registrů a sériové komunikace. Arduino bude napájeno z externího napájecího konektoru 5 V.

Části sekce:

1x Arduino Nano

Krok 2: Posunutí registrů

Posuvné registry se používají k získání více výstupů. Existují dva posuvné registry Serial-In Parallel-Out, které jsou vzájemně propojeny. K ovládání všech 16 výstupů slouží pouze 3 piny z Arduino Nano.

Kondenzátory se používají pro jakékoli špičky výkonu, které čipy mohou potřebovat.

Šroubové svorky slouží ke snadnému připojení různých druhů vodičů.

Příklad LED by byl:

• 2 bílé LED diody (pro přední světla)
• 2 červené LED diody (pro přerušovaná světla)
• 4 žluté LED diody (pro blinkry - dvě vpředu a dvě vzadu)
• 8 odvozených LED diod nebo 4 červené a 4 modré LED diody pro policejní světla.

Části sekce:

• 2x 1uF kondenzátor
• Rezistor 16x 220 ohmů
• 2x 74HC595 (IC Shift Register)
• 16x 2,54 2P šroubové svorky

Krok 3: LDR (detektor světla)

LDR, Light Detection Resistor, se používá společně s rezistorem jako dělič napětí k měření světla.

V závislosti na tom, jak je deska použita, lze LDR připevnit přímo k desce nebo lze namontovat jiné kolíkové lišty.

Části sekce:

• 1x LDR (odpor závislý na světle)
• 1x odpor 100K Ohm

Krok 4: Snímače teploty

K dispozici jsou dva teplotní senzory. Jeden je určen k montáži přímo na desku a druhý je určen k připojení pomocí šroubových svorek pro měření teploty na jiném místě.

Další oblasti pro měření teploty by byly:

• U motoru
• Na baterii
• Na těle RC
• Mimo tělo RC

Části sekce:

• 2x DS182B20 (teplotní čidlo)
• 2x rezistory 4,7K Ohm
• 1x 2,54 3P šroubové svorky

Krok 5: Senzory ping

K dispozici jsou 4 ping senzory HC-SR04. Deska je nastavena tak, aby piny echa a spouště byly spojeny dohromady pomocí knihovny NewPing. Piny mohou být pájeny nebo spojeny dohromady na HC-SR04, nebo vodiče z echo a spouštěcích pinů jdoucích na stejné koncové piny.

Nápady na měření vzdálenosti by byly 3 senzory ping před RC auto v různých úhlech a jeden vzadu pro zálohování. Knihovna NewPing:

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Části sekce:

• 4x HC-SR04 (ultrazvukový snímač vzdálenosti)
• 4x 2,54 3P šroubové svorky

Krok 6: Připojení motoru

IC čip ovladače motoru L911H IC slouží k ovládání RC auta jedoucího dopředu a dozadu. Tento čip za vás v podstatě přepíná vodiče plus/mínus na stejnosměrném motoru. Tento čip má široké napájecí napětí od 2,5 V do 12 V, pokud je provozován při teplotách od 0 ° C do 80 ° C - proto je teplotní senzor hned vedle (teplotní senzor měří -55 ° C až 125 ° C). Čip má také vestavěnou upínací diodu, takže při připojení stejnosměrného motoru není potřeba.

Jedno svorkové připojení je pro motor a druhé je pro externí zdroj energie pro baterii. Odběr motoru a proudu by byl na Arduinu příliš, takže je potřeba další zdroj energie.

Části sekce:

• 1x L9110H (IC ovladače motoru)
• 2x 2,54 2P šroubové svorky

Krok 7: Servo připojení

Servo slouží k ovládání otáčení RC auta. Většina hraček RC aut je vybavena jiným motorem používaným k otáčení. Výměna otáčejícího se motoru za servo je jedinou úpravou, kterou jsem na rámu RC auta nakonec udělal.

Kondenzátor se používá pro jakékoli špičky výkonu, které může servo potřebovat.

Části sekce:

• 1x 9 gramové servo (slouží k otáčení auta/nákladního vozu)
• 1x 470uF kondenzátor
• Samčí kolíky pro připojení serva

Krok 8: GPS modul

GPS modul Adafruit je skvělý pro sledování polohy a sledování, kam auto jede. Tento modul vám nejen poskytne polohu GPS, ale také získáte:

• Přesnost polohy do 3 m
• Přesnost rychlosti do 0,1 m/s (maximální rychlost: 515 m/s)
• Pin „Enable“jej zapíná/vypíná
• Flash pro uložení dat 16 hodin dat
• RTC (hodiny v reálném čase), abyste získali čas

GPS knihovna Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Části sekce:

1x deska Adafruit GPS Breakout V3

Krok 9: Sériová komunikace

Sériové připojení je pro Arduino pro komunikaci s jinými externími zdroji.

Části sekce:

1x 2,54 2P šroubové svorky

Krok 10: Příklad nastavení desky

Objednal jsem si mnoho desek a jednu z nich jsem nastavil jen pro testování.

Krok 11: Příklad

V příloze jsou obrázky z mého nastavení. Vzal jsem zbrusu nové RC auto, vykuchal jsem ho, vytvořil tělo z pěnové desky DollarTree a dal jsem mu mozek.